公用电网间谐波国家标准_介绍

2 标准的结构
本标准是目前世界上把间谐波作为电能 质量指标单独制定的唯一标准，这主要是从 标准可操作性考虑的。因此标准内容相对较 为完整，除了常规的必须内容（如范围、规 范性引用文件、术语和定义、限值等）外， 还对用户限值的分配、间谐波的合成、测量 条件、评估和测量仪器等做了规定。标准还 有两个附录：附录A（规范性附录） 间谐波 电压含有率与拍频关系曲线；附录B（资料性 附录） 间谐波及其危害和集合概念介绍。
4 指标的分配
多个间谐波电压按下式合成：
U ih
3
U ih 1 U ih 2 U ih k
3 3 3
（1）
表4 单一用户间谐波电压含有率限值（%）
电压等级 <100 1000V 及以下 1000V 以上 0.16 0.13 频率（Hz） 100～800 0.4 0.32
利用式（1），也可以评估某个用户（k）投入后产生 间谐波电压 3 3
标准取得比1000V及以下小一点，主要考虑高压
（1kV以上）对低压（1kV及以下）的渗透作用，高 压的影响面较大，限值应适当严一点。 表3 间谐波电压含有率限值（%）
电压等级 <100 1000V 及以下 1000V 以上 注：频率 800Hz 以上的间谐波电压限值在研究中。 0.2 0.16 频率（Hz） 100～800 0.5 0.4
（2） 式中 Uih*和Uih0分别为该用户投入后和投入前测得的间谐 波电压。由Uihk，对照表4就可以判断用户是否超标。
U ih k
3
U ih * U ih 0
5 间谐波的测量和取值
C ig , n
C
i 1
9
2 k i
图 2 间谐波集各分量方均根值
图 3 间谐波子集各分量方均根值
间谐波的影响尚在探讨中，其最主要的 影响有：引起电压波动和闪变、无源滤波器 的过载（间谐波的谐振放大所致）、干扰电 力线上控制、保护和通讯信号，引起机电系 统低频振荡、影响以电压过零点为同步信号 的控制设备以及某些家用电器正常工作等等。 因此电网的间谐波电压必须控制在一定水平 以下。国标GB/T 24337-2009《电能质量 公 用电网间谐波》[1]就是在这样背景下产生的。 本文主要介绍该标准的基本内容及制定中的 一些问题，供执行标准时参考。
图4 公用中压配电网中信号电压水平
C is g , n
C
i2
8
2 k i
在IEC 61000-4-7：2002中，对谐波测量也改用“集” 的概念（即以“集”或“子集”形式输出各次谐波测量结 果），这能更好反映信号的能量特点。
6 抑制间谐波的措施
（1）限制间谐波源的发射水平。利用现有电力线传递 控制、遥测、通讯等信号，但这些信号必须有所限制。例如 对于公用中压配电网，一天99%以上时间内3s平均信号电压 应不超过图4规定（IEC61000-2-2：2002规定）。 在工业电网中，大量间谐波源用户应采取措施，使其间 谐波值符合标准规定。 （2）抑制滤波器对间谐波的 放大 （3）消除产生间谐波谐振的 异常工况 （4）提高负载的抗间谐波能力， 降低其敏感度。
公用电网间谐波国家标准介绍
林海雪
（中国电力科学研究院 北京市海淀区，100192）
摘要：扼要地论述了电网中各种间谐波源及 其影响；介绍了国标GB/T 243372009的结构、限值、指标的分配、测 量和取值等内容；最后简述了抑制间 谐波的措施，有助于对国标的理解和 执行。
1 概
述
根据傅立叶分析理论，只有周期性的非正弦量 才可以分解为基波（指工频量）和谐波（一般指工 频整数倍分量）。在频谱图上，谱线的间隔为50Hz。 用傅立叶理论分析出的“谐波”显然不符合或 不完全符合实际。于是就产生“间谐波”的概念。 间谐波是指非整数倍基波频率的谐波，这类谐波仍 是用傅立叶分析方法求取的，只不过分析的周期采 用波动（或调幅波）的周期。例如一个以10个工频 周期为波动周期的电气量，可以用200ms的时间窗 口（10×20ms=200ms）内进行傅立叶分析，得到 5Hz频率分辨率（ ）的频谱成分。
f 10
3
Fra Baidu bibliotek
5Hz
200
在电网中，间谐波的发生源包括：波动负 载、电弧类负载（电弧炉、电弧焊机、具有 磁力镇流器放电类型的照明等）、静止变频 装置（交—直—交和交—交变频器等）、感 应电动机、整周波控制的晶闸管装置、电源 信号电压以及某些异常工况下的间谐波（例 如铁磁谐振、串补系统中的低频振荡）。因 此间谐波在电网中广泛存在。随着分布式电 源的接入，智能电网的发展，间谐波的含量 有增大趋势。
3 限值的考虑
间谐波的限值标准主要参考IEC和IEEE相关标 准中的规定。 对于单次间谐波电压幅值引起120V和240V照明 灯短期闪变Pst=1（这是闪变限值标准）和拍频的关 系，如图1所示。（注：拍频就是两个合成电压频率 之差）
图1 间谐波电压的兼容水平与拍频的关系
国标中的限值如表3所列。表中将1000V以上的