GBZ17625.4-2000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.pdf 45页

'免费标准下载网(www.freebz.net)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免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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国家质量技术监督局批准实施免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)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们在电力系统中正常出现的谐波干扰那么谐波的吸收也可能是一个问题因此谐波吸收的问题也是用户责任的一部分供电公司应遵照国家的要求负责在正常运行条件下完全控制骚扰水平供电公司必须提供用于评估用的网络数据评估程序见图是按照这样一种方式来设计的即来自用户的谐波发射不致引起整个系统的谐波电压水平超过规划水平和兼容水平然而并不保证应用所推荐的方法完全不超过这些水平最后当有必要鉴定减少发射的最佳方法时供电公司和用户应相互配合用户有责任选择这种减免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)少发射的方法及其设计对发射水平评估的一般指南畸变负荷谐波注入的评估本章考虑了在电力系统和用户设备中可能存在的各种运行情况和非理想的工作条件其意图在于为评估畸变负荷的谐波注入提供一般的指导有关评估工厂供电系统中发射水平的更详细的资料可以参考其他的出版物畸变负荷的运行条件评估畸变负荷的谐波注入时应考虑最不利的运行情况包括部分时间的计划停电例如大型多相整流设备中一台脉波整流器的计划停电对于简单的情况利用每一谐波频率和谐间波频率下的最大电流可以评估用户畸变负荷注入的谐波这些最大电流可以超过每一台设备可能运行的范围对于大的负荷这种方法可能导致过分保守的结果而为了评估这种畸变负荷注入的最大谐波可以考虑所有设备可能同时运行的最不利方式下的一组谐波和谐间波电流非理想的运行条件在实际情况中供电网络和用户设备不可避免地会出现某种程度的不对称这将会导致产生非特征谐波相对于特征谐波来说这些非特征谐波也许很小但是在预测某些类型的负荷如不断变动的负荷采用多脉波数整流器的大型整流装置的骚扰水平时应计及这些非特征谐波必须考虑下列的非理想运行条件供电电压不平衡在三相供电电压中出现的基频的负序分量通常会产生正序和或负序的倍次的奇次谐波对于电力系统非理想的稳态运行应考虑电压不平衡率最高为换流变压器和换相阻抗不平衡两个脉波换流变压器之间的匝数比匝数比不是准确地等于和电抗的制造允许偏差一般只产生与脉波变流器相联系的非特征谐波相间的换相阻抗不对称产生非特征谐波也取决于变压器绕组的连接方式点火角不对称阀点火瞬时的变化产生各次谐波各阀之间的点火角的偏差取决于点火回路的实际设计滤波器脱谐为了符合发射限值的要求在安装谐波滤波器时需要评估谐波骚扰也应考虑脱谐的影响其主要原因是在稳态运行时电源频率会发生变化由于制造偏差引起的初始失谐和因环境温度变化而引起滤波器元件值的改变滤波器元件的老化滤波器和电容器组随着负荷变化的计划切换操作方括号中的数字指的是附录中参考资料的编号免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)图评估程序框图谐波阻抗大多数畸变负荷起着谐波源的作用预测被接入负荷在出现的谐波电压必须掌握从看去的网络的谐波阻抗为了估算负荷的谐波电流在供电网络的其他元件上产生的电压也需要进行计算谐波阻抗然而谐波阻抗的估算可能是一个十分复杂的问题现在已有一些测量和计算的方法但是没有一种是完全令人满意的甚至连最好的计算机程序或网络分析仪也不能弥补可靠数据的不足此外网络的谐波阻抗随着时间可能有显著的变化可参考国际会议上的一篇论文网络谐波阻抗评估指南以下给出了进行手工计算的指南在大多数情况下有足够的准确度尤其是对于有关中压网络的问题简化的评估方法为了讨论几种基本情况以图的简化网络作为参考免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)与频率成正比的在没有大的功率因数补偿电容器和大的电缆网络图中略去了的简单网络的情况下不可能出现频率超过次谐波谐振的条件在这种情况下可以认为主要是感性的近似计算式为在下列几种情况下使用这种方法可以有合理的准确度一般不大于母线是通过变压器供电的变压器的阻抗大于电源的阻抗当在所研究的频率范围内高压电源可能发生谐振时当在所研究的频率范围内高压电源不可能发生谐振时当连接到二次系统的总电容小以致谐振频率至少为所研究的最高谐波频率的倍时具有单次并联谐振的第一并联谐振点的频率通常估计为式中与对应的每相电感每相的总电容计及功率因数补偿电容和电缆电容另一个公式也可以估算式中基波频率系统母线处的短路功率系统中的电容和电缆发出的总无功功率并联谐振频率的估算是在假设所有的电容元件都连接到母线上时的一种近似计算根据图在处所得的值是两个分量和并联的和图用于评估阻抗包络线的网络接线图但是在靠近谐振点处这种方法给出的阻抗值非常高为了计算出正确的值应该计及网络阻抗的电阻分量然而在实际情况下确定谐波频率下的电阻分量是十分困难的因此建议在计算的值时只用和而忽略阻性分量并且限制的值使得谐振放大倍数不超过倍较小的倍数适用于负荷较重的网络而较大的倍数用于带有很轻负荷的网络在公用电网中正常情况下谐振放大倍数不超过倍但是在某些工业网络中在照明负荷或高的电动机负荷的情况下放大倍数可能达到倍一般情况阻抗包络线法复杂的供电网络和与其相连的设备一般地会产生多频点谐振它们起源于无功补偿设备或滤波系免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)统的电容器以及电缆和线路的电容此外网络结构的不固定使得阻抗随不同的网络结构或不同的负荷而变化整个系统越复杂则谐振的频点越多例如在图中的处的一个附加电容和并联会引起的二次谐振其谐振频率一般地比第一次谐振频率更高在正常的系统中引入一个如上所述的在之间的系数能适度地阻尼第一次谐振第二次谐振和更高次数的谐振的阻尼通常比第一次谐振要低在这些情况下像换相缺口这样的电压突变会导致阻尼振荡然而迄今为止的经验表明对于第二次和更高次数的谐振的比值小于简化方法利用了阻抗包络线见图该曲线描述了幅值但