談IEC系列標(biāo)準(zhǔn)文件對(duì)電網(wǎng)諧波國標(biāo)的指導(dǎo)作用

談IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件對(duì)電網(wǎng)諧波國標(biāo)的指導(dǎo)作用摘要：國內(nèi)正在采用IEC61000系列標(biāo)準(zhǔn)文件，文中針對(duì)這套標(biāo)準(zhǔn)文件和電網(wǎng)諧波國標(biāo)關(guān)系上的一些不同認(rèn)識(shí)和理解，對(duì)照EIC61000-3-6和《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》(GB/T14549-1993)進(jìn)行論述，以期達(dá)到提高認(rèn)識(shí)，完善國家標(biāo)準(zhǔn)和正確執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的目的。關(guān)鍵字：電磁兼容諧波國家標(biāo)準(zhǔn)0概述從1998年開始，我我國發(fā)布的電電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)中計(jì)有有二三十項(xiàng)取取自(等同或等效)國際電工委委員會(huì)(IEC)近年來頒布布的IEC661000系列標(biāo)準(zhǔn)文文件［1］。眾所所周知，各種種電氣設(shè)備之之間以電磁傳傳導(dǎo)、感應(yīng)和和輻射3種方式彼此此關(guān)聯(lián)并相互互影響，在一一定的條件下下會(huì)對(duì)設(shè)備的的正常工作和和人類造成干干擾和危害。20世紀(jì)80年代興起的的電磁兼容學(xué)學(xué)科就是以研研究和解決這這方面問題為為宗旨的。該該學(xué)科的著眼眼點(diǎn)是對(duì)干擾擾的產(chǎn)生、傳傳播、接收、抑抑制機(jī)理以及及相應(yīng)的測量量、計(jì)量技術(shù)術(shù)進(jìn)行深入的研究，在在此基礎(chǔ)上，根根據(jù)經(jīng)濟(jì)、技技術(shù)最合理的的原則，對(duì)產(chǎn)產(chǎn)生的干擾水水平、抗干擾擾水平，以及及抑制措施作作出明確的規(guī)規(guī)定，使處于于同一電磁環(huán)環(huán)境的設(shè)備都都是"兼容"的。也就是是說，一個(gè)設(shè)設(shè)備(或裝置、系系統(tǒng))在其電磁環(huán)環(huán)境中滿意地地執(zhí)行其功能能，而又不向向該環(huán)境中的的任何實(shí)體引引入不能允許許的電磁擾動(dòng)動(dòng)。EMC的基本本任務(wù)是協(xié)調(diào)調(diào)干擾發(fā)射者者和承受者之之間的關(guān)系，使使其"兼容"。協(xié)調(diào)的辦辦法是制定合合理且配套的的規(guī)定值。協(xié)協(xié)調(diào)中所涉及及的幾個(gè)參數(shù)數(shù)關(guān)系如圖1所示。圖中中橫坐標(biāo)為獨(dú)獨(dú)立變量，如如頻率、電壓壓偏差值、諧諧波含量、電電壓波動(dòng)和閃閃變值、三相相電壓不平衡衡度等。圖1電磁兼容容協(xié)調(diào)中的有有關(guān)參數(shù)實(shí)際上EMMC兼容水平是是為了達(dá)到協(xié)協(xié)調(diào)的目的而而定出的一個(gè)個(gè)參考值，有有這一參考值值便可以采用用適當(dāng)?shù)姆椒ǚê驮６?，確確定干擾源的的發(fā)射限值以以及電氣設(shè)備備抗干擾限值值，從圖1中可以一目目了然。IEC661000系列標(biāo)準(zhǔn)包包括6個(gè)部分：①總論，610000-1包括總的考考慮(介紹、基本本原則)、定義、術(shù)術(shù)語；②環(huán)境，610000-2包括環(huán)境描描述、環(huán)境的的分類、兼容容水平；③限值，610000-3包括發(fā)射限限值、抗擾限限值；④試驗(yàn)和測量量技術(shù)，610000-4包括測量技技術(shù)、試驗(yàn)技技術(shù)；⑤安裝和抑制制導(dǎo)則，610000-5包括安裝導(dǎo)導(dǎo)則、抑制的的方法和裝置置；⑥雜項(xiàng)，610000-6。以上每一一部分均有一一套標(biāo)準(zhǔn)，目目前已正式出出版的文件只只是其中一部部分。