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从IEC电磁兼容标准看电网谐波国家标准

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电力系统的间谐波及其国家标准间谐波及其国家标准

电力系统的间谐波及其国家标准间谐波及其国家标准

电力系统的间谐波及其国家标准林海雪0引言目前电力系统的谐波问题已引起广泛的关注。

通常的谐波一般指频率为工频(基波频率)整数倍的正弦成分。

现行国家标准《电能质量公用电网谐波》(GB/T14549-1993)只对这类谐波规定了限值和测试方法，而对于间谐波(interharmonics)，2009年颁布了国标《电能质量公用电网间谐波》(GB/T 24337-2009)，但是相关的文献资料却很少，又缺乏测量手段，人们对其关注度较低。

实际上间谐波及其影响广泛存在于电力系统中。

随着电力电子装置的广泛使用，特别是分布式电源的接入，智能电网的发展，电网中电磁干扰更趋复杂化，间谐波将会成为严重的问题。

本文就间谐波的来源、影响以及标准进行简要分析和介绍，使相关技术人员对此问题有较深入的认识，以利于对国标的理解和贯彻执行，避免对相关问题的误判。

1间谐波的来源1.1波动负载所谓间谐波是指非整数倍基波频率的谐波，这类谐波可以是离散频谱的或连续频谱的。

根据傅立叶分解理论，周期性的非正弦量只能分解出(或产生)整数次的谐波。

实际上许多负载(不论是线性的或是非线性的)是波动的，在这种情况下对于工频，“周期性”的前提已不存在，因而用傅立叶理论分析的结果不符合或不完全符合实际。

为了说明此问题，假定有某一调幅波电压由式(2)可以看出，经角频率为Ω的调幅波电压McosΩt调制后，从u(t)的频谱看，除了稳态电压中角频率为hω成分外，各次谐波(包括基波)中增加了旁频(hω±Ω)成分，其幅值均为M/2。

某些负载也可能频率(或相位)也是波动的，这种波动自然就形成间谐波成分，无须专门分析。

实际上，调幅波很可能存在多个频率成分(设为n个)，则按式(1)调制的结果为各次谐波(包括基波)均增加n对(即2n个)旁频成分，这些旁频成分就是间谐波。

1.2电弧类负载电弧的伏安特性是高度的非线性而且又是波动的，这类负载主要有电弧炉、电弧焊机、具有磁力镇流器的放电类型的照明。

电能质量国家标准讲座3 公用电网谐波标准

电能质量国家标准讲座3 公用电网谐波标准
电工课堂
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电能质量国家标准讲座（ !）
输电线和通信线的距离、 并架长度等。
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对电度计量及常用仪表指示的影响 研究证明， 感应式电度表对高次谐波有
公用电网谐波标准
! 中国电力科学研究院 林海雪
负的频率误差， 而电子式电度表的频响特性 一般较好。但由于谐波 功 率 在 谐 波 源 负 荷 （ 如整流器）中和基波功率流向相反， “ 因此 对这类用户电度计量将偏小； 反之， 对于一 般线性负荷， 电度计量大体上等于基波和谐 波电度之和。 故谐波电度增加了这些用户的 电费支出。 有关在谐波条件下正确计量的问 题， 国内外均已做了大量研究， 但尚无合理 的解决办法。
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对继电保护和自动装置的影响 在谐波和负序共同作用下，电力系统中以负序滤过器为
起动元件的许多保护及自动装置会发生误动作，有的保护闭 锁装置因频繁误动作不得不解除运行。电力系统的故障录波
!
栏 目 编 辑 梁 学 造
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（ 1）
器也会误动走纸， 影响对实际故障的记录。
例如， 当 ?,B301@A 时， 则可能发生接近于 9 次谐波的谐振。 此时电容器和电网均将流过很大的 9 次谐波电流。 该次谐波叠 加在基波上就产生很高过电压， 可能导致设备损坏。
增加。随着电力电子技术的发展， 晶闸管换流和变频技术得到 广泛的应用。例如： 冶金、 化工、 矿山部门大量使用晶闸管整流 电源； 工业中大量使用变频调速装置； 电气化铁路中采用交流 单相整流供电的机车； 高压大容量直流输电中的换流站； 家用 电器（ 电视机、 电冰箱、 空凋、 电子节能灯） 等等。炼钢电弧炉的 容量不断扩大， 单台容量由过去儿吨发展到几百吨， 相应的电 炉变压器容量也由几个兆伏・安发展到几十甚至一二百兆伏・ 安。此外， 工业中广泛使用的电弧和接触焊设备、 矿热炉、 硅铁 炉、 中频炉等也均属非线性电力负荷。随着电网的发展， 电力 变压器容量和数量在不断增加，已成为电网中又一个重要非 线性负荷。