没有关于相角的信息这个包络线包括了第一谐振点放大系数为的最大阻抗值和更高频率的谐振点相应于网络短路阻抗的放大系数为而不考虑谐振回路的最大阻抗值图中压网络的阻抗包络线图中由给出根据式或式并且及以下以上利用这一方法可以免去具体的分析测量和模拟但是此法常常会导致对谐波电压的过高评估见注注以上给出的谐波阻抗包络线并没有给出用户设备阻抗和系统阻抗之间何处可能发生谐振的足够的信息例如谐波滤波器设计在这种情况下必须要确定谐波阻抗的相角而且假如对用户的发射限值是用电流来表示的那么在滤波器母线侧看到的电力系统的最小阻抗也应该考虑以便检验接在滤波器之后的网络中的电流如果在用户设备和网络之间存在有串联谐振则表示并联滤波可能不充分对于电压高于的系统一般不推广此法但是在评估网络谐波阻抗时通常建议要考虑系统的各种运行方式以及可预见到的将来系统的变化对每一感兴趣的谐波频率应该把表明最大和最小阻抗的幅值和相角的轨迹以表格或一组曲线的形式当预期现有和将来的系统结构之间有重大的改变时应该能清楚地提供系统的组成结构以便使用户能够对他的设备进行最优的设计由于广泛研究的结果有可能确定特定类型的网络最大的谐波阻抗包络线这种包络线有时候是为了快速评估网络谐波阻抗而作为最不利情况下的阻抗曲线来使用的附录给出了这种方法的应用实例详细的手算法更精确的手算法如扩展数据表技术是可行的但推荐使用计算设备作为例子附录中给出了由推荐的方法求和法则为了考虑传导骚扰的叠加有必要采用有关各种负荷产生的骚扰相加的假定在谐波骚扰的情况下在配电系统任何点上实际的谐波电压或谐波电流是每个谐波源的各分量矢量相加的结果一般使用的有两种求和法则第一种求和法则应用起来比较简单第二种则是更一般的求和法则第一求和法则免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)第一求和法则即一种利用差异因数的简单线性法则式中供电网络的背景谐波电压当第个负荷未接入时在供电网络中出现的谐波电压差异因数的大小与下列因素有关所考虑的设备的种类谐波次数所考虑的设备的额定功率和在处的短路功率的比值表给出了一般情况下差异因数的指示值表给出是带有电容滤波的不可控整流器时的指标值表在一般情况下的差异因数指标值表带有电容滤波的不可控整流器的差异因数指标值注数据变化是由于功率电容和负荷的变化引起的当现有的背景谐波和新增加谐波的相角已经知道时在起加强作用的情况下可能是负值采用差异因数的方法是特别有用的第二求和法则根据经验对于谐波电压和谐波电流可以采用更一般的求和法则第次合成谐波电压的求和法则是式中对所考虑的一组谐波源概率统计值计算出的第次合成谐波电压的值要进行合成的各单个谐波电压第次的值一个指数主要取决于两个因素对不超过计算值的实际值所选择的概率值各次谐波电压的幅值和相位随机变化的程度考虑到免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)谐波发射合成主要指的是不超过的概率值组合成发射叠加的谐波源与配电系统中较大负荷的发射相对应它们把骚扰从一个电压等级传送到另一个电压等级并把大量分散的低压负荷的发射综合成总的发射低次的奇次谐波特点是幅值在网络中几乎到处都是比较大的并且一般长时间地稳定存在相角具有相当窄的变化范围在各谐波源处的变化有限在没有低频谐振的情况下这些有限的变化是由于在网络中传播的结果高次谐波的幅值和相角的变化范围较大根据当前得到的资料可采用下列的一组系数表谐波求和用的指数谐波次数注当已知谐波可能是同相即相角差小于时对次及以上谐波应该用指数电力系统中畸变负荷的发射限值第级骚扰发射的简化估算在第级可以批准接入小用户或者畸变负荷数量有限的用户而不必对发射特性或供电系统的响应进行详细的计算注对于低压设备见每相输入电流或者见每相输入电流如果满足下列条件第个用户的协议功率处的短路功率则可以接入用户设备范围内的任何畸变负荷而不必作进一步的检验注人们常常采用倒数比式与经验规则是等效的畸变负荷可以接入系统而不需进一步检验如果不满足这个条件下面推荐其他两个方法以加权的畸变功率作为参考值这种方法包括了计算表征用户工厂范围内畸变负荷大小的加权畸变功率可以利用表中关于常见产生谐波的负荷的加权因子进行这种计算加权畸变功率的计算如下式中第工厂中的第个畸变设备的功率如果不知道产生谐波的负荷的特性则可以假定加权因子为通过比较加权的畸变功率和在处的短路容量可以决定在第级接受的用户负荷对于第级接受的负荷可采用以下保守的判据注对于符合发射特性的某些类型的负荷一些供电公司甚至宁愿采用更简单地只取决于负荷的额定功率或额定电流的接受规则附录给出了一个例子免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表关于产生谐波不同类型的设备的加权因子接入到或的典型的电流波形典型的加权因子典型设备单相电源整流器和滤波电容有高的次谐波部分负荷有高的次半导体变流器次和次谐波脉动变流器电容滤波无串联电感脉动变流器电容滤波有串联电感或者直流驱动脉动变流器有大型平滑波电抗器脉动变流器交流调压器随点火角的大小变化以相对谐波电流作为发射限值当按相对谐波电流设定了合适的限值时一般地不会超过在总电压畸变中允许分担的部分表给出了这种限值的例子表第级中关于用户总负荷的相对谐波电流限值的指标值给出的范围与网络的类型有关谐波次数允许的谐波电流式中是用户引起的第次谐波的总电流是对应于用户协议功率基波的均方根值电流免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)注对于协议功率大于或的用户上述表格中的发射限值可能会高于第级中的发射限值如果打算连着使用第级和第级则对这样的用户的发射限值应在第级中评估如果用户使用了功率因数补偿电容和或滤波器则估算时应该计及中压供电系统的谐波阻抗而且应该按照第级的程序对这种情况进行估算第级相对于实际网络特性的发射限值在这一级中对每一用户根据其设备在所连接的供电网络的总容量中所占的份额分配合适的规划水平这就保证了连接到该网络的所有用户发射引起的骚扰水平将不超过规划水平由于同时系数和谐波电流的相角差以及网络阻抗和未来的负荷考虑网络的实际吸收能力可以允许比第级更高的发射水平以下提出两种不同的方法给出了一种更简化的评估方法和另一种更普遍的评估方法它们分别是以两种求和法则作为基础的基于第一求和法则的简化方法网络的总谐波电压中由第个用户设备中的所有装置相加产生的部分谐波电压可以根据用户设备中每个装置注入的谐波电流在处的谐波阻抗和中的差异因数进行评估另一方面也可根据用户规划注入电力系统的总谐波电流并利用总的差异因数来进行评估当然一个用户