IEC661000系系列標(biāo)準(zhǔn)文件件實(shí)際上分為為國際標(biāo)準(zhǔn)類類文件和第一一、二、三類類技術(shù)文件。其其中第一類技技術(shù)文件是"盡管經(jīng)過再再三努力而不不能作為國際際標(biāo)準(zhǔn)出版"的；第二類技術(shù)文件是"文件主題仍仍處于技術(shù)發(fā)發(fā)展階段，或或者由于任何何其他原因在在今后而現(xiàn)在在不能馬上同同意作為國際際標(biāo)準(zhǔn)"的；第三類類技術(shù)文件是是"當(dāng)技術(shù)委員員會(huì)在例行出出版國際標(biāo)準(zhǔn)的過過程中，搜集集到各種資料料，這些資料料一般不是作作為國際標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)公布的，例例如'技術(shù)的狀況'"。第一類和和第二類技術(shù)術(shù)報(bào)告自出版版時(shí)起到?jīng)Q定定它們是否能能夠成為國際標(biāo)準(zhǔn)的3年內(nèi)會(huì)受到到復(fù)審。第三三類技術(shù)報(bào)告告則直到認(rèn)為為提供的資料料不再有效或或有用之前，沒沒有必要再進(jìn)進(jìn)行復(fù)審。對(duì)于IEC標(biāo)準(zhǔn)文件，應(yīng)應(yīng)根據(jù)其性質(zhì)質(zhì)和內(nèi)容，結(jié)結(jié)合國情采用用，以適應(yīng)我我國加入WTO后的形勢和和需要。涉及及IEC國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)類類文件，應(yīng)盡盡量等同或等等效采用。對(duì)對(duì)于技術(shù)類文文件，應(yīng)有分分析地吸收其其中先進(jìn)的適適用部分，以以修訂和完善善相應(yīng)的國家家標(biāo)準(zhǔn)。1電網(wǎng)諧波波國標(biāo)和EMC標(biāo)準(zhǔn)的基本本關(guān)系保證電能質(zhì)質(zhì)量，以使用用戶安全、正正常用電是電電力部門的職職責(zé)。但電能能質(zhì)量和一般般產(chǎn)品質(zhì)量不不同之處在于于它不完全取取決于電力生生產(chǎn)企業(yè)，有有的質(zhì)量指標(biāo)標(biāo)(例如：諧波波、電壓波動(dòng)和和閃變，三相相電壓不平衡衡度)主要由用戶戶負(fù)荷的干擾擾所致。因此此電能質(zhì)量的的保證，需要要供用電雙方方共同努力，共共同承擔(dān)相應(yīng)應(yīng)的責(zé)任。國標(biāo)GB/T145499-19933是以限制電電網(wǎng)中非線性性負(fù)荷產(chǎn)生的的諧波干擾，保保證公用電網(wǎng)網(wǎng)諧波電壓水水平在合理范范圍內(nèi)為目標(biāo)標(biāo)的。因此，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的的各級(jí)電網(wǎng)諧諧波電壓限值值對(duì)應(yīng)于圖1中"發(fā)射限值"線。例如，國國標(biāo)中規(guī)定低低壓(380VV)電網(wǎng)諧波電電壓總畸變率率(THDUU)為5%。而IEC661000--3-6(即國標(biāo)指導(dǎo)導(dǎo)性文件GB/Z176255.4-20000《電磁兼容容限值中中、高壓電力力系統(tǒng)中畸變變負(fù)荷發(fā)射限限值的評(píng)估》)中引用了IEC661000--2-2和IEC661000--2-4(均為國標(biāo)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))的中壓和低低壓兼容值THDU為8%，這兩者沒沒有矛盾。截截止到2000年底，已采采用為國標(biāo)的的與諧波相關(guān)關(guān)的IEC661000標(biāo)準(zhǔn)文件如如表1所列。IEC661000是一個(gè)EMC龐大的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)體系，每個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件的的內(nèi)容均比較較豐富，如綜綜合某指標(biāo)的的各部分的相相關(guān)內(nèi)容就成成為該指標(biāo)較較為完整的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。