从IEC电磁兼容标准看电网谐波国家标准

从IEC电磁兼容标准看电网谐波国家标准
从 IEC 电磁兼容标准看电网谐波国家标准
1 概述 礼经电器 目前，由于非线性负荷（例如晶闸管电力电子装置、电弧炉、
家用电器等）对电网的谐波“污染”日益严重，已引发电网不少异常和 事故（例如电机的烧损，电度计量不准，电容器组不能正常投运，继 电保护和自动装置误动跳闸进而引起系统大面积停电事故等）。合理 控制谐波不仅对电网，而且对广大用户均具有重要意义。1993 年我 国颁布电能质量系列标准之一的国标 GB/T 14549-93《电能质量公用 电网谐波》，对于公用电网各级（380V～220kV）谐波电压限值以及 对用户的谐波电流指标分配作出了规定，还规定了测量仪器和测量方 法以及相关的计算。标准颁布以来，电力部门以此为依据，实施对电 网谐波的控制和管理，取得了不少成绩。但执行中也发现一些缺点和 不足。近年来国际电工委员会（IEC）陆续发布了 IEC61000 系列电 磁兼容（EMC）标准。我国国家质量技术监督局已决定在国内“等同” 采用，并将陆续颁布实施。本文主要根据这套标准中有关谐波的规定， 并结合执行国标的经验来分析国标中存在的主要问题，指出进行修订 的必要性和紧迫性。
表 2 LV 和 MV 系统中谐波电压兼容值 </u</u</u
奇次谐波（非 3 的 奇次谐波（3 的倍
倍数）
数）
偶次谐波
谐波次 谐波电
数
压
谐波次 数
谐波电 压
谐波次 数
谐波电 压
h
/%
h
/%
h
/%
5
6
3
5
2
2
7
5
9
1.5
4
1
11
3.5
15
0.3
6
0.5

电能质量及谐波标准

电能质量及谐波标准

电能质量及谐波标准内容提纲1．电能质量基本概念2．电能质量的影响3．电能质量国家标准综述4．电能质量国家标准摘要5．电能质量国外标准简介6．谐波国家标准基本内容7．国外谐波标准介绍1 电能质量的基本概念（1）电力系统概况：结构、有功和无功平衡，各种干扰（2）电能质量——关系到电气设备工作（运行）的供电电压指标。

（3）电能质量指标：电压偏差、频率偏差、谐波、电压波动和闪变、三相电压不平衡度、暂时过电压和瞬态过电压、电压暂降、波形缺口、……（4）电能质量指标特点：a. 空间上、时间上不断变化b. 需要供、用电双方共同合作维护（5）电能质量问题的由来Ø 随电力工业诞生而存在的一个传统问题；Ø 现代用电负荷结构发生了质的变化。

电力电子技术广泛应用，家用电器普及，炼钢电弧炉和轧机的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化。

Ø 计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术应用导致对电能质量要求越来越高。

例如：一个计算中心失电2s就可能破坏几十个小时数据处理结果，导致几十万美元产值损失；1～2周波供电电压暂降，就可能破坏半导体生产线，导致上百万美元损失。

据统计美国因电能质量问题造成的损失每年高达260亿美元。

2005年由国际铜业协会（中国）的一次“中国电能质量行业现状与用户行为调研报告”中，调查了32个行业，共92个企业中有49个企业，因电能质量问题，在经济上损失2.5～3.5亿元（人民币），每个企业年经济损失约10万～100万（人民币）（其中有四家年损失1000万元以上）。

（6）关于电能质量的定义Power Quality——电能质量（电源质量、电力质量、电力品质）Ø 导致用户设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差。

Ø 合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是都适合于该设备正常工作的。

Ø 在电力系统中某一指定点上电的特性，这些特性可根据预定的基准技术参数来评价。

国标谐波限值

国标谐波限值

国标谐波限值
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
国标谐波限值
《中华人民共和国国家标准GB/T 14549-1993》对公用电网谐波有着明确的限值规定。

