GBZ1762542000电磁兼容限值中高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估

前言本指导性技术文件等同采用国际标准电磁兼容第部分限值第分部分中高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估本指导性技术文件推荐了中高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估方法本指导性技术文件是电磁兼容限值系列国家标准之一该系列标准目前包括以下标准低压电气及电子设备发出的谐波电流限值设备每相输入电流电磁兼容限值对额定电流不大于设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制电磁兼容限值对额定电流大于的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制电磁兼容限值中高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估电磁兼容限值中高压电力系统中波动负荷发射限值的评估本指导性技术文件仅供参考有关对本指导性技术文件的建议和意见向国务院标准化行政主管部门反映本指导性技术文件的附录附录附录附录附录附录和附录为提示的附录本指导性技术文件由国家电力公司提出本指导性技术文件由全国电磁兼容标准化联合工作组归口本指导性技术文件负责起草单位国家电力公司武汉高压研究所广州电力工业局本指导性技术文件主要起草人郎维川徐达明邬雄聂定珍蒋虹龚增前言国际电工委员会是由所有参加国的国家电工委员会国家委员会组成的世界性标准化组织其宗旨是促进电气和电子技术领域有关标准化的全部问题的国际一致为此除开展其他活动之外还出版国际标准标准委托由技术委员会制定任何对制定项目感兴趣的国家委员会均可参加与有联络的国际组织政府和非政府机构也可参加这一工作与国际标准化组织按照两组织间的协商确定的条件密切合作由于各技术委员会都有来自对相关制定项目感兴趣的所有国家的代表所以对有关技术内容作出的正式决定或协议都尽可能地表达国际一致的意见所产生的文件可采用标准技术报告或导则的形式出版以推荐的方式供国际上使用并在此意义上为各国家委员会所接受为了促进国际上的一致国家委员应尽可能最大限度地把国际标准转化为其国家标准和地区标准对相应国家标准或地区标准与国际标准之间的任何分歧均应在标准中清楚地说明不对符合标准与否的争议表态也不对任何声称符合某一标准的设备承担责任技术委员会的主要任务是制定国际标准在特殊的情况下技术委员会可以出版下列类型之一的技术报告类型当尽管经过再三努力而不能作为国际标准出版时类型当这个主题仍处于技术发展阶段或者由于任何其他原因在今后而现在不能马上同意作为国际标准时类型当技术委员会在例行出版国际标准的过程中搜集到各种资料例如科学发展动态时第类和第类技术报告自出版时起到决定它们是否能够成为国际标准的三年内会受到复审第类的技术报告直到认为他们提供的资料不再有效或有用之前没有必要进行复审是第类技术报告是由以下委员会制定的技术委员会电磁兼容的分技术委员会低频现象该技术报告是的第部分第分部分按照导则它具有基础出版物的地位本标准文本基于下表中的文件委员会草案表决报告上表中的表决报告中可找到表决通过本技术报告的全部信息附录附录附录附录附录附录和附录仅作参考引言本标准是系列标准的一部分该系列标准的构成如下第一部分综述综合考虑概述基本原理定义术语第二部分环境环境的描述环境的分类兼容性水平第三部分限值发射限值抗扰度限值由于它们不属于产品委员会的责任范围第四部分试验和测量技术测量技术试验技术第五部分安装和减缓导则安装导则减缓方法和装置第六部分通用标准第九部分其他每一部分又可分为若干分部分它们作为国际标准或技术报告出版中华人民共和国国家标准化指导性技术文件电磁兼容限值中高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估国家质量技术监督局批准实施范围本指导性技术文件提出了用来作为决定大型畸变负荷产生谐波和或谐间波接入公用电力系统所根据的一些基本原则其主要目的在于为工程实践提