例如，在IEC61000-3-6中，不僅包括諧波電壓兼容值和規(guī)劃值示例，還對(duì)諧波的合成計(jì)算，中、高壓負(fù)荷的諧波限值三級(jí)處理方法，供電容量的確定等，均作了規(guī)定和說明，其中包括對(duì)間諧波和電話干擾影響的研究成果，并以附錄形式給出諧波阻抗和三級(jí)處理方法的計(jì)算實(shí)例。在GB/T17626.7-1998(即IEC61000-4-7)中規(guī)定了用于諧波測量的儀器主要性能、準(zhǔn)確度要求，總結(jié)了電壓和電流互感器諧波測量的誤差，提出對(duì)不同波動(dòng)性質(zhì)的諧波測量規(guī)定等。這些對(duì)于將來諧波國標(biāo)的修訂均很有參考價(jià)值。我國依據(jù)這套標(biāo)準(zhǔn)文件的具體內(nèi)容，以不同形式(等同、等效；強(qiáng)制性、推薦性或指導(dǎo)性)采用，以加快國家標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化的步伐是完全正確的。因此，作為電能質(zhì)量的諧波國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC61000系列EMC標(biāo)準(zhǔn)是既有聯(lián)系、又有區(qū)別的2套標(biāo)準(zhǔn)。從限值上講，諧波國標(biāo)不應(yīng)超過IEC規(guī)定的EMC兼容水平，在此原則下，諧波國標(biāo)的限值應(yīng)根據(jù)國情經(jīng)研究論證確定。從諧波指標(biāo)分配、計(jì)算和測量等內(nèi)容看，在吸取相關(guān)EMC標(biāo)準(zhǔn)文件內(nèi)容基礎(chǔ)上，使標(biāo)準(zhǔn)做到兼顧科學(xué)性、合理性和可操作性，這就是二者的基本關(guān)系。下面結(jié)合國內(nèi)在諧波標(biāo)準(zhǔn)方面的一些不同認(rèn)識(shí)，談?wù)劰P者的看法。表1已采用為為國標(biāo)的與諧諧波相關(guān)的IEC661000標(biāo)準(zhǔn)文件國標(biāo)編號(hào)國家標(biāo)準(zhǔn)名稱相應(yīng)的IEC標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)采用程度GB/T177626.77-19988電磁兼容試試驗(yàn)測量技術(shù)術(shù)供電系統(tǒng)統(tǒng)及所連設(shè)備備諧波、諧間間波的測量和和測量儀器導(dǎo)導(dǎo)則IEC610000-4--7；1991(國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn))等同GB176225.1-11998低壓電氣及電電子設(shè)備發(fā)出出的諧波電流流限值(設(shè)備每相輸輸入電壓≤16A)IEC610000-3--2；1995(國際標(biāo)準(zhǔn))等效GB/Z177625.44-20000電磁兼容限限值中、高高壓電力系統(tǒng)統(tǒng)中畸變負(fù)荷荷發(fā)射限值的的評(píng)估IEC610000-3--6；1996(第三類技術(shù)術(shù)報(bào)告)等同GB/Z188039.11-20000電磁兼容環(huán)環(huán)境電磁環(huán)環(huán)境的分類IEC610000-2--5；1995(第二類技術(shù)術(shù)報(bào)告)等同GB/Z188039.22-20000電磁兼容環(huán)環(huán)境工業(yè)設(shè)設(shè)備電源低頻頻傳導(dǎo)騷擾發(fā)發(fā)射水平的評(píng)評(píng)估IEC610000-2--6；1995(第三類技術(shù)術(shù)報(bào)告)等同2EMC諧波波兼容水平8%的合理性IEC國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的權(quán)威性是毋毋容置疑的，這這當(dāng)然不是說說對(duì)其具體某某項(xiàng)(指標(biāo))規(guī)定不能討討論。但討論論應(yīng)當(dāng)是說理理的、有分析析的、實(shí)事求求是的。文獻(xiàn)獻(xiàn)［2］中指出"IECC610000-3-66報(bào)告取CIGREE36-005文獻(xiàn)的高值值作為電網(wǎng)諧諧波電壓的兼兼容水平，卻卻沒有提供任任何理論的或或?qū)嵺`的依據(jù)據(jù)"，而實(shí)際并并非如此。