1、公共电网谐波电压（相电压）限值
表1：公共电网谐波电压（相电压）
2、谐波电流允许值
公共联接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量（方均根值）不应超过表2种规定的允许值。

当公共联接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，表2中的谐波电流允许值的换算见附录B（补充件）。

表2：注入公共联接点的谐波电流允许值
注：220kV基准短路容量取2000 MVA。

公用电网谐波国标中的几个问题

公用电网谐波国标中的几个问题

2003年1月Power System Technology Jan. 2003 文章编号：1000-3673（2003）01-0065-06 中图分类号：TM 714 文献标识码：A公用电网谐波国标中的几个问题　林海雪　（中国电力科学研究院，北京 100085）SOME PROBLEMS IN NATIONAL STANDARD FOR HARMONICSIN PUBLIC SUPPLY NETWORKLIN Hai-xue（China Electric Power Research Institute, Beijing 100085, China）ABSTRACT: A compendious introduction to some files in IEC 61000 relative to Chinese National Standard for harmonics in power network (GB/T 14549-93) is firstly outlined. The features of these files, their superiority and relationship to Chinese National Standard are presented and the main existing problems in this National Standard are pointed out. The necessity and the urgency of revising this National Standard are explained through some actual examples.KEY WORDS: harmonics; Electromagnetic compatibility (EMC); standard; network摘要：本文首先对IEC ６１０００系列标准文件中和电网谐波国标（GB/T 14549-93）相关的几个文件作了扼要介绍，指出其特点和采用价值，澄清和国标的关系，同时指出电网谐波国标存在的几个主要问题，用若干实例说明修订该标准的必要性和迫切性。