供指南以保证对所有被接入系统的用户都有合适的供电质量由于本指导性技术文件提出的指南必须要以某些假定为根据所以并不保证这些方法对所有的谐波问题总能提供最优的解决方案应该灵活地使用所推荐的方法并应根据工程实际情况决定何时全部或者部分地采用给出的评估程序关于产生畸变的设备能否接入电力系统的问题最终由供电公司决定与谐波有关的问题分为两种基本的类型由变流器或其他谐波源把谐波电流注入到供电网络中谐波电流及其所引起的电压可认为是传导的现象本标准的目的在于把供电网络中实际的谐波电压限制到对敏感设备不造成有害影响的水平兼容水平既然谐波电压是由谐波电流和阻抗引起的因此必须对注入系统的谐波电流加以限制在范围内的谐波电流可能把干扰引入到通信系统中由于在高次谐波频率下电路之间的耦合增加和在音频范围内通信回路有更高的灵敏度所以这种现象更加显著本指导性技术文件的重点主要放在控制或限制谐波电压及其影响但也有一章涉及对通信的干扰注负荷被理解为整个用户的设备关于系统电压本指导性技术文件使用下列的术语低压指的是中压指的是高压指的是超高压指的是本指导性技术文件中网络的作用比它的标称电压更重要例如一个用于配电的高压系统可能会给出一个规划水平见第章这是一个位于中压系统和高压系统之间的水平引用标准下列标准所包含的条文通过在本指导性技术文件中的引用而构成为本指导性技术文件的条文本指导性技术文件出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本指导性技术文件的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性电磁兼容术语低压电气及电子设备发出的谐波电流限值设备每相输入电流电磁兼容试验和测量技术供电系统及所连设备谐波谐间波的测量和测量仪器导则电磁兼容第部分环境第分部分公用低压供电系统低频传导骚扰和电网传输信号的兼容水平基本概念单台设备或者一个用户的总负荷的发射限值应该在电压质量标准的基础上加以规定某些基本概念是用于评估电压质量的为了使这些概念对于评估方面是有用的要根据它们应用的地点位置以及它们是如何测量测量的周期采样时间平均持续时间统计方法和计算等方面来加以规定这里描述了这些概念并在图和图中进行了说明有关定义可参见兼容水平兼容水平是用来协调组成供电网络的设备或由供电网络供电的设备发射和抗扰度的参考值见表以保证整个系统包括网络及所连设备的电磁兼容性利用表示骚扰的时间和空间的概率分布兼容水平一般以整个系统的概率水平为基础由于供电公司不可能在所有时间对网络的所有各点进行控制而允许有偏差因此应该以整个系统为基础按兼容水平进行评估而不对某个特殊位置的评估提供评定方法表给出了和系统的谐波电压兼容水平用标称电压的百分数表示表和电力系统中谐波电压兼容水平非倍次数奇次谐波倍次数奇次谐波偶次谐波谐波次数谐波电压谐波次数谐波电压谐波次数谐波电压注总谐波畸变率规划水平规划水平是在规划时评估所有用户负荷对供电系统的影响所用的水平供电公司为该系统的所有各电压等级规定了规划水平并且规划水平可以认为是供电公司内部的质量目标规划水平等于或小于兼容水平由于随着网络结构和环境条件的不同而有不同的规划水平所以只可能给出一些指标值作为例子见表中给出的谐波电压的规划水平表中的规划水平不用于控制诸如地磁暴等不可控事件产生的谐波本指导性技术文件的其余部分概述了利用这些规划水平评估每个用户的连接要求的程序评定程序测量谐波谐间波的基础标准是为了把实际的谐波水平与规划水平进行比较测量的最小周期建议为一个星期每天最大的概率的值在非常短的时段各次谐波分量的有效值不宜超过规划水平每星期最大的值在短的时段各次谐波的有效值不宜超过规划水平每星期最大的值不宜超过倍的规划水平注谐波测量一般最高到在大多数情况下对于评估电源骚扰的畸变影响这是足够的但是在某些情况下直到次的更高次的谐波可能有重要的作用例如电压波形有缺口的大型换流器具有多脉波数换流器的大型设施例如铝厂与电力系统连接的带有换流器的新型电力电子设备这些实例可能导致在邻近的敏感设备中例如传感器通信系统等引起噪声干扰一般认为较高次的谐波随位置和时间的变化比较低次的谐波更明显较高次的谐波是由单相负荷用户产生的经常还伴有电力系统谐振当与高次谐波有关时可能需要范