用電設備對電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的測量
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摘要：詳細敘述了用電設備的諧波、電壓波動與閃爍的測量方法及其相關技術標準的要點。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195080.htm關鍵詞：標準諧波電壓波動閃爍測量
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)量是人們關注的熱點，開關電源、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在電網(wǎng)上引起電流有效值的變化，導致電壓有效值明顯波動，這種電壓波動有可能引起照明裝置的閃爍。
為保證電網(wǎng)供電質(zhì)量和維護人類健康，國際電工委會員（IEC）TC77委員會編制了兩個適合于評價16A以下低壓設備對電網(wǎng)供電質(zhì)量影響的標準，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設備的電壓波動和閃爍限值》。
其中IEC61000－3－2標準已經(jīng)等同地轉化為我國國家標準，GB1765.1－1998《低壓電氣及電子設備發(fā)出的諧波電流限值（設備每相輸入電流≤16A）》，并已正式出版。
從國際上看，IEC61000－3－2和IEC61000－3－3標準的出版是為了替代IEC在80年代初出版的IEC555系列的標準：
IEC555－1（1982）《家用電器及類似電氣設備在供電系統(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備在供電系統(tǒng)中產(chǎn)生的干擾，第3部分：電壓波動》。
比較IEC61000－3系列與IEC555系列標準的名稱，不難看出新標準已擴大了標準的適用范圍，從早先的家用電器和類似用途的電氣設備擴大到所有接在低壓電網(wǎng)中的電氣設備，其意義重大。遵守新標準的要求，可保證在低壓電網(wǎng)上的所有設備免受諧波和電壓波動的危害，及保護用電人員身體的健康。
在歐洲，歐共體幾乎是在國際標準出版的同時，將IEC61000－3－2和IEC61000－3－3同步地轉化成了歐洲標準，標準號分別是EN61000－3－2和EN61000－3－3。歐共體還規(guī)定從1998年7月1日強制執(zhí)行這兩個標準。此舉表明，與強制執(zhí)行其他電磁兼容性標準一樣，設備對電網(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標準。
2．1諧波測量的數(shù)學基礎
按數(shù)學分析，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。若進一步設
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設備的分類
按標準要求，對不同的用電設備可用4種類別加以分類，不同類別的設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％）的設備，及不屬于以下3類設備的其他設備。
B類指便攜式工具（特別是指手持式短時工作制電氣工具），但對于對稱控制的、短時工作制家電設備（如電吹風等）仍按A類設備進行試驗。
C類指包括調(diào)光設備在內(nèi)的照明裝置。
D類指輸入電流有特殊波形的設備（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的設備，仍按A類設備的限值考核）。
A類，C類和D類設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類設備，標準規(guī)定取A類設備的1.5倍。
表1A類設備的諧波電流限值
| 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)角不應超出145°。
表3D類設備的諧波電流限值
| 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的設備，今后可能會降為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系具有周期性變化的特點時，可進行穩(wěn)態(tài)諧波電流的測量，GB17625.1－1998標準中提到的限值適合于穩(wěn)態(tài)諧波電流的要求。
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