特别提供的只可能是由所考虑的系统供电的所有负荷允许提供的总谐波电压的一部分可以按规划水平和网络组成系数的乘积来估算该系数规定为以网络的部分谐波阻抗见图上的谐波电压降出现的那部分规划水平一般地可能在和之间变动经常采用的折中值为令为用户的协议功率为网络可用的总功率网络中由用户产生的总谐波电压的允许值为因此当对于每一谐波次数都满足这个条件时允许按照第级接入用户的设备基于第二求和法则的一般方法用户之间对总发射的分配首先必须应用式来确定在特定系统中所有谐波源提供的总谐波电压对于每一次谐波系统中实际的谐波电压是由上一级系统的谐波电压和连接至该系统的所有非线性负荷包括下一级低压系统的非线性负荷它们可以看作是该系统负荷的一部分产生的谐波电压矢量合成的结果这个总谐波电压不宜超过该中压系统的规划水平第一种近似估算法令系统中本地和负荷提供的可接受的第次谐波总电压以基波电压的百分数表示可以根据谐波电流乘以谐波阻抗来计算系统中次谐波的规划水平上一级系统中次谐波的规划水平第次谐波从上一级系统到系统的传递系数求和法则的指数见表应用式得免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)进行初步估算时在系统中来自上一级系统的传递系数常常令其等于然而实际上由于有下一级网络元件它们可能小于例如或者由于谐振它们可能大于典型值为之间作为例子在一特定的中压系统中采用了式假定对所有的谐波频率来自上一级系统的传递系数都等于并且假定和系统的规划水平为表中的值在表中给出了结果为了举例说明在次谐波附近谐振的情况以下用三个在次谐波下的不同的传递系数来表明式的应用从以上结果清楚地表明当从上一级系统到系统的传递系数大于时使用这种方法应该特别小心还应记住传递系数不但依赖于谐波次数和位置而且还可能随时间变化例如由于电容器组的操作当系统的规划水平等于系统的规划水平时即当和时只应用式将导致用户提供的谐波成分为零的结果在这种情况下应该在系统的不同电压等级之间分配合理分担的谐波发射图在不同电压等级间利用分配容许谐波电压发射的简化方法例如免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表系统的传递系数为时可接受的和负荷产生的中压总谐波电压非倍次数的奇次谐波倍次数的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第二种近似估算法如果负荷中的居民用电部分相对较小那么把负荷考虑为总的负荷的一部分是一种好的近似方法然而当出现很大的居民用电负荷时这种方法是不利的因为假定了居民负荷与商业工业畸变负荷是同时使用的因此最好采用以下更准确的方法令系统中直接以供电的本地负荷提供的可接受的第次谐波总电压以基波电压的百分数表示通过配电变压器直接以供电当系统满负荷时的负荷的总功率经同一配电变压器直接以供电在系统满负荷时的负荷所取得的总功率和配电系统的两种畸变混合的负荷之间的同时系数的值可以从负荷曲线中得到它对应于负荷峰值期的负荷的总功率用以峰值负荷为基准的值表示这个系数考虑在和畸变负荷产生的最大谐波之间不存在重叠这是由于在和负荷之间的负荷曲线和负荷特性的差异所致例如对的估算如下参见图图中压配电系统的日负荷曲线在负荷峰值时负荷所取得的总功率在上午时为峰值负荷在下午时为免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)虽然一个更接近实际的分析表明在上午时比上午时为更临界的状态但的更好的估计值是因此可用式代替式注在第级的评估应该保持恒定以便计及将来畸变负荷特性叠加时不利的变化影响各用户的谐波发射限值对每一用户而言只允许其发射为总发射限值或的一部分一个合理的建议是按协议功率和系统总供电功率一般是大于或等于由所考虑的系统供电的所有用户的全部协议功率的和之间的比例选取这个部分这个准则是和用户的协议功率常常与它在电力系统中分担的投资费用相联系这个事实有关的第一种近似估算法在是可接受的用户谐波电压发射水平的情况下应用式得出或如果各次谐波的发射限值与用户的协议功率成正比则式可用下式表示或者最终结果为式中可接受的系统直接供电的第个用户谐波电压发射水平可接受的和负荷提供的系统中第次谐波电压如式所给出的第个用户的协议功率在网络中总可用功率求和法则中的指数见表注令为变压器的功率显然可以得到然而有一些系统实际可以得到的部分功率是由相当于非线性负荷的谐波源提供的令是这样一些非线性发生器的功率则网络的潜在的总畸变功率变成为关于在式中出现系数的理由是容易理解的因为应考虑一种极端的情况所有的功率是由非线性源提供的并且只给非线性负荷供电那么骚扰的总功率为总可用功率的倍在这种情况下建议使用这种修正过的总可用功率第二种近似估算法正如中已经说过的一种更精确的方法考虑到和负荷可能不会同时出现这种事实在这种情况下由式而不是由式给出将由代替而且所有的畸变负荷也可能不是同时运行的所以式变成为免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)式中容许的第个直接以供电的负荷的第次谐波发射限值直接以供电的当地负荷在系统提供的可接受的第次谐波总电压见式第个用户的协议功率通过配电变压器直接以供电在系统满载时的负荷的总功率同时产生畸变的负荷的同时系数典型的值在和之间求和法则中的指数见表第三种近似估算法在以上确定各个发射限值的规则的建议中没有考虑网络的短路水平的变化当负荷接入到公共母线时为了降低故障水平在母线和供电线之间接有串联电抗器时母线被理解为电抗器的供电侧的点短路水平不会显著地变化迄今分配发射限值的方法是合理的对于带有短电缆和短的架空线路的配电系统就是这样一种情况这些情况是为相当大的负荷供电特别是工业负荷等的典型网络状况对带有长的电缆和架空线路的配电系统且负荷又沿供电线路分散分布时上述方法可能导致规定的谐波电流限值过于严格从而对接于线路远端的用户不利因为线路远端的短路水平可能显著地低于变电站母线处的短路水平为了对这种影响进行补偿在附录中提出了一种可接受的在各负荷中间分配总发射的方法附录举例说明了适用于附录中建议的特定情况的方法并作为制定一般用途的发射规则因此供电公司可以使用这些方法来确定自己的谐波电流发射限值以适合配电系统基本特性的要求注关于总谐波畸变率的发射限值可以选定为对次谐波计算的发射限值的倍对于产生畸变的设备即使目的在于限制网络中的谐波电压最好还是规定谐波电流限值供电公司有责任提供关于网络阻抗随频率变化的数据以便能够把这些限值用谐波电流来表示式中可接受的第个用户次谐波电流发射水平处与频率有关的网络阻抗第次谐波时的背景水平偶而会高于正常的分配