iec谐波的三种测量标准

iec谐波的三种测量标准？
答：IEC关于谐波的三种测量标准如下：
1.IEC 61000-4-7：此标准涉及谐波测量的方法和设备的标准。

它详细描述了谐波测量的方法、测量设备的要求和测试程序。

此外，该标准还提供了对不同类型谐波的测量和评估的指导，包括基波畸变、总谐波失真和单个谐波分量。

2.IEC 61000-2-4：这是关于谐波电流测量的标准。

它规定了谐波电流测量的方法、设备要求和测试程序。

此标准还涵盖了对不同谐波分量的测量和评估的指导，以及由谐波电流引起的电网潮流和电磁相互影响的评估。

3.IEC 61000-2-2：此标准适用于公用电网，规定了电网公共接入点处的各次谐波电压含有的THDv约为8%。

电磁兼容 限值 谐波电流发射限值

电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16 A)1 范围本部分涉及注入到公用低压供电系统中的谐波电流的限值．本部分规定了在指定的试验条件下设备输入电流可能产生的谐波分量的限值．谐波分量按照附录A和附录B进行测量.本部分适用于准备接人到公用低压供电系统的每相输入电流不大于16 A的电气和电子设备．非专用电弧焊设备，每相输入电流不大于16 A．也属于本部分的范畴-专用电弧焊设备的有关规定在IEC 60974-1中给出．本部分不涉及，有关的安装要求在GB/Z 17625.6 (IEC 61000-3-4)中给出．按照本部分所进行的试验为型式试验．特殊设备的试验条件在附录c中给出．对于标称电压低-T220V(相电压)系统的限值尚未考虑．注：在本部分中使用了装置、器具、部件、设备等名词,它们在本部分的意思是相同的．2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB 17625的本部分的引用而成为本部分的条款．凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本部分，然而-鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本．凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分．GB/T 2900.1 电工术语基本术语(GB/T 2900. 1─1992．idt IEC 60050(131):1978) GB/T 4365 电磁兼容术语 (GB/T 4365─2003．Idt IEC 60050(161):1990)GB 4706.7 家用和类似用途电器的安全真空吸尘器和吸水式清洁器的特殊要求(GB 4706.7─1999,idtlEC 60335-2-2:1993)GB 4706.24 家用和类似用途电器的安全洗衣机的特殊要求(GB 4706.24─2000，idt IEC 60335-2-7:1993)GB 4706.30家用和类似用途电器的安全电动食品加工器具的特殊要求(GB 4706.30─1992．idt IEC 60335-2-14:1984)GB 8898 音频、视频及类似电子设备安全要求(GB 8898─2001．eqv IEC 60065:1998) GB 15579弧焊设备安全要求第1部分l焊接电源(GB 15579─1995，idt IEC 60974-1:1989)GB/T 17309.1 电视广播接收机测量方法第1部分:一般考虑射频和视频电性能测量以及显示性能的测量(GB/T 17309. 1─1998,idt IEC 60107-1：1995)GB/Z 17625.6电磁兼容限值对额定电流大于16 A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制(GB/Z 17625.6─2003，IEC 61000-3-4,1998: IDT)GB/T 17626.7．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(GB/T 17626.7─1998,idt IEC 61000-4-7:1998)GB/T 18039.3电磁兼容环境公用低压供电系统低频传导骚扰及信号传输的兼容水平(GB/T 18039.3─2003 ,IEC 61000-2-2: 1990:IDT)IEC 60155荧光灯用启辉器IEC 60268-3音响系统设备第3部分：放大器3定义本部分采用下列定义及GB/T 4365中的定义．3.1便携式工具portable tool一种用手握持着进行正常短时工作的电气工具．3.2灯lamp一种产生光的源．3.3自镇流灯self-banasted lamp一种装有灯头并把光源和光源的启动、稳定运行所必需的附件组装在一起，而且一旦拆卸就会造成永久性损坏的单元．3.4灯具luminaire，将一个或多个灯发出的光进行配光、滤光或变换的一套装置（不包括灯），它包括支撑、固定和保护这些灯以及将它们与供电线路连接所必需的全部零部件．3.5半灯具semi-luminaire一种类似于自镇流灯，但设计成可用来替换光源和（或）启动装置．3.6镇流器1ballast连接在电源和一个或多个放电灯之间-主要用来把灯的电流限制到要求值的一种部件．它可能包括改变供电电压和（或）频率、提高功率因数的器件．即可以单独地也可以和启辉器一起给灯的启动提供必要的条件．3.7照明设备降压变换眷step-down converter for lighting equipment一种插入在电源和一个或多个卤钨或其他灯丝的灯之间，给灯提供额定电压的装置（也有用高频）．它可能由一个或多个独立的元件组成，包括用于调光、提高功率因数和抑制无线电干扰的器件．3.8照明装置 lighting unit由二个自镇流灯或控制一个或多个灯的控制装置组合（镇流器，半灯具、变压器或类似装置）成的照明设备．3.9基准灯reference lamp与基准镇漉器一起被选用作为试验镇流器的灯：它的电气参数与有关灯的技术要求中给出的目标值几乎相等．3.10基准镇流器 reference ballast一种在试验镇流器和选择基准灯时作为比对标准的专用电感型镇流器．它的基本特性为具肴稳定的电压一电流比，相对地不受电流、温度和周围电磁场变化的影响．3.11输入电流input current由交流配电系统直接供给一台设备或设备的一个部件的电流．3.12电路功率因数工 circuit power factor λ电路功率因数是所测的有功功率与供电电压（有效值）和供电电流（有效值）乘积的比．3.13有功功率active power瞬时功率在一个周期内的平均值．注:有功输人功率量在受试设备电源输入端测量的有功功率．3. 14平衡的三相设备balanced three-phase equipment额定线电流模量相差不大于20%的设备．3.15专用设备 professional equipment在商业、专业或工业中使用而不出售给一般公众的设备．其标记应由制造商规定．3.16总谐波电漉 total harmonic current2次～40次谐波电流分量的总有效值．总谐波电流=3.17内量调光器 built-in dimmer包括由用户控制的装置在照明灯具内的调光器．3.18部分奇次谐波电藏partial odd harmonic current21次～39次奇次谐波电流分量的总有效值．部分奇次谐波电流=3. 19照明设备 lighting equipment是指能通过白炽灯、放电灯或发光二极管产生光的基本功能和／或具有调节、分配、光辐射等功能的设备．包括：a) 灯和灯具．b) 主要功能为照明的多功能设备中的照明部分．c) 放电灯的独立式镇流器和白炽灯独立式变压器．d) 紫外线(UV)或红外钱(IR)辐射装置．e) 广告标识的照明．f) 除白炽灯外的灯调光器．不包括：g) 装在具有其他主要用途如一复印机、投影仪、幻灯机等设备内或用于刻度照明或指示的照明装置．h) 白炽灯调光器．3. 20待机模式stand-by mode休眠模式slee-mode一种无操作、低功耗的模式（通常在设备上以某种方式指示出来），持续时间不定．4 概述本部分的目的是制定其范围内的设备谐波电流发射限值，并为其他设备发出的谐波留有适当的余地．遵守此限值的规定即可保证谐波干扰水平不超过GB/T 18039.3所规定的兼容性水平．不符合本部分限值要求的专用设备，如果设备的说明书中含有要征得供电部门的揍人许可的要求，则可以与某些类型的低压系统连接．在GB/Z 17625, 6(IEC/TS 61000-3-4)中有关于这方面的建议．5 设备的分类按照谐波电流限值，设备分类如下：A类：──平衡的三相设备；──家用电器，不包括列入D类的设备；──工具，不包括便携式工具；──白炽灯调光器；──音频设备．未规定为B、C、D类的设备均视为A类设备。

