導語：電網諧波國標指導分析論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：國內正在采用IEC61000系列標準文件，文中針對這套標準文件和電網諧波國標關系上的一些不同認識和理解，對照EIC61000-3-6和《電能質量公用電網諧波》(GB/T14549-1993)進行論述，以期達到提高認識，完善國家標準和正確執行標準的目的。

關鍵詞：電磁兼容諧波國家標準

0概述

從1998年開始，我國的電磁兼容(EMC)標準中計有二三十項取自(等同或等效)國際電工委員會(IEC)近年來頒布的IEC61000系列標準文件［1］。

眾所周知，各種電氣設備之間以電磁傳導、感應和輻射3種方式彼此關聯并相互影響，在一定的條件下會對設備的正常工作和人類造成干擾和危害。20世紀80年代興起的電磁兼容學科就是以研究和解決這方面問題為宗旨的。該學科的著眼點是對干擾的產生、傳播、接收、抑制機理以及相應的測量、計量技術進行深入的研究，在此基礎上，根據經濟、技術最合理的原則，對產生的干擾水平、抗干擾水平，以及抑制措施作出明確的規定，使處于同一電磁環境的設備都是"兼容"的。也就是說，一個設備(或裝置、系統)在其電磁環境中滿意地執行其功能，而又不向該環境中的任何實體引入不能允許的電磁擾動。

EMC的基本任務是協調干擾發射者和承受者之間的關系，使其"兼容"。協調的辦法是制定合理且配套的規定值。協調中所涉及的幾個參數關系如圖1所示。圖中橫坐標為獨立變量，如頻率、電壓偏差值、諧波含量、電壓波動和閃變值、三相電壓不平衡度等。

圖1電磁兼容協調中的有關參數

實際上EMC兼容水平是為了達到協調的目的而定出的一個參考值，有這一參考值便可以采用適當的方法和裕度，確定干擾源的發射限值以及電氣設備抗干擾限值，從圖1中可以一目了然。

IEC61000系列標準包括6個部分：①總論，61000-1包括總的考慮(介紹、基本原則)、定義、術語；②環境，61000-2包括環境描述、環境的分類、兼容水平；③限值，61000-3包括發射限值、抗擾限值；④試驗和測量技術，61000-4包括測量技術、試驗技術；⑤安裝和抑制導則，61000-5包括安裝導則、抑制的方法和裝置；⑥雜項，61000-6。以上每一部分均有一套標準，目前已正式出版的文件只是其中一部分。

IEC61000系列標準文件實際上分為國際標準類文件和第一、二、三類技術文件。其中第一類技術文件是"盡管經過再三努力而不能作為國際標準出版"的；第二類技術文件是"文件主題仍處于技術發展階段，或者由于任何其他原因在今后而現在不能馬上同意作為國際標準"的；第三類技術文件是"當技術委員會在例行出版國際標準的過程中，搜集到各種資料，這些資料一般不是作為國際標準公布的，例如''''技術的狀況''''"。第一類和第二類技術報告自出版時起到決定它們是否能夠成為國際標準的3年內會受到復審。第三類技術報告則直到認為提供的資料不再有效或有用之前，沒有必要再進行復審。

對于IEC標準文件，應根據其性質和內容，結合國情采用，以適應我國加入WTO后的形勢和需要。涉及IEC國標標準類文件，應盡量等同或等效采用。對于技術類文件，應有分析地吸收其中先進的適用部分，以修訂和完善相應的國家標準。

1電網諧波國標和EMC標準的基本關系

保證電能質量，以使用戶安全、正常用電是電力部門的職責。但電能質量和一般產品質量不同之處在于它不完全取決于電力生產企業，有的質量指標(例如：諧波、電壓波動和閃變，三相電壓不平衡度)主要由用戶負荷的干擾所致。因此電能質量的保證，需要供用電雙方共同努力，共同承擔相應的責任。

國標GB/T14549-1993是以限制電網中非線性負荷產生的諧波干擾，保證公用電網諧波電壓水平在合理范圍內為目標的。因此，標準中規定的各級電網諧波電壓限值對應于圖1中"發射限值"線。例如，國標中規定低壓(380V)電網諧波電壓總畸變率(THDU)為5%。而IEC61000-3-6(即國標指導性文件GB/Z17625.4-2000《電磁兼容限值中、高壓電力系統中畸變負荷發射限值的評估》)中引用了IEC61000-2-2和IEC61000-2-4(均為國標標準)的中壓和低壓兼容值THDU為8%，這兩者沒有矛盾。截止到2000年底，已采用為國標的與諧波相關的IEC61000標準文件如表1所列。IEC61000是一個EMC龐大的標準體系，每個標準文件的內容均比較豐富，如綜合某指標的各部分的相關內容就成為該指標較為完整的標準。例如，在IEC61000-3-6中，不僅包括諧波電壓兼容值和規劃值示例，還對諧波的合成計算，中、高壓負荷的諧波限值三級處理方法，供電容量的確定等，均作了規定和說明，其中包括對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處理方法的計算實例