水平正常的分配水平与成正比建议考虑这种情况以免超过规划水平因此在式或式中要用代替对于协议功率较低的用户式可能给出不合理的严格限制如果在某些谐波次数下的可接受的谐波电压发射水平变得小于那么就应该指定其等于对于有出现噪声电压干扰的危险或者对应于被证实可能要受到更加严格限制的某遥控频率的情况除外第级在特殊情况和根据不足的情况下接受较高的发射水平应当指出很多用户因为他们没有显著数量的畸变负荷所以并不产生显著的谐波而且网络的某些有效的供电容量在很长的时间里从未被利用因此只采用第级和第级进行评估可能导致把谐波电压的值限制得过分地低于规划水平从而出现了一个裕量为了维护本标准的基本原则和允许灵活的解释供电公司可以在适当的时候使用这个可用的裕量然而只有在特殊的环境和在根据不足的条件下才能接受高于正常发射限值的用户为了取消那些也许是根本不必要的投资第级评估是重要的这就意味着在计及现有的背景畸变的条件下应当对所考虑设备的接入和预期的发射情况进行仔细的研究并要考虑将来扩建滤波设备的可能性免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)电力系统中畸变负荷的发射限值第级骚扰发射的简化评估第级的目标是提供一个简单判断畸变负荷接入的准则从而避免了详细的计算对于和系统把允许的负荷的畸变功率和在处的网络短路功率联系起来是合理的例如可以建议取下列值作为第级的限值或者第级相对于实际网络特性的发射限值总可用功率的评估令为第个设备的额定视在功率为在处网络的总可用功率总供电容量则是以下第级决定发射限值过程中的一个基本量第一种近似估算法在和网络中估算比网络更加困难建议的估算方法如下当考虑一个连接到给定的变电站中的工业用户时基本的数据是在最大需求目的变电站输入输出功率的记录或考虑将来网络发展时的预测值并且可简单地估算为联络线是一个比较特殊的例子因为它既能向变电站馈入功率而同时它又相当于一个畸变负荷向变电站馈送无功功率的无功静止补偿器也会出现同样的问题解决的办法是建议分别考虑连接到变电站的所有可能的联络线和并可估算为式中成为可能畸变的总功率将其称之为修正的总可用功率比称为总供电容量要好而不包括任何或这种方法的基本假定是每个是纯正弦形的注入功率而每个是可能有畸变的消耗功率实际上可预见到不像假定的那样为纯正的正弦形而且同时也比假定的畸变程度要小些因此估算总体上仍为合理第二种近似估算法如果在所考虑的变电站或可能在其周围有大型的畸变设备出现那么简化估算方法可能是不正确的若有怀疑建议按下述方法处理免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)令节点为所考虑的节点节点为位于第个节点附近的其他节点的值按式进行计算计算时忽略所有这些节点中两两节点之间的功率潮流对每一谐波次数计算影响系数影响系数是当在第节点处施加标么值的次谐波电压时在节点处产生的次谐波电压通常需要利用计算机程序来计算式将由下式代替只要与相比仍然是有意义的就把它加到上显然在应用时是与频率有关的单个畸变设备的发射限值对每一谐波次数将允许每个畸变设备按照它的功率与网络修正的总可用功率之间的比例提供一个基于规划水平的发射限值若假定来自几个谐波源的谐波按算术和法则相加则计算式可简化为事实上实际的若干个谐波源相加的结果一般总是比每个谐波分量最大值的算术和要小至少对于次数大于的谐波是这种情况见第章因此式变成式中第个非线性设备第次谐波的发射限值或系统中第次谐波的规划水平见表是站的额定值或者的额定值或者用户的额定值取决于它的协议功率和协议功率因数处修正的网络总可用功率见式或求和法则指数见表否则要采用一个更加准确的方法类似于在中引出的式式中同时发生畸变的负荷的同时率的值取决于负荷和系统的特性其典型值在与之间注谐波总畸变率的发射限值可以定为约等于次谐波计算的发射限值的倍由于在某些频率下谐振现象的影响在网络中远离连接点处的某些点可能出现较高的谐波电压通过估算影响系数可以计及这些影响这里下标中的指的是连接点而点指的是网络的其他点如果对于一给定的谐波次数有某些的值大于则必须用它们中间的最大值以便在式中用代替在某些谐波频率下必须要考虑到偶而会出现背景谐波电压水平比标称的份额要高标称的份额与成正比以免超过规划水平因此在式中要用来代替在某些情况下由式给出的发射限值可能低得不符实际因而过分需要采用第级的程序为了避免出现那样的情况需要考虑如下的问题如果在某些谐波次数可接受的发射水平小于则应该把定为等于除非有危险的噪声电压干扰出现或者它与遥控频率一致对于这些情况采用更严格的限制可能是合理的如果供电公司知道连接到网络中的某些部分的负荷从未发生过畸变则可能要从式或中减去与非畸变功率相对应的项免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)即使其目的在于限制网络中的谐波电压最好是对畸变设备规定谐波电流限值供电公司应负责提供有关与频率相关的网络阻抗的数据以便能够以谐波电流的形式表达上述的限值式中可接受的第个用户的第次谐波电流的发射水平与频率相关的网络阻抗然而当规定了电流限值时对特别低的阻抗值将不予考虑最低的阻抗值通常是与谐振有关的与这些特殊频率有关的谐波电压可能会超过网络其他部分的规划水平因此在式中所用的阻抗值应该比式中的在缺少更多指定的数据的情况下可能采用的值要高式中系数是线路的特征阻抗是连接到处的线路的总数第级在特殊情况和根据不足的情况下接受较高的发射水平应当指出很多用户因为他们没有显著数量的畸变负荷所以并不产生显著的谐波而且网络的某些有效的供电容量在很长的时间里从未被利用因此只采用第级和第级进行评估可能导致把谐波电压的值限制得过分地低于规划水平从而建立了一个裕量为了维护本标准的基本原则和允许灵活的解释供电公司可以在适当的时候使用这个可用的裕量然而只有在特殊的环境和在根据不足的条件下才能接受高于正常发射限值的用户为了取消那些也许是根本不必要的投资第级评估是重要的这就意味着对用户的接入应当进行仔细的研究包括现有背景畸变和所考虑设备的预期发射情况并要考虑将来扩建滤波设备的可能性谐间波的发射限值谐间波这里不是基波频率的整倍数必须要限制到在两倍基波频率以下时为了避免白炽灯和荧光灯薄管的闪烁问题建议把谐间波限制到如果超过最小的工作电压可能会骚扰纹波控制接收机在频率最高为的频率范围内为了避免如电视机感应旋转电机和欠频继电器的可听噪声和振动等问题不宜超过在的频率范围内为了避免如无线电接收机和其他音频设备中的可听噪声不宜超过在有非线性负荷的情况下一个频率为的谐间波伴随着频率为基波频率的边带分量式中基波频率分量的幅值可能十分接近所考虑的谐间波的幅值闪烁的频带最高