GBZ26854-2011电特性的标准化.pdf 8页

'ICS29．020K04囝亘中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB／Z26854--2011／IEC／TR62510：20082011_07-29发布电特性的标准化Standardisingthecharacteristicsofelectricity(IEC／TR62510：2008，IDT)201I-12-01实施宰瞀鹳鬻瓣警矬赞星发布中国国家标准化管理委员会况111 刖置GB／Z26854--2011／[EC／TR62510：2008本指导性技术文件等同采用IEC／TR625lo《Standardisingthecharacteristicsofelectricity))技术报告，该报告由IEc／TC8委员会发布。本指导性技术文件按照GB／T1．12009给出的规则起草。本指导性技术文件由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(SAC／TC1)提出并归口。本指导性技术文件主要起草单位：中国南方电网超高压输电公司检修试验中心、西安博宇电气有限公司、河北省电力研究院、中机生产力促进中心、中国电力科学研究院。本指导性技术文件参加起草单位：武汉国测科技股份有限公司、中铁第四勘察设计集团有限公司、国电南京自动化股份有限公司、山西省电力公司电力科学研究院、上海追日电气有限公司。本指导性技术文件主要起草人：肖遥、刘军成、段晓波、张苹、林海雪。本指导性技术文件参加起草人：高骏、h正良、黄足平、王友龙、贺春光、王金浩、陈建国。 GB／Z26854—2011／IEC／TR62510：2008引言目前，不同国家都有公用电网供电的一些特性标准，IEC61000—2—1：1990，EN50160和IEEE1159等标准力图涵盖所有的特性。根据欧洲关于不良产品的法令(85／374／EEC)，EN50160已正式将电能作为产品对待。电网运营商有责任依据国家法律、国家或国际标准来设计和运营电网，使电能质量满足要求。以下内容描述了电的性能，以及供电质量和电磁兼容性(EMC)之间的关系。其内容大部分来自欧洲电能质量报告(EURELECTRICPQReport，第2版)。供电质量电力供应是现代社会赖以支持的所有基础服务中最基本的服务之一。为此，其重要的质量特性主要表现在下述几个方面：a)供电的连续性，包括：·为保证日连续供电，需要运营机制来防止过长或过于频繁的供电中断。·为保证中长期供电的安全性，要求就用户需求与发电、输电、配电等设备以及各种电源的可用性之间有稳定的平衡。b)供电电压和频率的标准化是发电、输电、配电和用电设备利用电能所必需的。将供电电压和频率控制在所采用的标称值合理范围内非常重要。c)尽管电压和频率一般维持在可接受的水平，实际运行中还是有些相当短时的、低幅值的或偶发的不规则量叠加在电压上，干扰用户的电气设备或电网中的电气设备正常发挥其功能。注：对供电的质量进行分类有许多不同的方法，从功能上按现行的发电、供电和电网运营等几方面的分类更为复杂。例如，最近由欧洲电力管理委员会(TheCouncilofEuropeanElectricityRegulator)提交的报告使用了以下术语：——商务质量：供应商和用户之间的各种服务质量(这里指的服务，不仅限于电网运营)；——供电连续性：用户感知到的、因种种原因中断电力供应的程度(见上述a)项)；——电压质量：给用户供电的电压技术特性指标，例如：幅值和频率(见上述b)项)以及潜在的扰动问题(见上述c)项)。Ⅱ 1范围GB／Z26854--2011／IEC／TR6251012008电特性的标准化本指导性技术文件概述了电能作为一种商品的质量描述方法；阐述了电能质量与电磁兼容的关系明确了涉及电能质量问题的相关利益方的责任和义务。本指导性技术文件用于指导电能质量标准化工作。本指导性技术文件适用于交流50Hz供电系统。2电能质量现象通过标准化网络阻抗特性来分析电能质量问题是一种基本方法，例如IEC60725中对16A和75A用电设备供电的规定。以便电能供应商、配电商和系统用户能够分担电能质量职责。注；许多国家并不总是采用标准化的网络阻抗，因为特殊的电网结构方式通过使用其他方法，使电能质量管理更加方便且更加合理。经济发展程度对电能质量各指标的重要性有着极大的影响。早期主要关心的问题是电能实际上的可用性；随后则关心电压和频率在大多数供电时间内是否在其标称值的合理范围之内，此阶段还不明显关注电压暂降、瞬态等的影响；但是随着经济的高度发展，除了供电连续性、电压和频率之外，一系列现象开始得到关注，用现代术语“电能质量”来加以概括。电能质量现象简要描述如下：·谐波、问谐波、2kHz～9kHz范围的频率分量。