航天绿电课堂第七节 关于谐波的标准有哪些

由于谐波的危害很大，因此各国都针对谐波制定了一些限制标准，目的是减小谐波造成的危害。

在谐波标准方面，IEC和IEEE走在前列，各国的标准基本是参考或直接应用这些标准。

事实证明，这些标准在预防谐波危害方面确实起到了很大的作用。

上世纪80年代，包括国际电工技术委员会IEC (International Electrotechnical Commission)在内的许多公共权威机构开始关注到，由于大量使用开关电源，导致谐波问题日益严重，其中严重的后果之一就是建筑物中的零线过热，诱发火灾。

于是，IEC于1982年颁布了国际标准IEC55-2“注入交流电网的谐波”。

这个标准对“非专业设备”注入电网的谐波电流进行了限制。

实施这个标准后，建筑物由于零线过热导致的火灾现象几乎消失。

1995年，IEC发布了新的版本，编号为IEC 1000-3-2。

新的标准中，覆盖的产品范围扩展到了所有每相16A以下的设备。

新标准从谐波的绝对值和谐波的百分比两方面进行了限制。

许多国家采用了这个标准。

欧盟国家采用了他们自己的标准，编号为EN61000-3-2，实质内容基本相同。

在欧美、日本等发达国家，由于IEC 1000-3-2标准的执行，原来在信息中心十分严重的谐波问题已经开始消失。

谐波标准从适用范围来划分，可以分为两类，一类是针对设备提出的，例如上面所讨论的IEC 1000-3-2标准。

这些标准对设备向电网注入的谐波电流进行了限制，从而，从根源上消除了谐波可能造成的危害。

为了方便，我们称之为设备的谐波发射标准。

另一类标准是针对电网提出，例如IEEE519标准。

这类标准对电力用户注入到电网上的谐波电压和谐波电流进行了限制。

为了方便，我们称之为电网的谐波限制标准。

设备的谐波发射标准主要适用于设备的采购方，他们在采购设备时，要考虑所采购的设备是否满足谐波标准。

另外，有些国家，不允许不满足谐波标准的设备接入电网。

电网的谐波限制标准主要适用于电力公司，参照这个标准，电力公司对电力用户提出谐波发射的限制要求。

电源的谐波标准

电源的谐波标准主要涉及电磁兼容（EMC）和电能质量两个方面。

在国际和国内，有多个相关的标准组织提出了不同的测试标准。

以下是几个常见的电源谐波标准：
1. **IEC 61000-3-2**：该标准是国际电工委员会（IEC）发布的《电磁兼容、限值、谐波电流发射限值（设备每相输入限值16A）》。