首首先，IEC661000--3-6在附錄H中列有參考考文獻(xiàn)21篇，這些都都應(yīng)是其制定定理論或?qū)嵺`踐的依據(jù)，至至少這個(gè)論斷斷中提到的CIGREE36-005文獻(xiàn)應(yīng)是其其制定的依據(jù)據(jù)之一；其次次，EMC的兼容水平平和電網(wǎng)諧波波限值是不同同的概念，不不應(yīng)混為一談?wù)劇⒌蛪篍MC的諧波兼容容水平定為5%更合理嗎?如照此規(guī)定定，各國制定定的低壓諧波波限值(THD)均不能超過5%是很難實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。誠然，根根據(jù)當(dāng)時(shí)(1981年)CIGRRE36-005工作組調(diào)查查結(jié)論［3］，認(rèn)為"高值"(8%)是電網(wǎng)中很很少超過的數(shù)數(shù)值，但其干干擾影響的概概率比較高，"低值"(5%)是在大量干干擾負(fù)荷附近近很可能出現(xiàn)現(xiàn)的數(shù)值，干干擾影響的概概率較小。IEC考慮到電網(wǎng)網(wǎng)諧波源不斷斷增長的趨勢勢，確定THD為8%作為低壓兼兼容水平是完完全正確的。下下面舉2個(gè)低壓電網(wǎng)網(wǎng)諧波水平調(diào)調(diào)查實(shí)例，說說明IEC相關(guān)規(guī)定的的合理性。例1：從1998～2000年對(duì)北京20個(gè)居民配電電小區(qū)和3座居民樓進(jìn)進(jìn)行了長時(shí)間間的諧波監(jiān)測測，發(fā)現(xiàn)60%的監(jiān)測點(diǎn)在在用電高峰時(shí)時(shí)段內(nèi)，電壓壓總畸變率和和3次諧波電壓壓含有率都超超過國標(biāo)限值值(分別為5%和4%)，個(gè)別高達(dá)766%［4］。例2：從1988～2000年，日本低低壓THD由3%增加到7.5%，超過5%的標(biāo)準(zhǔn)［5］。從以上調(diào)調(diào)查看，低壓壓電網(wǎng)諧波水水平不斷增加加是確定無疑疑的事實(shí)，但但總體上仍在在IEC的EMC標(biāo)準(zhǔn)的范圍圍內(nèi)。當(dāng)然，低低壓超過國標(biāo)標(biāo)現(xiàn)行規(guī)定5%，是否一定定要修改限值值，這要看超超標(biāo)的原因、超超標(biāo)的范圍和和影響，以及及抑制措施的的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效效益等多種因因素，經(jīng)綜合合分析比較后后才能決定的的。3關(guān)于第三三類標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)術(shù)文件前面已經(jīng)指指出，IEC661000系列標(biāo)準(zhǔn)文文件是很具有有參考或使用用價(jià)值的。對(duì)對(duì)于其中的第第三類技術(shù)報(bào)報(bào)告，國內(nèi)一一般以GB/Z形式等同采采用，即作為為標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)性性文件發(fā)布的的。對(duì)屬于這這一類文件的IEC661000--3-6，目前認(rèn)識(shí)識(shí)上有二種偏偏向：一種認(rèn)認(rèn)為這不是國國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)類文文件，僅僅是是一個(gè)技術(shù)報(bào)報(bào)告，"認(rèn)其為'指導(dǎo)性文獻(xiàn)'都是不慎重重的"［2］，實(shí)際上否否定該文件在在標(biāo)準(zhǔn)上的指指導(dǎo)作用；另另一種認(rèn)為應(yīng)應(yīng)該用這類文文件中的限值值(兼容水平)取代電能質(zhì)質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)標(biāo)，這實(shí)際上上把電磁兼容容標(biāo)準(zhǔn)混同為為電能質(zhì)量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。此外，還還把一些相關(guān)關(guān)的限值孤立立對(duì)待(例如，只要要高、中壓諧諧波限值提高高，不考慮低低壓限值相應(yīng)應(yīng)提高的可行行性)。