这些分量主要是由系统内用电设备引起的，这类设备的用电特性为：电流相对于电压是非线性关系，除了吸收基波电流之外，还向供电网注入非基波频率的电流。注；谐波：其频率是基波频率的整数倍。间谐波：其频率在工频电压和电流的谐波频率之问，即实际频率不是基波频率的整数倍。间谐波可以以离散频率或者以一个宽带频谱的方式出现。由变频换流器、整流器或类似控制设备的非线性负荷运行而产生。·闪变，即电压波动的主要效应。某些用电设备吸收的电流幅值具有波动的特征，相应地引发电网电压波动。·短时间有效值变化(瞬时，暂时和短时)。由突发事件、系统短路与切除、电动机启动、供电系统或所连接的装置电流突然增大等原因引起。·瞬态过电压(冲击和振荡过电压)。若干电磁现象，包括开关操作、熔丝熔断、电网受到雷击事件等，均会在配电网及其连接的设备上产生瞬态过电压。·短时工频过电压和低电压(长时间的rnls变化)。根据实践，带电导体(相线)与大地之间的短时工频过电压经常由于中性(线)导体开断引起。短时工频过电压也可能在公用配电网或用户设施接地故障期间出现，在接地故障清除后消失。·不平衡。三相系统的不平衡电压是由于系统故障或系统用电设备吸收相问不平衡电流引起的。 GB／Z26854--2011／IEC／TR62510：20083电的特性管理必要性电压的上述特性是有害的，它构成了电能这一产品的质量缺陷。但在公用电网中，这些电能质量特性却总是存在于供电和用电过程中，不可能完全消除，因此需要依据不同的特征，采用不同的方式进行管理。这需要电力生产、电网运营和制造商的共同参与。上述这些电能质量现象可能妨碍或者限制公用电网中电气设备的正常运行，并且更多地妨碍用户内部系统电气设备的运行。因此，将这些现象称之为扰动，而将引起这些扰动的终端用电设备称为扰动负荷。4用电负荷和分布式发电的连接回顾百年来公用供电的发展史，电网运营商总是试图控制各类接入电网的负荷，以维持电网中电压和频率的稳定性，以及低水平的扰动。供电通用导则要求所有用户避免对电网或其他用户的运行造成扰动：大负荷报装时，要求用户在送电前向电网运营商提供详细的相关资料，以便电网运营商设计合理的供电方式，制定出电力用户、设备供应商、其他专家顾问均赞同的运行规程。用这种方法，才能够将扰动维持在可接受的水平。以谐波为例，几乎在所有的电网中，谐波畸变率总是保持在一个相当低的水平——低于IEC电磁兼容水平和EN50160的规定值。近数十年来，用户在零售市场购买的小容量设备一般不报告电网运营商而直接接人电网，由此产生的扰动逐渐增加。这些设备包括IT产品和其他电子类产品，如电视机、个人电脑等，作为单台设备的容量较小，所产生扰动的绝对值水平也相对较低，但由于其安装数量庞大，同时运行的几率高，因此其共同作用下累积的扰动水平也非常高。由于这些电器在安装时没有报告电网运营商，因此避开了公用电网监管控制系统(自电网形成之日起就已经存在)。当然，面对如此庞大数量的扰动设备，不可能考虑控制每一单台设备。因此，基于控制难度大，考虑到电视机和其他电子设备(包括个人电脑)引起的非工频电压水平已在提升，已经规范了相对较高的电磁兼容水平，这也反映在EN50160的相关内容中。(新兴的)分布式发电将对电压稳定、工频频率和扰动等产生巨大的影响。作为小容量的分布式发电设备可以在零售市场上得到，不需要经过电网运营商便可安装，因此，这些众多的小容量分布式发电系统也将避开电能质量监管控制系统。实际上，这些类型的设备数量巨大，根本无法单台考虑。除了家用电器用户外，电网用户也有义务避免产生过度的扰动。在产品设计和制造环节将设备的扰动限制在适当范围内是实现这一目标的唯一途径。5电磁兼容(EMC)的作用国际电工委员会(IEC)和欧洲电工标准化委员会(cENELEc)的目标是：设备的设计和制造必须满足电磁兼容性要求，电磁兼容性的定义为：设备在其电磁环境中，能够正常工作且不对该环境中的任何事物产生不可接受的电磁扰动的能力。因此，电磁兼容也在于探究用电设备在使用电能中的适应性，即设备产生的扰动水平必须受到限制，同时又能在合理扰动水平下正常工作。当然，电磁兼容性还涉及未连接到电网的那些设备，以及与电网无关的诸多电磁现象。在IEC61000系列文件中电磁兼容(EMc)的内容包括：设备的发射限值标准及抗扰度限值标准；还包括了许多支持性标准、技术报告等。这些标准及报告描述了电磁环境及现象，也描述了测量、试验、控制等方法，其中还包括一系列的兼容性水平标准。兼容性水平即是建立的一种参考值，使得在该参考值下发射水平、抗扰度水平能够彼此和谐共存，或者说兼容性水平是一个各种环境中均可接受的实际扰2 GB／Z26854--2011I／IEC／TR62510：2008动水平限值。对于低频传导现象而言，兼容性水平与实际扰动水平的关系决定了EN50160中所规定的限值水平与兼容性水平几乎是一致的。同样的原因，如果测量得到扰动水平超出或很接近该限值水平(兼容性水平)，应该考虑发射限值是否定得太低了，或者兼容限制是否太严格了。