它主要规定了谐波电流发射的限值，以保证电能质量。

2. **IEC 61000-4-7**：这是《电源系统及其相连设备的谐波、间谐波测量方法和测量仪器技术标准》。

它主要描述了电源和连接设备的谐波、间谐波的测量方法，并对测量仪器给出了技术标准。

3. **GB/T 14549-93**：这是我国发布的《电能质量公用电网谐波》标准，主要规定了公用电网谐波的标准限值，以保证电能质量。

4. **GB/T 19862-2005**：这是我国发布的《电能质量监测设备通用要求》标准，主要规定了电能质量监测设备的技术要求和测试方法。

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图 1 工频和次谐波波形的合成 如取一个工频周期分析波形 3，可以证明除于基波外， 还有较大的 2 次、4 次等偶次谐波分量。这种情况在分析电弧 炉波形时相当明显。表 6 列出了一台 90t 交流电弧炉，用不同
窗口宽度（矩形窗）测得的 35kV 谐波电流值（用英国 PA4400 高精度电力谐波分析仪，现场实测记录）。可以看出用宽窗口 测得的谐波含量明显减小，特别是偶次谐波（2 次，4 次）。 这是因为用宽窗口取样，基波变为高次谐波（例如 400ms 窗 口相当于 20 个工频周期，则工频为分析结果的 20 次谐波）， 主要的次谐波成分（即(1)/(20)次以上）不可能影响基波或更高 次谐波的分析结果。因此目前基于 1 个周期采样的 FFT 仪器 不适用于对变化谐波的分析，特别是对波动或快速变化谐波的 分析。
国标
H
α
3
1.1
5
1.2
IEC 61000-3-6
h
α
＜5
1.0
5～10
1.4
7
1.4
5～10
1.4
11
1.8
＞10
2.0
13
1.9
＞10
2.0
9＞13 偶次
2.0
＞10
2.0
从表 4 看，国标中系数α比 IEC 细化些，但两者没有本质差别。 4 关于谐波测量问题
在国标中对谐波测量仪器准确度的要求和 IEC 61000-4-7（文 献 5）的要求相一致。但对负荷变化快的谐波，推荐用下式计算：
3 用户谐波指标的分配 在国标中用户 i 的第 h 次谐波电流的允许值 Ihi 用下式计算：
(1) 式中 Ih 为公共连接点（PCC）上总的第 h 次谐波电流允许值； Si 为第 i 个用户的用电协议容量；St 为公共连接点的供电设备容量；α 为相位叠加系数。 在 IEC 61000-3-6 中推荐了两种方法，一种方法基本同式（1）。但在 一些量的处理上国标和 IEC 是有些差别的。 (1)关于 Ih 的确定 在谐波国标中，Ih 根据 3 个条件确定： 1)各级谐波电压限值； 2)扣除上级对本级的传递影响；
倍数)
偶次谐波
谐波 次数
谐波电 压
谐波 次数
谐波次
谐波电压
谐波电压
数
h
/%
h
/%
h
/%
MV HV-EHV
MV HV-EHV
MV HV-EHV
55 2
34
2
2 1.6 1.5
74 2
9 1.2
1
41
1
11 3 1.5 15 0.3 0.3
6 0.5 0.5
13 2.5 1.5 21 0.2 0.2
8 0.4 0.4
IEC 对用户的分配是先求谐波电压：
(2) 再求谐波电流
(3) 式中 Zh 为第 h 次谐波阻抗。 显然，利用式（2）、（3）分配理论上较严格，但 Zh 的确定未作推 荐。而国标实际上是采用短路容量 S′k 换算出来的基波阻抗 h 倍作为 谐波阻抗。这样做便于执行，但有时误差较大。 此外，国标中还缺乏在多电源情况下如何确定 St 的方法。这在 IEC 61000-3-6 中已有规定（本文从略），完全可以借鉴。 (3)相位叠加系数α 表 4 列出国标中相位叠加系数α值和 IEC 61000-3-6 中α值的对比。
17 1.6 1 ＞21 0.2 0.2 10 0.4 0.4
19 1.2 1
12 0.2 0.2
23 1.2 0.7
＞
0.2 0.2 12
25 1.2 0.7
＞25
注：总谐波畸变率 THD，中压网为 6.5%，高压网为 3%。 总之，不能把 IEC 制定的电磁兼容标准当作电能质量的标准，两者既 有联系也有区别，概念上应分清楚。
0.5
19
1.5
12
0.2
23
1.5
＞12
0.2
25
1.5
＞25
0.2+1.3. (2.5h)
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注：总谐波畸变 THD 为 8%。 对比表 1 和表 2 可以看出： (1)IEC 的规定对谐波次数比较重视。将不同次的谐波作不同的规定，