。在GB/T17626.7-1998(即IEC61000-4-7)中規定了用于諧波測量的儀器主要性能、準確度要求，總結了電壓和電流互感器諧波測量的誤差，提出對不同波動性質的諧波測量規定等。這些對于將來諧波國標的修訂均很有參考價值。我國依據這套標準文件的具體內容，以不同形式(等同、等效；強制性、推薦性或指導性)采用，以加快國家標準現代化的步伐是完全正確的。

因此，作為電能質量的諧波國家標準和IEC61000系列EMC標準是既有聯系、又有區別的2套標準。從限值上講，諧波國標不應超過IEC規定的EMC兼容水平，在此原則下，諧波國標的限值應根據國情經研究論證確定。從諧波指標分配、計算和測量等內容看，在吸取相關EMC標準文件內容基礎上，使標準做到兼顧科學性、合理性和可操作性，這就是二者的基本關系。下面結合國內在諧波標準方面的一些不同認識，談談筆者的看法。

表1已采用為國標的與諧波相關的IEC61000標準文件

國標編號

國家標準名稱

相應的IEC標準

采用程度

GB/T17626.7-1998

電磁兼容試驗測量技術供電系統及所連設備諧波、諧間波的測量和測量儀器導則

IEC61000-4-7；1991(國標標準)

等同

GB17625.1-1998

低壓電氣及電子設備發出的諧波電流限值(設備每相輸入電壓≤16A)

IEC61000-3-2；1995(國際標準)

等效

GB/Z17625.4-2000

電磁兼容限值中、高壓電力系統中畸變負荷發射限值的評估

IEC61000-3-6；1996(第三類技術報告)

等同

GB/Z18039.1-2000

電磁兼容環境電磁環境的分類

IEC61000-2-5；1995(第二類技術報告)

等同

GB/Z18039.2-2000

電磁兼容環境工業設備電源低頻傳導騷擾發射水平的評估

IEC61000-2-6；1995(第三類技術報告)

等同

2EMC諧波兼容水平8%的合理性

IEC國標標準的權威性是毋容置疑的，這當然不是說對其具體某項(指標)規定不能討論。但討論應當是說理的、有分析的、實事求是的。文獻［2］中指出"IEC61000-3-6報告取CIGRE36-05文獻的高值作為電網諧波電壓的兼容水平，卻沒有提供任何理論的或實踐的依據"，而實際并非如此。首先，IEC61000-3-6在附錄H中列有參考文獻21篇，這些都應是其制定理論或實踐的依據，至少這個論斷中提到的CIGRE36-05文獻應是其制定的依據之一；其次，EMC的兼容水平和電網諧波限值是不同的概念，不應混為一談。將低壓EMC的諧波兼容水平定為5%更合理嗎?如照此規定，各國制定的低壓諧波限值(THD)均不能超過5%是很難實現的。誠然，根據當時(1981年)CIGRE36-05工作組調查結論［3］，認為"高值"(8%)是電網中很少超過的數值，但其干擾影響的概率比較高，"低值"(5%)是在大量干擾負荷附近很可能出現的數值，干擾影響的概率較小。IEC考慮到電網諧波源不斷增長的趨勢，確定THD為8%作為低壓兼容水平是完全正確的。下面舉2個低壓電網諧波水平調查實例，說明IEC相關規定的合理性。例1：從1998～2000年對北京20個居民配電小區和3座居民樓進行了長時間的諧波監測，發現60%的監測點在用電高峰時段內，電壓總畸變率和3次諧波電壓含有率都超過國標限值(分別為5%和4%)，個別高達766%［4］。例2：從1988～2000年，日本低壓THD由3%增加到7.5%，超過5%的標準［5］。從以上調查看，低壓電網諧波水平不斷增加是確定無疑的事實，但總體上仍在IEC的EMC標準的范圍內。當然，低壓超過國標現行規定5%，是否一定要修改限值，這要看超標的原因、超標的范圍和影響，以及抑制措施的技術經濟效益等多種因素，經綜合分析比較后才能決定的。