此外，如果实际运行的用电设备受到了某种现象的干扰，则引出另外一个问题，即设备的抗扰度限值是否合适，或抗扰度限值应用是否适当。因此，供电质量的好坏受EMC规定的影响很大，需要制定合理的限值水平并正确应用。如果电磁兼容规定是有效的，则上网设备的扰动发射水平就可控，不至于过度影响供电质量；尽管有通过电网传导来的扰动，但设备可以连续正常运行并发挥其功能。EMC没有直接考虑设备的安全性，因此需要安全自动装置保证设备正常运行，以免设备损坏。6相关各方的协调供电质量涉及到下列三个不同的关系：·电网运营商——电能用户；·电能用户——设备供应商；·电网运营商——设备供应商。6．1电网运营商——电能用户供电质量直接涉及两个主体：电网运营商和电能用户。a)对于在供电端输送的电能，电网运营商要采取切实措施保证电的性能在规定的限值范围之内，必要时，还要将正常运行条件下的限值水平告知用户(用户也需要知道偶发的非正常运行条件)。为了履行上述责任，电网运营商也应对全部用户采取合理的控制，并告知每个用户：也许有必要采取措施使其在用电时不要对其他用户造成扰动。b)用户的责任是：其用电方式要避免对电网运行或其他用户供电造成扰动。在产生这样的扰动时，要采取一切必要的措施将扰动降低到可接受的水平。用户有责任向电网运营商提供其全部(已安装或即将安装)设备的相关资料，以及设备的运行方式。此外，用户还必须按照电网运营商规定的条件运行，避免产生超标的扰动。注：实际上，只有相当大的负荷和设施以这种方式履行责任。至于其他设备，供电质量，避免产生扰动，电网和用户设备的正常功能发挥等，则依赖于电磁兼容性规定的正确执行。6．2电能用户——设备供应商正常情况下，电能用户通过电力设备用电，设备供应商间接地涉及用户和电网运行商之间的关系。a)设备供应商确保设备满足预定的功能，包括避免产生扰动，能适应运行时的电磁环境，包括公共供电网可能出现的环境条件。b)此外，设备供应商有责任向用户提供设备特性方面的资料，这些资料也许是电网运营商为了输电所需要的，也许是用户需要的说明书。注：本技术报告不涉及电网正常和异常条件下的安全考虑。6．3电网运营商——设备供应商最终，在典型的水平方面，电网运营商和设备制造商共同牵涉到电磁兼容性(EMc)方面的规定，以确保：a)限制干扰的发射水平，防止电网中的扰动水平上升，使用电设备发挥正常的功能，保证电网正3 GB／Z26854—2011／IEC／TR6251012008常运行。b)用电设备要具备足够的抗扰动能力，实际中发现某种水平的干扰可以通过供电端传递过来。注：EMC侧重于确保设备的正常运行。很明显，用户也希望其设备不受损害。如果能保证正常运行，一般可以推断，也就防止了设备的损坏。7标准化组织中工作的分工在此之前，IEC／SC77A(对应SAC／TC246／SC2)负责众多设备(电网中主要的干扰源)的电磁兼容(EMC)限值标准。目前这个任务仍然由IEC／SC77A承担，原因在于该工作虽然影响电网电能质量，但是电磁兼容(EMC)相关问题是该委员会的基本内容。此外，IEC／SC77A曾经出版了两个技术报告，IEC61000—3—6(GB／Z17625．42000)和IEC61000—3—7(GB／Z17625．5—2000)，该技术报告提供了如何评估设备产生扰动的方法。这两份报告相对较早，但依据使用过程中的反馈意见准备修订。如同过去的做法，IEC对这两份文件的维护由多个机构协作进行，由国际大电网会议一国际供电会议(CIGRE—CIRED)工作组发起，有美国电气和电子工程师协会(IEEE)，国际电工委员会(IEC)，国际电热联盟(UIE)和欧洲电力工业联盟(EURELECTRIC)共同参与。IEC／SC77A(SAC／TC246／SC2)的出版物对IEC／TC8(国际IEC标号)提供下列支持：谐波发射的评估方法；电压波动(闪变)评估方法；负荷不平衡度评估方法。这些文件可用来规定每一台设备的限值。此外，由IEC／SC77A制定的IEC5lOOO-4-30：2008，描述不同的电能质量指标的测量方法。 参考文献cB／z26854—201UmC／TR62510：2008[1]IEC61000—2-1／TR：1990(GB／Z18039．52003)电磁兼容环境公用供电系统低频传导骚扰及信号传输的电磁环境(ElectromagneticcompatibilityEnvironment--Electromagneticenvi—ronmentforlow—frequencyconducteddisturbancesandsignallinginpublicpowersupplysystems)[2]IEC60275／TR：2005用于确定每相额定电流≤75A的电气设备骚扰特性的参考阻抗及公共供电网络阻抗[3]IEC61000(所有部分)电磁兼容(EMC)[4]EN50160公共配电系统供电电压特性[5]IEEE1159电能质量监测的推荐规程'