用電設(shè)備對電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的測量方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
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摘要：詳細(xì)敘述了用電設(shè)備的諧波、電壓波動(dòng)與閃爍的測量方法及其相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)諧波電壓波動(dòng)閃爍測量 Measure of Effect of Equipment Using Electricity on Electricity Quality Provided by Network Abstract:Measure of harmonic,voltage fluctuation and flashing as well as those main technical standards are recounted in detail. Keywords:Standard,Harmonic,Voltage fluctuation,Measure 1引言 供電質(zhì)量是人們關(guān)注的熱點(diǎn)，開關(guān)電源、晶閘管器件等的大量采用，一方面提高了人們對電能的利用效率，另一方面在電網(wǎng)里形成了大量諧波電流，其后果是使同一電網(wǎng)的其他電子產(chǎn)品受到干擾，諧波電流還會(huì)引起電網(wǎng)中線電流的超載，影響電網(wǎng)對電力的傳輸能力。此外，對交流電源的相位控制還會(huì)在電網(wǎng)上引起電流有效值的變化，導(dǎo)致電壓有效值明顯波動(dòng)，這種電壓波動(dòng)有可能引起照明裝置的閃爍。 為保證電網(wǎng)供電質(zhì)量和維護(hù)人類健康，國際電工委會(huì)員（IEC）TC77委員會(huì)編制了兩個(gè)適合于評價(jià)16A以下低壓設(shè)備對電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的標(biāo)準(zhǔn)，分別是： （1）IEC61000－3－2（1995）《電磁兼容，第3部分：限值，第2章：每相額定電流小于等于16A的低壓電器設(shè)備所引起的諧波電流發(fā)送限值》。 （2）IEC61000－3－3（1994）《電磁兼容，第3部分：限值，第3章：在低壓供電系統(tǒng)中，額定電流小于、等于16A設(shè)備的電壓波動(dòng)和閃爍限值》。 其中IEC61000－3－2標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)等同地轉(zhuǎn)化為我國國家標(biāo)準(zhǔn)，GB1765.1－1998《低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值（設(shè)備每相輸入電流≤16A）》，并已正式出版。 從國際上看，IEC61000－3－2和IEC61000－3－3標(biāo)準(zhǔn)的出版是為了替代IEC在80年代初出版的IEC555系列的標(biāo)準(zhǔn)： IEC555－1（1982）《家用電器及類似電氣設(shè)備在供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的干擾，第1部分：定義》； IEC555－2（1982）《家用電器及類似電氣設(shè)備在供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的干擾，第2部分：諧波》； IEC555－3（1982）《家用電器及類似電氣設(shè)備在供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的干擾，第3部分：電壓波動(dòng)》。 比較IEC61000－3系列與IEC555系列標(biāo)準(zhǔn)的名稱，不難看出新標(biāo)準(zhǔn)已擴(kuò)大了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，從早先的家用電器和類似用途的電氣設(shè)備擴(kuò)大到所有接在低壓電網(wǎng)中的電氣設(shè)備，其意義重大。遵守新標(biāo)準(zhǔn)的要求，可保證在低壓電網(wǎng)上的所有設(shè)備免受諧波和電壓波動(dòng)的危害，及保護(hù)用電人員身體的健康。 在歐洲，歐共體幾乎是在國際標(biāo)準(zhǔn)出版的同時(shí)，將IEC61000－3－2和IEC61000－3－3同步地轉(zhuǎn)化成了歐洲標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號分別是EN61000－3－2和EN61000－3－3。歐共體還規(guī)定從1998年7月1日強(qiáng)制執(zhí)行這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。此舉表明，與強(qiáng)制執(zhí)行其他電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)一樣，設(shè)備對電網(wǎng)供電質(zhì)量的影響也將成為國際貿(mào)易的重要砝碼，任何人不得掉以輕心。 2諧波電流的測試 依據(jù)IEC6100032及GB17625.1標(biāo)準(zhǔn)。 2．1諧波測量的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 按數(shù)學(xué)分析，任何非正弦的周期波形都可以用傅立葉級數(shù)表示： 式中F0為直流分量。若進(jìn)一步設(shè) sinφn=an/Hn cosφn=bn/Hn 則f(t)可改寫成 因此，對非正弦周期性波形的測量，可轉(zhuǎn)變?yōu)閷ζ渲绷鞣至浚ㄈ绻兄绷鞣至康脑挘┖透鞔沃C波幅值及相角的測量。 2．2設(shè)備的分類 按標(biāo)準(zhǔn)要求，對不同的用電設(shè)備可用4種類別加以分類，不同類別的設(shè)備有不同的諧波電流限值。 A類指三相平衡（各線的額定電流相差不大于20％）的設(shè)備，及不屬于以下3類設(shè)備的其他設(shè)備。 B類指便攜式工具（特別是指手持式短時(shí)工作制電氣工具），但對于對稱控制的、短時(shí)工作制家電設(shè)備（如電吹風(fēng)等）仍按A類設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)。 C類指包括調(diào)光設(shè)備在內(nèi)的照明裝置。 A類，C類和D類設(shè)備所引起的諧波電流限值分別如表1、表2和表3所示。對B類設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取A類設(shè)備的1.5倍。 表1A類設(shè)備的諧波電流限值
D類指輸入電流有特殊波形的設(shè)備（如在輸入電路中有整流器及電容器，使輸入電流在每半周波內(nèi)，至少有95％的持續(xù)時(shí)間是落在以為中心的區(qū)域內(nèi)），且輸入的有功功率小于等于600W（對大于600W的設(shè)備，仍按A類設(shè)備的限值考核）。奇次 諧波次數(shù) 最大允許的諧波電流值（A） 3 2.30 5 1.14 7 0.77 9 0.40 11 0.33 13 0.21 15h39 0.15×15/h 偶次 2 1.08 4 0.43 6 0.30 8h40 0.23×8/h
表2C類設(shè)備的諧波電流限值
| 諧波次數(shù) | 用基波輸入電流的比例來表示的諧波電流最大允許值 |
|---|---|
| 2 | 2％ |
| 3 | 30×λ％ |
| 5 | 10％ |
| 7 | 7％ |
| 9 | 5％ |
| 11h39(h僅為奇次諧波) | 3％ |
注：λ是電路的功率因數(shù)
對白熾燈照明裝置，如采用相位控制，觸發(fā)角不應(yīng)超出145°。
表3D類設(shè)備的諧波電流限值
| 諧波次數(shù) | 每瓦允許的最大諧波電流（mA/W） | 最大允許的諧波電流（A） |
|---|---|---|
| 3 | 3.4 | 2.30 |
| 5 | 1.9 | 1.14 |
| 7 | 1.0 | 0.77 |
| 9 | 0.5 | 0.40 |
| 11 | 0.35 | 0.33 |
| 13h39(h僅為奇次諧波) | 3.85/h | 0.15×15/h |
注：“mA/W”限值適用于有功功率大于75W的設(shè)備，今后可能會(huì)降為50W。
2．3諧波電流測量
諧波電流測量分穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩種：
（1）穩(wěn)態(tài)諧波電流測量
若諧波成分與基波的關(guān)系具有周期性變化的特點(diǎn)時(shí)，可進(jìn)行穩(wěn)態(tài)諧波電流的測量，GB17625.1－1998標(biāo)準(zhǔn)中提到的限值適合于穩(wěn)態(tài)諧波電流的要求。
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