将扩展到为倍基波频率对于有关纹波控制感兴趣的频率也是不同于纹波控制频率的两倍基波频率就这些限值而言关于谐间波的规划水平等于只有当谐间波的频率和相位相同时谐间波电压才能算术相加但这些条件很少能被满足且出现的时间很短由于这个原因实际上谐间波电压合成值不可能大于两个中最高值的两倍如果某一台设备的谐间波低于将不考虑其有骚扰如果允许较高的谐间波值则谐间波频率可能不超过闪烁临界值并且可能不在纹波控制频率及其边带频率宽为两倍基波频率的范围内在某些情况下必须要考虑相邻的供电公司的纹波控制频率干扰电话的发射限值本章引出由于电力系统谐波对电话所产生的干扰影响理论上干扰影响取决于下列三个因素免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)电力系统的影响电话系统的敏感度两个系统之间的耦合由于这三个因素必然会引出有关所出现的干扰问题并可能遇到各种各样的情况对大多数欧洲国家来说电话干扰是很少见的或者是情况特殊的例如也许除了某些斯堪第纳维亚地区的国家如芬兰过去曾经在线路和供乡村用的明线电话线之间出现过严重的电话干扰问题然而在北美由于各种不同的原因例如电力系统和电话系统可能共同使用相同的设备大地返回路径或者在配电线路上使用多个中性点接地在系统中经历过很多的干扰问题在北美有关的标准中规定了电力线和电话线互相协调的推荐方法本指导性技术文件中没有规定一般的规划水平或发射限值这是因为电话干扰的问题非常特殊因此在可能出现电话干扰问题的地方应该由有关公用事业部门来规定这些限值免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)附录提示的附录最不利阻抗曲线法的例子在英国根据某些地区的测量确定了最不利阻抗曲线如果利用这些经验曲线所作的计算表明某个负荷可以被接入系统则这样做的风险率最小如果计算得出的结果超过限值则必须使用更准确的方法在低压系统中最不利阻抗曲线是根据故障水平推导出的并且把它看作是随谐波次数按线性关系变化的在系统对于一典型的没有大型电容器组成的滤波器的城市变电站最不利阻抗曲线如图所示它是根据故障水平导出的从开始直到时的阻抗值是沿着一条直线上升的其数值为倍基波阻抗与谐波次数的乘积在这之后它下降到另一条直线上其数值为基波阻抗与谐波次数的乘积时时图最不利阻抗曲线在最不利阻抗值取为有最高达时的故障水平直接推导出的阻抗值的倍当考虑此水平以上的频率时也许需要根据实际的情况进行特殊的测量这种方法不能推广到及以上系统附录提示的附录手算网络处谐波阻抗的例子在德国用过的注按照德国习惯在某些方程式和图中表示短路而表示公共耦合点或以下说明不使用扩展矩阵来计算各种频率下的阻抗的可能的两种不同方法在中利用与网络结构有关的阻抗或导纳把元件逐个地增加到网络模型中最终得出每个谐波次数下的阻抗原则上这种方法可以采用手工计算用袖珍科学计算器从阻抗的逆求出导纳或者反之由于计算步数很多特别当网络的等值模型是复杂的时候所以建议采用计算机在中采用根据网络特性数据推导出的简化等值电路确定了依赖于频率的两个辅助值和指标代表了网络的阻尼特性而与偏离网络第一并联谐振频率的程度有关可以只通过一个方程式根据和计算出所有频率下的阻抗免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)容性无功功率评估谐振所需的容性无功功率是由线路的无功功率和补偿用电容器的无功功率组合而成的表电缆的容性无功负荷和架空线路的容性无功负荷截面积电缆纸绝缘绝缘电缆纸绝缘绝缘架空线路利用表的标准值线路的容性无功功率可按下式计算式中电缆或架空线路的长度容性无功功率的估算是非常困难的因为它是与异步电机照明等设备的数量有关的分布电容的函数网络的负荷靠近第一谐振点频率处的阻抗大小取决于网络元件的衰减作用这些电阻可能是负荷或者是网络阻抗的电阻部分就电动机来说只有在涌流条件下阻抗的电阻部分才是有效的当评估网络的衰减作用时为了保证其结果位于安全侧一开始就应该忽略电动机的有功功率当计算负荷的衰减作用时必须要考虑网络负荷的偏差低的衰减和高的阻抗是与网络的最小有功功率有关系的在公用配电系统中可以按负荷的三分之二估算它是以低负荷约有三分之一是运行的电动机的倍数给出对于工业化网络一般不可能进行估计因为有功功率的衰减部分可能显著地较低通过逐次地增加整个接线图的每个元件的值来计算网络阻抗的例子图和图所示为一个实例网络的电路图应当指出变压器是通过一根长电缆连接到网络的母线上的建议不要忽略它的阻抗免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)图网络的模型图等值电路为了避免各电压等级的阻抗转换网络所有元件的阻抗都是与各自的标称电压的平方有关的这些阻抗的单位通常是对图中的等值电路的元件参数可计算如下等值电路的阻抗是对每个感兴趣的频率的谐波阻抗给出的在表中给出了时的详细计算说明从该电路中可以推导出元件参数的求和类似地对每个感兴趣的谐波的阻抗都可以计算出来如表所示表在处计算时的网络阻抗阻抗导纳电路元件实部虚部实部虚部串联串联串联的和免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表完阻抗导纳电路元件实部虚部实部虚部在母线处总和串联在点处的总和在点处的的绝对值表按不同谐波次数计算的结果用简化等值电路计算网络的阻抗在很多情况下利用简化的等值电路表达式足以推导出网络阻抗如果产生谐波的设备和有效电容直接连接到或靠近处那么这种方法是被容许的对图的电路可以按下式估算有关的谐波阻抗辅助值和包括了时的阻抗和以及网络的容性无功功率和有功功率见和辅助值是通过考虑每一谐波频率下网络的容性无功功率和网络阻抗的感抗部分来计算的辅助值代表了电阻的衰减作用是通过考虑网络的有功功率和短路阻抗的电阻分量来估算的阻抗值可根据负荷的衰减部分计算它们位于图的阴影区内图网络的模型图等值电路免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)图频率时的相对阻抗网络阻抗见图容性无功功率最大阻抗出现在网络第一并联谐振的附近对照式按下式估算辅助值对很多公用网络平均衰减可以估算为可以利用图的简化电路图按式估算在范围内的谐波阻抗当频率高于时利用式的计算是不准确的因为在这个范围内可能发生二次谐振在很多公用网络中在点处范围内的相对阻抗为当谐波次数时用式计算是不准确的因为在这个范围内可能发生二次谐振利用式计算出的阻抗值在图中是以直线画出的附录提示的附录网络第级限值特殊规定的例子在英国曾采用过下列的方法工程推荐标准表英国和电力系统中第级限值范围内的单台