IEC661000--3-6中系系統(tǒng)地匯集了了大量諧波方方面很有參考考價(jià)值的資料料，這些資料料中有的是國國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)(例如中低諧諧波電壓兼容容水平)，有的是工工作組研究成成果或推薦的方法(例如規(guī)劃水水平示例、發(fā)發(fā)射限值的三三級(jí)評(píng)估處理理辦法，一些些工程計(jì)算方方法，測量的的原則等)。對(duì)待這樣樣一個(gè)文件用用"非IEC國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的性質(zhì)"籠統(tǒng)地加以以否定，而不考考慮其具體內(nèi)內(nèi)容的作法是是不妥當(dāng)?shù)摹?電網(wǎng)諧波國國標(biāo)和EMC標(biāo)準(zhǔn)的若干干區(qū)別在第1節(jié)中已論述述了電網(wǎng)諧波波國標(biāo)和EMC標(biāo)準(zhǔn)在限值值上的關(guān)系。實(shí)實(shí)際上這2套標(biāo)準(zhǔn)還在在下列方面存存在差別：(1)內(nèi)容、范范圍。諧波國國標(biāo)(GB/TT145449-19993)解決電網(wǎng)中中諧波指標(biāo)的的控制問題，因因此內(nèi)容上主主要規(guī)定了各各級(jí)電網(wǎng)諧波波電壓限值，用用戶諧波電流流允許值的分分配計(jì)算以及及測量等內(nèi)容容；EMC涉及諧波方方面標(biāo)準(zhǔn)有若若干個(gè)(表1中所列僅是是一部分)，有設(shè)備的的諧波、電網(wǎng)網(wǎng)的諧波、電電磁環(huán)境的分分類(不同類環(huán)境境有不同的兼兼容水平)、諧波測量量儀器及測量量要求、抑制諧諧波的導(dǎo)則(尚未見文本)、諧波源試試驗(yàn)、抗諧波波干擾的試驗(yàn)驗(yàn)等，根據(jù)不不同的內(nèi)容，分分散的IEC661000系列標(biāo)準(zhǔn)6大部分中，各各自成為獨(dú)立立標(biāo)準(zhǔn)文本。因因此電網(wǎng)諧波波國標(biāo)不只是是和IEC661000--3-6有關(guān)，而IEC661000中有關(guān)諧波波的規(guī)定內(nèi)容容要豐富得多多。(2)運(yùn)行方方式的考慮。EMC標(biāo)準(zhǔn)從干擾擾角度定出的的諧波電壓兼兼容水平可以以不涉及電網(wǎng)網(wǎng)的運(yùn)行方式式，然而把干干擾指標(biāo)分給給用戶(這是電能質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的任任務(wù))就不能不考考慮運(yùn)行方式，因因?yàn)殡娋W(wǎng)諧波波電壓水平不不僅取決于諧諧波源(一般視為電電流源)，也取決于于諧波阻抗。后后者和電網(wǎng)結(jié)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行行方式有關(guān)。諧諧波國標(biāo)中只只推薦用短路路容量換算出基波阻阻抗乘以諧波波次數(shù)得出諧諧波阻抗的方方法。為了得得到一般較嚴(yán)嚴(yán)重的情況，國國標(biāo)中規(guī)定取取正常方式下下最小短路容容量來換算，這這樣處理是比比較粗糙的，雖雖然可操作性強(qiáng)，但對(duì)對(duì)于高壓電網(wǎng)網(wǎng)中可行性缺缺乏依據(jù)。IEC6610000-3-6文件中根據(jù)CIGRE工作組的研研究報(bào)告，推推薦了35kV及以下系統(tǒng)統(tǒng)的諧波阻抗抗經(jīng)驗(yàn)公式(和國標(biāo)中換換算諧波阻抗抗的方法有很很大不同)，對(duì)于電壓壓更高電網(wǎng)的的諧波阻抗則則認(rèn)為只能用用仿真計(jì)算或或?qū)崪y解決。IEC對(duì)諧波阻抗的考慮慮更具科學(xué)性性和工程上實(shí)實(shí)用性。(3)其他。對(duì)對(duì)照IEC661000系列標(biāo)準(zhǔn)文文件，電網(wǎng)諧諧波國標(biāo)中還還存在諸如限限值規(guī)定，對(duì)對(duì)用戶的分級(jí)級(jí)管理，間諧諧波以及測量量儀器和測量量方法等方面面差別，這些些問題已在文文獻(xiàn)［6］中作過論論述，不再重重復(fù)。5結(jié)論IEC661000系系列標(biāo)準(zhǔn)文件件對(duì)電網(wǎng)諧波波