围更广的评估这些实例可能导致在邻近的敏感设备中例如传感器通信系统等引起噪声干扰一般认为较高次的谐波随位置和时间的变化比较低次的谐波更明显较高次的谐波是由单相负荷用户产生的经常还伴有电力系统谐振当与高次谐波有关时可能需要范围更广的评估表和电力系统谐波电压规划水平的指标值用标称电压的百分数表示非倍次数奇次谐波倍次数奇次谐波偶次谐波谐波次数谐波电压谐波次数谐波电压谐波次数谐波电压对于系统而言关于的规划水平值似乎可能是相当高的但可能会遇到这样的值并值得注意次谐波并不总是与直流分量联系在一起的注总谐波畸变率网络为网络为图和图说明了上述的基本概念并力图强调这些基本变量之间最重要的关系在整个电力系统中见图在某些场合不可避免地会出现干扰因此在骚扰水平的分布和抗扰度水平之间有明显的重叠一般地规划水平等于或小于兼容水平它们是由网络的业主规定的抗扰度试验等级按照有关标准的规定或者由制造商和用户之间商定如图所示在任一位置处的骚扰水平和抗扰度水平的概率分布通常比整个电力系统的要窄所以在多数位置处骚扰水平和抗扰度水平的分布有一点重叠或者没有重叠因此干扰的影响较小设备能满意地执行其功能即比图所建议的更容易达到电磁兼容性图利用包括整个系统的时间位置统计分布的电压质量的基本概念图示说明图有关整个系统中的某处时间统计分布对电压质量基本概念的图示说明发射水平在每一谐波谐间波频率畸变负荷的发射水平是谐波谐间波电压电流如果没有其他畸变负荷出现那末由该负荷引起的谐波谐间波电压电流进入到电力系统中为了把用户的总负荷谐波电流发射与发射限值相比较测量的最小周期建议为一个星期每天最大的概率的值在非常短的时段各次谐波分量的有效值不宜超过发射限值每个星期最大的值在短的时段各次谐波的有效值不宜超过发射限值每个星期最大的值不宜超过倍的发射限值短持续时间猝发谐波时间也应该加以限制例如关于电网信号系统这个问题正在研究中实际上一般是从有关负荷和系统的数据来评估这些水平的由于可能有许多其他的畸变负荷出现直接测量这些水平是困难的有关谐波测量的基本原理见另外有一份关于这个课题的技术文件正在研究中基本原则所提出的接受畸变负荷的评估方法取决于用户的协议功率产生谐波设备的功率和系统特性其目标在于把来自各用户总的负荷注入的电压畸变水平限制到不致超过规划水平确定了一个三级评估法这三个等级可以按顺序使用或独立使用见图第级骚扰发射的简化评估对于用户安装小型电气设备供电公司一般不必经专门的谐波发射评估即可以接受其发射的限制一般由这些小型设备的制造商负责例如是一个产品类标准这个标准对连接到系统的设备规定了谐波发射的限值由于下列的原因目前还没有关于设备的发射标准中压等级的电压在和之间变动国际上对中压系统还没有规定基准阻抗有些国家的供电公司能够确认本国的和系统的基准阻抗这就使得他们能够规定谐波电流的发射限值并且对按第一级接入的用户负荷不必进行详细的估算即使不能够规定基准阻抗但也有可能规定关于系统甚至系统接受用户负荷的准则例如可以按惯例采用一个加权的畸变功率见作为对用户设备内的总畸变负荷的估计如果总畸变功率或用户的协议功率相对于在公共耦合点处的短路容量是小的则不必进行详细的估算第章建立了关于应用第级评估时的特殊准则第级与实际网络特性有关的发射限值如果某负荷不满足第级准则的要求则应结合系统吸收谐波的能力来评估产生谐波的设备的特性系统的吸收能力是根据规划水平导出的并且按照每个用户对系统总容量的需求分配给各用户在中压系统当把规划水平分配给各用户时也应考虑从高压系统导出的骚扰水平这个方法的基本原理是如果一个系统是满负荷的并且所有用户最多都注入各自限值的骚扰那么总的骚扰水平将等于规划水平第章概述了把规划水平分配给各用户的一种程序第级在特殊和根据不充足的情况下接受高的发射限值在特殊环境下用户可能请求把骚扰发射超过第级允许限值的负荷接入系统在这种情况下用户和供电公司要商定一些可接入畸变负荷的特殊条件为了确定这些特殊的条件必须对现有和将来的系统的特性仔细地进行研究注应用第章第章第章推荐的方法所得到的发射限值是力图使谐波水平低于规划水平应用第章所述的其他方法是为了限制对通信的干扰责任范围用户应负责在处的发射维持低于由供电公司规定的限值注本指导性技术文件主要是与发射有关的但是如果接入了滤波器或电容器组而没有适当的考虑它