换流器和交流调压设备的最大容量工程推荐标准三相换流器交流三相调压器脉动脉动脉动晶闸管晶闸管二极管这个限值适用脉动装置以及总是作为脉动装置运行的组合脉冲装置免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)已对换流器和作为常规方式的调压器的谐波发射以及与处的电压限值相对应的谐波负荷进行了计算根据对已知正常连接到系统的换流器和调压器平均台数的调查并考虑到具有随机相角的谐波的叠加把和系统可接受的总负荷除以可以推导出单台设备的限值见表附录提示的附录负荷沿供电线路分布的一般情况发射量的分配概述这里概要地说明了尤其是那些常见的带有长的电缆和或架空线路的中压配电系统如果按本标准的中给出的简单分配办法将不能充分地利用实际系统吸收谐波能力的有利条件并且对沿供电线路连接的用户的谐波电流发射限值可能会规定得过于严格一般地那种形式的分配方法对大多数的谐波次数但不是所有的谐波次数给出了太严格的发射限值例如在带有长的电缆和部分架空线路的配电系统中发射限值等于或低于可以得到的容许发射的下面提出一种在各用户之间可被接受的分配总发射量的方法这个方法考虑了更好地利用系统吸收谐波的实际能力假若可行的话则可避免供电线路远端用户的损失过大这个方法不仅适合于评估特别的情况逐个情况地研究而且也适用于在配电系统的规划阶段进行谐波发射的协调同时此法对于制定通用的或者是适用于所考虑特定配电系统的发射标准都是有用的当然采用这个方法需要有详细的网络模型并用计算机计算注此方法对所分析的电压等级上产生谐波谐振的任意网络结构带有架空线路电缆并联电容器负荷等都是成立的谐波系统响应考虑了任何形式的谐波谐振并联谐振或串联谐振如上所述数字模拟是必要的这个方法主要依据以下三个步骤第一步对一给定的系统结构评估沿供电线路的负荷注入的谐波电流的分布下面假定一种普通形式常规形式的负荷分布并提出一个旨在避免供电线路远端用户损失过大根据谐波发射的观点的准则第二步估算沿供电线路的某类型基准谐波电流注入系统的谐波电压响应据此应记录被考虑的系统在何处发生过最高的谐波电压以供确定发射限值之用第三步估算所有给被考虑负荷供电的节点处的谐波电流发射限值这些限值将计及实际的系统谐波电压响应并应遵照负荷容许的总发射的要求确定沿供电线路的谐波注入的分布基准的注入类型尤其是供电线路具有长度的网络沿供电线路分布的谐波注入类型的选择对网络吸收骚扰能力的利用和远离供电变压器的用户的损失有影响如果把这种选择工作放在供电公司的报装规定中则建议考虑沿供电线路分布的三种主要谐波注入类型恒定谐波电流注入恒定谐波功率注入与处阻抗成反比的谐波电流注入或恒定谐波电压令式中母线处的基波阻抗沿供电线路第个用户在处的基波阻抗免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)母线处的三相短路电流沿供电线路第个用户处的三相短路电流沿供电线路产生的谐波电流注入的关系式有恒定谐波电流注入常数恒定谐波功率注入与处阻抗成反比的谐波电流注入或对于具有供电线路长度的配电网络当评估方式从改变到再改变到时则系统吸收骚扰的能力会逐步增加但在供电线路远端允许的发射就会减少在上述关系式的基础上确定了基准的谐波电流注入的类型至于对准则和采用哪一种次序取决于供电系统的特色和供电公司的政策只要是与准则有关联的则建议考虑以下问题准则代表了按照吸收骚扰的观点在最好地利用系统和不对远离供电变电站的用户规定太严格的限值这两个方面之间的兼顾考虑通过使用准则缩小了网络阻抗中的差距例如对具有相同协议功率的用户容许的谐波电压发射随着系统阻抗的减少而减少因为受到骚扰影响的用户数量增加了系统对沿供电线路基准注入类型的谐波电流的谐波电压响应的估算为了确定谐波电流注入对被考虑的系统的影响必须估算沿供电线路的谐波电压分布图这可以通过在直接以考虑的系统电压供电的负荷点上同时注入对所有感兴趣的谐波次数的某基准类型的谐波电流来得到注一种可能的方法是估算每一个源的各次谐波对系统的影响并把所有估算的单个影响按照假定的相加法则总加起来建议保留在所考虑的系统电压级每个次谐波的最高谐波电压值这些值用来标记以百分数的形式来表示例如当采用恒定谐波功率的准则时对连接在母线上的每个负荷注入单位谐波电流譬如均方根值相当于把电流注入到沿供电线路连接到第个处的每个负荷上值得指出这些谐波电流源表示了在它的处第个负荷的净注入因此为了使估算用户的谐波注入引起的系统响应取得好的效果建议忽略所考虑用户的对地阻抗例如并联的负荷或滤波器的阻抗只有当研究来自该用户的注入电流时才加以考虑谐波电流发射限值的估算这个方法的最后一步是估算为被研究负荷供电的所有节点的允许谐波电流注入限值估算时要计及前述的系统谐波响应和以前假定的谐波注入沿供电线路的分布在恒定谐波功率准则的情况下被研究系统各次谐波电流允许的发射限值可估算如下单位为注在恒定谐波电流注入准则的情况下在与处阻抗成反比的谐波电流注入准则的情况下用代替用对应于协议功率的基波电流的百分数表达的相应允许发射电流限值变成为免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)式中直接以供电的第个负荷的次谐波电流的容许发射限值直接以供电的第个负荷的第次谐波电流的容许发射限值协议电流的百分数当地直接以供电负荷发射的第次总谐波电压的发射限值按式计算的由某类基准电流注入在所考虑系统中某处出现的第次最高谐波电压如式定义的或或同时发生畸变的负荷的同时率其值取决于负荷和系统的特性平均值第个用户的协议功率第个用户的协议有功功率通过配电变压器直接以供电的负荷的总功率在供电系统满负荷的情况下所研究的配电系统假定的负荷的个数由同一母线供电的负荷数配电系统的标称电压上述对基准系统结构估算的限值可以作为估算有关不同的系统结构限值的基础但这并不意味着谐波阻抗总负荷和与之间的负荷分配在所考虑的系统电压级上有很大的变化如果所考虑系统的总负荷近似地保持不变那么某些参数诸如具有协议功率的单个用户的个数等的变化并不意味着新结构系统的谐波阻抗就会有大的变化用下标表示系统参量和基准情况的发射限值在这些条件被满足的地方可以给出参量的发射限值例如对系统有下列表达式在只有变化的特殊情况下在只有和变化的特殊情况下系统在中对系统给出的另一种估算法在于按以下列出的步骤把附录中提出的方法应用到网格状的或统中估算系统的总发射目标值总发射目标值可按以下给出的方法估算在合理假设的基础上某欧洲国家的电力系统的经验支持这些假设在峰荷时间内兼容水平或规划水平是按的畸变负荷和的负荷来确定的如发生怀疑负荷对系统的影响可以通过传统的模拟进行计算而不考虑畸变负荷的注入式中直接以供