3關于第三類標準技術文件

前面已經指出，IEC61000系列標準文件是很具有參考或使用價值的。對于其中的第三類技術報告，國內一般以GB/Z形式等同采用，即作為標準指導性文件的。對屬于這一類文件的IEC61000-3-6，目前認識上有二種偏向：一種認為這不是國標標準類文件，僅僅是一個技術報告，"認其為''''指導性文獻''''都是不慎重的"［2］，實際上否定該文件在標準上的指導作用；另一種認為應該用這類文件中的限值(兼容水平)取代電能質量相關指標，這實際上把電磁兼容標準混同為電能質量標準。此外，還把一些相關的限值孤立對待(例如，只要高、中壓諧波限值提高，不考慮低壓限值相應提高的可行性)。

IEC61000-3-6中系統地匯集了大量諧波方面很有參考價值的資料，這些資料中有的是國標標準(例如中低諧波電壓兼容水平)，有的是工作組研究成果或推薦的方法(例如規劃水平示例、發射限值的三級評估處理辦法，一些工程計算方法，測量的原則等)。對待這樣一個文件用"非IEC國標標準的性質"籠統地加以否定，而不考慮其具體內容的作法是不妥當的。

4電網諧波國標和EMC標準的若干區別

在第1節中已論述了電網諧波國標和EMC標準在限值上的關系。實際上這2套標準還在下列方面存在差別：

(1)內容、范圍。諧波國標(GB/T14549-1993)解決電網中諧波指標的控制問題，因此內容上主要規定了各級電網諧波電壓限值，用戶諧波電流允許值的分配計算以及測量等內容；EMC涉及諧波方面標準有若干個(表1中所列僅是一部分)，有設備的諧波、電網的諧波、電磁環境的分類(不同類環境有不同的兼容水平)、諧波測量儀器及測量要求、抑制諧波的導則(尚未見文本)、諧波源試驗、抗諧波干擾的試驗等，根據不同的內容，分散的IEC61000系列標準6大部分中，各自成為獨立標準文本。因此電網諧波國標不只是和IEC61000-3-6有關，而IEC61000中有關諧波的規定內容要豐富得多。

(2)運行方式的考慮。EMC標準從干擾角度定出的諧波電壓兼容水平可以不涉及電網的運行方式，然而把干擾指標分給用戶(這是電能質量標準的任務)就不能不考慮運行方式，因為電網諧波電壓水平不僅取決于諧波源(一般視為電流源)，也取決于諧波阻抗。后者和電網結構及其運行方式有關。諧波國標中只推薦用短路容量換算出基波阻抗乘以諧波次數得出諧波阻抗的方法。為了得到一般較嚴重的情況，國標中規定取正常方式下最小短路容量來換算，這樣處理是比較粗糙的，雖然可操作性強，但對于高壓電網中可行性缺乏依據。IEC61000-3-6文件中根據CIGRE工作組的研究報告，推薦了35kV及以下系統的諧波阻抗經驗公式(和國標中換算諧波阻抗的方法有很大不同)，對于電壓更高電網的諧波阻抗則認為只能用仿真計算或實測解決。IEC對諧波阻抗的考慮更具科學性和工程上實用性。

(3)其他。對照IEC61000系列標準文件，電網諧波國標中還存在諸如限值規定，對用戶的分級管理，間諧波以及測量儀器和測量方法等方面差別，這些問題已在文獻［6］中作過論述，不再重復。

5結論

IEC61000系列標準文件對電網諧波國標有指導作用，正確理解這2套標準的性質及其相互關系，糾正在標準認識上不正確的偏向，對修訂和完善國標有重要意義。

本文針對IEC61000-3-6和GB/T14549-19932個標準文件在國內出現的一些爭論焦點，提出筆者的看法。最后從限值、內容范圍、運行方式的考慮等方面比較了這2個文件，可以供修訂諧波國標時參考。

6參考文獻

［1］姚世全.電磁兼容標準實施指南.北京：中國標準出版社，1999.

［2］曲濤.關于澄清電網諧波與電磁兼容的若干問題.中國電力，2001，34(3):29～32.

［3］WorkingGroup36.05,Harmomics,CharacteristicParameters,MethodsofStuay,EstimatesofExistingValuesintheNetwork.CIGRE.Electra,1981(77).

［4］陳斌發.配電變壓器接法對諧波影響的分析.電網技術，2001，(6)：55.

［5］陳建業.電力電子技術在配電網中的應用.國際電力，2001，(1)：28～32.

［6］林海雪.從IEC電磁兼容標準看諧波國家標準.電網技術，1999，23(5)：64～67.