电的所有负荷的发射第次总谐波电压系统的第次谐波电压的规划水平确定系统满负荷时直接以供电的负荷分布对于网格状系统这通常意味着要对某些负荷条件进行分析假定注入的谐波电流分布的类型对网格状系统建议要用恒谐波电流注入的准则显然免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)在计算系统响应时必须预见到只有在直接以供电的负荷的地方才有注入并且基准注入组的每个元素必须与预测的负荷功率成正比当对高额定值的畸变负荷和或网络特性产生怀疑时建议具体地进行传统的详细研究也即模拟和负荷的等效注入在任何情况下以谐波电压表示的发射限值应位于下列的范围之内最小值基本的发射水平最大值附录提示的附录应用推荐的方法评估发射限值的例子与本例有关的更详细的资料请参考附录参考网络和假设为了能方便地应用本标准所推荐的各种方法评估第级谐波发射的限值本附录给出了一个有关负荷谐波发射计算的例子考虑一个简单的参考网络并为简化计算作了一些假设以便能通过手算来检验推荐方法的应用情况图所示为一个要进行分析的配电网络该系统由条长度为的架空线路和一台的供电变压器组成在系统满载的情况下考虑了变压器的过载能力和最大利用率供电的负荷总功率为图条供电线路个负荷馈电线路的配电参考网络主供电线路长度在基波频率下负荷与负荷之间的分配是任意的假设负荷占负荷占则以供电的功率为以供电的功率为为了得出有代表意义的结果假设把个相等的负荷沿供电线路均匀地分布如图所示因此功率被分成个具有相同功率的负荷即根据配电系统意大利的典型值假设了其他的网络参数在中给出了确定这些参数的方法和为了把手算工作量减至最少还采用了下列的假定免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)只计算关于次谐波的发射限值不考虑沿供电线路的并联阻抗相大地只表示谐波阻抗的无功部分它的值从短路阻抗推导出来并假定随频率线性增加没有谐振时在表中给出了根据图所示参数计算的次谐波阻抗的值表在节点处的次谐波阻抗节点号距的距离次谐波阻抗下面将根据本标准提出的三种不同的方法计算发射限值和中的第一种近似估算法和中的第二种近似估算法和附录中的第三种近似估算法第一种近似的估算法先按式和式计算谐波电压发射限值然后应用式转换成谐波电流发射限值直接从表可得到能被接受的总的第次谐波电压根据表当时用式计算连接到系统的各负荷的谐波限值通过把电压除以在用户的节点处的谐波阻抗即式就可以把容许的谐波电压发射限值转换成谐波电流发射限值在以下给出的公式中谐波电流发射限值是以负荷电流的百分数来表示此负荷电流与连接在谐波阻抗为的处的用户协议功率以及系统的标称电压有关对于连接到节点的负荷因此类似地对于连接到节点的负荷表给出了对沿供电线路连接的其他节点的负荷计算的结果第二种近似估算法对于第二种近似估算法从式得出可接受的直接以供电的负荷的总的谐波发射免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表按第一种近似估算法计算的次谐波电流发射限值隐含着假定节点号距的距离协议功率的用户负荷电流的百分数利用和根据表代入在中给出的一些值可得到应用式对应负荷的发射限值进行计算当的值分别等于和时可得到对于对于利用如中同样的公式即式可以把以上的谐波电压发射限值转换成以第个用户协议电流的百分数表示的谐波电流发射限值例如对连接在节点的负荷因此对于对于表给出了对沿供电线路连接的其他节点的负荷计算的结果表按第二种近似估算法计算的次谐波电流发射限值距的距离当时当时节点协议功率的用户负荷电流的百分数免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)第三种近似估算法这是在中介绍过并在附录中叙述的一种方法其目的在于考虑这样一种情况当负荷沿供电线路分散接入时应用前面所述的那些方法可能导致对于那些连接到线路远端这些地方的短路水平比变电站母线处要显著地低的用户的谐波电流限值规定得过于严格按与中详述的第二种近似估算法相同的方式进行计算可接受的直接以供电的负荷总谐波发射发射限值的评估按附录所述的步骤进行确定沿供电线路的谐波电流注入类型在本例中根据考虑了三种谐波电流注入方式恒定谐波电流注入对沿供电线路的所有节点是恒定的恒定谐波功率注入例如对于节点有均方根值在表的第列给出了所有的注入的计算值与阻抗成反比的谐波电流注入例如对于节点有均方根值在表的第列给出了所有的计算值表次谐波电流注入类型谐波电流注入的类型节点号类类类对于本例所考虑的系统在节点估算系统的谐波电压响应一种估算系统的谐波电压响应的可行方法由以下三个步骤组成计算组成一个谐波电流注入组的各谐波电流源在节点处形成的谐波电压应用本标准中给出的求和法则推导每个源各自对某节点的作用记录在要求最严格的节点处出现的最大谐波电压并把它记为在下一步计算发射限值时要用到这个值为了说明这种方法的应用可利用对应于恒定谐波功率注入类的方式计算由于位于节点的负荷的谐波电流注入对节点处谐波电压的影响见表在节点处见表因为最初假定沿供电线路没有并联阻抗接入所以在同一供电线路上的节点和处这个负荷对谐波电压的作用是相同的对于节点和节点谐波电压与这些节点处的谐波阻抗成正比例地减小用相同的方法可以计算每个节点处所有其他负荷的作用在表中给出了计算结果免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表系统对参考注入组的次谐波电压的影响恒定谐波功率注入注入的次负荷注入的次谐波电压的作用的百分数在处总的节点号谐波电流另外条线路负荷负荷负荷负荷负荷负荷参考的谐波注入组的总作用计算如下例如计算在节点处总的次谐波电压上表中最后一列是由其他各负荷的谐波电压作用的结果并且它是利用中建议的求和法则根据表中最后一行所示出的在节点处出现的最大骚扰水平代表了本例中所考虑系统的合成次谐波响应而且如前所述应该记录它作为计算发射限值之用它被指定为对的谐波电流发射限值的计算谐波电流发射限值可以利用式和式对类的恒定谐波功率注入的情况计算如下及例如对接入到节点的负荷的谐波电流发射限值的计算如下重新引入以及表中的因此对于及对于及按如上同样方法计算的其他节点的发射限值列于表中表按第三种近似估算法对类谐波注入计算的次谐波电流发射限值恒定谐波功率注入距的距离当时当时节点免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表完距的距离当时当时节点协议功率的用户负荷电流的百分数采用上述相同的计算法可以计算其他类型的谐波注入方式下的发射限值恒定谐波电流注入类与处谐波阻抗成反比的谐波电流注入类在上面的式子中用代替只要谐波阻抗和直接以供电的总负荷没有遇到大的变化也可以在以上对计算结果的基础上应用式和计算任意协议功率时的谐波发射限值主要评估结果的总结对本例所得到的结果进行了汇总以便对评估谐波发射限值的三种不同方法加以比较见表表本例中用三种不同方法得到的结果汇总次谐波电流发射限值谐波发射限值的评估方法沿供电线路的位置节点节点节点节点第一种近似估算法第二种近似估算法恒定谐波电流注入第三种近似估恒定谐波功率注入算法与成反比的谐波电流注入协议功率的用户负荷电流的百分数对于简化的第一种近似估算法假定所有的和负荷是同时发生畸变的这意味着假设和都等于因此容许的发射限值一般是较低的而且系统的谐波吸收能力可能没有被充分利用对于第二种近似估算法假定和负荷可能不是同时发生畸变的在这种情况下因此对于负荷的谐波电流发射限值稍微要高些在节点而不是而且还可以考虑负荷不同时发生畸变这就允许在时发射限值增加倍就最严重的谐波通常是次谐波来说为了避免进行综合的滤波畸变负荷的同时率是一个要考虑的重要因素第三种近似估算法则更进一步考虑了由电压畸变率综合组成的用于计算发射水平的系统的实际响应这就允许对这样一种情况进行调整即只要沿供电线路接入的负荷达到与允许的骚扰水平一致就可以允许有较多的发射在使用本方法时谐波注入类型的选择是非常重要的在中说明了这一点对于恒定谐波功率注入情况下的允许发射限值表示了在充分利用系统吸收谐波的能力与不致过分严格地评估发射限值之间进行的一种折衷选择免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)附录提示的附录某些典型的情况的例子第回线路图为连接到交流网络的第回线路的单线图在节点处的故障水平是之所以对这种情况特别感兴趣是因为现有的一个站距被考虑的另一个站不是很远从而提供了一个应用式的例子图连接到交流网络的接线图原技术要求中的限值在委托书中在节点处的谐波电压包括背景畸变电压按照推荐指南的限值新的第回线路的功率在节点处测量原先的第回线路的功率计算机计算给出的值在之间与谐波次数有关这里将对所有的谐波都采用因此由式和得见表新技术要求与测量结果的比较表第回线路的技术要求和测量结果技术要求测量结果免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表完技术要求测量结果是谐波次数是规划水平见表是发射限值是对所考虑的产生谐波的设备测量的谐波电压注第回线路的测量值是根据个周期的平均值测量结果表明基本上满足新的技术要求第级限值同时也表明了新的技术要求比旧的更好地符合实际的物理现象谐波电压的幅值随着频率的增加而减小钢铁厂图为一个连接到交流电网的钢铁厂的接线图在节点处的短路容量是根据指南推荐的限值钢铁厂的功率在节点处测量见表免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)这是一个很有趣的例子因为在这个公用供电系统中某些次数的谐波和超过了第级发射限值当时甚至超过了规划水平然而只要不发生问题供电公司就接受这种状态维持不变这表明了这种灵活方法的重要性超过第级发射限值甚至规划水平的情况可以按第级程序接受因此省去了支付滤波器的费用电压为的节点和节点都属于钢铁厂图连接到交流网络的钢铁厂新技术要求与测量结果的比较表钢铁厂的技术要求和测量结果技术要求测量结果免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)表完技术要求测量结果注在钢铁厂的测量值是每天的概率为的值测量时间持续一星期并保留每天各次谐波的最大值附录提示的附录主要字母符号下标和符号表主要字母符号求和法则中用的指数兼容水平发射限值负荷同时率谐波次数第个用户或负荷电流第个用户的设备内的第个装置系数或两个值一般意义之间的比规划水平所考虑的配电系统的负荷的数量公共耦合点有功功率视在功率传递系数电压阻抗下标表母线处的基波阻抗第个用户的处的基波阻抗闪烁传递闪烁传递谐波次数第次谐波电压传递第次谐波电压传递第次谐波电压传递免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)第个用户或负荷系统第个用户的次谐波电流系统第个用户的次谐波电流协议电流的百分数第个装置在和负荷之间负荷在和负荷之间负荷标称的在母线处三相短路在第个用户的处三相短路主要符号表显明的符号没有引入的短时闪烁兼容水平的次谐波电压兼容水平谐波电压响应由于一组基准电流的注入自然在所考虑的系统等级内某处出现的最大次谐波电压以直接供电的第个用户的次谐波电流的容许发射限值直接以供电的第个用户次谐波电流容许的发射限值协议电流的百分数直接以供电的第个用户短时闪烁容许的发射限值直接以供电的第个负荷次谐波电压容许的发射限值直接以供电的第个负荷次谐波电压容许的发射限值和配电系统总畸变负荷中的同时率负荷同时发生畸变的同时率其值取决于负荷和系统的特性平均值所有直接以供电的负荷总的短时闪烁发射所有直接以供电的负荷总的次谐波电压发射限值所有直接以供电的负荷总的次谐波电压发射限值母线处的三相短路电流沿供电线路的第户的处的三相短路电流或按附录中的定义的短时闪烁规划水平的短时闪烁规划水平的次谐波电压规划水平的次谐波电压规划水平假定被考虑的配电系统负荷的数量由同一母线供电的负荷数或第个用户的公共耦合点第个用户的协议有功功率的短时闪烁的第个用户的短时闪烁的短时闪烁容性无功功率免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)第个用户的加权畸变功率第个用户的协议视在功率对大型的畸变负荷用功率因数代替通过配电变压器直接以供电的负荷总功率在供电系统满载时以变压器额定容量为值表示时平均值通过配电变压器直接以供电的负荷总功率在供电系统满载时以变压器额定容量为值表示时平均值短路功率闪烁传递系数其值取决于负荷和系统特性平均值闪烁传递系数其值取决于负荷和系统特性平均值次谐波电压传递系数其值取决于负荷和系统特性负荷级别和谐波次数平均值次谐波电压传递系数其值取决于负荷和系统特性负荷级别和谐波次数平均值次谐波次数通用代号谐波电压次谐波电压次谐波电压第个用户次谐波电压配电系统标称电压母线处基波阻抗沿供电线路第个用户的处的基波阻抗第个用户在处提供配电系统的次谐波阻抗在谐波频率下的欧姆数第个用户的处的阻抗附录提示的附录参考资料免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载 免费标准下载网(www.freebz.net)免费标准下载网(www.freebz.net)无需注册即可下载'