此比国标要细得多。从 IEC 的规定看，谐波次数较高的谐波电压限值 要严于(低于)谐波次数较低的限值，而“3 的倍数”次谐波限值要严于 (低于)“非 3 的倍数”次谐波限值。这些规定总体上和负荷产生的谐波 水平相符合。 (2)对于电压总谐波畸变率(THD)，IEC 为 8%，而国标最大为 5%(低 压)。这个差别较大，相应地也表现在单次谐波的限值上。 将 THD 定为 8%，当时在国外是有争论的。有的专家认为，如将这么 高的谐波电压叠加到供电电压上，一些装置(例如基于现有国家标准 制造的电容器)可能会过载，因此采用 THD 为 8%要待相当长时间 (10～20 年)后才有可能［2］。这是 10 年前的争论意见。目前看来，将 中、低压谐波电压 THD 限值提高，向 8%靠拢是大势所趋。但要改变 国标 5%的规定则应进一步调研。一些电工产品(或装置)承受谐波的 标准也应作相应的调整后才有可能。 须指出，IEC 61000 系列标准是为协调各国电磁干扰方面的标准而制 定的一个参考值(即兼容值)，它是制定各国相关标准的基础。例如， 电能质量中谐波标准应以 IEC 61000-3-6 等规定为基础，其允许值不 应超过兼容值，比兼容值小(或严)一些，留有一点裕度是正常的，以 确保不造成过大的谐波干扰；制定电气设备耐受谐波干扰的标准时， 就不能低于兼容值，而应略大些，以使设备有足够的抗扰能力。 IEC 61000-3-6 中还提出谐波的“规划值”概念。“规划值”等于或低于兼 容值，由电力企业根据电网结构和其它条件确定，以作为企业内部质
2 关于电网各级电压的谐波限值 各级电压的谐波限值是谐波标准的基础，国标中的规定见表
1。IEC 61000-3-6《中压和高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估》 中对系统电压 Un 等级划分作了如下规定：
表 1 我国公用电网谐波电压（相电压）限值
电网标称电压 电压总谐波畸变率 各次谐波电压含有率/%
电流的谐波分量和基波分量（50Hz）受调制（即负载电流的幅值、相 位或波形发生变化）而产生的，广泛存在于生产中。例如电弧炉负载 中含有大量的低于工频的间谐波（又称为次谐波）；相控调制的变频
器（又称为循环变流器）也是间谐波源。对于 6 相变频器，其特征谐 波的频率为［6］
(5) 式中 f1 为工频（约 50Hz）；f0 为输出电压的频率。 研究证明，间谐波电压必须限制到足够低的水平［1］： (1) 25Hz 以下间谐波应限制到 0.2%以下，以免引起灯光闪烁（闪变）； (2) 对于音频控制的接收机，间谐波电压应限制到 0.3%以下，否则会 被干扰； (3) 2.5kHz 以下的间谐波电压应不超过 0.5%，否则会干扰电视机，引 起感应式电动机噪声和振动以及低频继电器的异常； (4) 2.5～5kHz 的间谐波电压如超过 0.3%，则会引起无线电收音机或 其它音频设备的噪音。 鉴于以上的研究结果，IEC 61000-3-6 中建议将间谐波电压水平限制 到 0.2%以下。另外，在工程中如出现间谐波严重放大情况（这在使 用无源滤波器场合经常会发生）时，同样会危及设备的安全运行。因 此谐波国标中应增加间谐波的标准和测量方面的规定。 6 对用户限值的分级处理
/kV
/%
奇 次偶 次
0.38
5.0
4.0
2.0
6
4.0
3.2
1.6
10
4.0
3.2
1.6
35
3.0
2.4
1.2
66
3.0
2.4
1.2
110
2.0
1.6
0.8
. 低压(LV)： Un≤1kV . 中压(MV)： 1kV<un≤35kV
. 高压(MV)： 35kV<un≤230kV . 超高压(EHV)： 230kV<un 用以上“粗线条”电压等级划分，对 LV 和 MV 系统中谐波电压兼容值的规定见表 2。
表 6 90t 交流电弧炉 35kV 谐波电流值（A）
谐波次数 1
2
3
4
5
7 11
1 个周期 1224.2 65.38 79.55 30.17 62.91 24.86 10.52
窗口
400ms 窗 1175.6 30.22 68.25 10.80 54.29 16.49 4.98
口
5 关于间谐波(interharmonics) 国标中没有关于间谐波的规定。实际上，间谐波是由于负载
量目标值(即实际控制依据)。表 3 为谐波电压规划值的一个例子。由 表可见，在“规划值”中，高压的谐波值要严于中压值，中压的谐波值 要严于中、低压兼容值。这主要考虑了谐波传递的影响，这同制定国 标时的思路是大体相符合的。
表 3 MV，HV 和 EHV 系统中谐波电压规划值
奇次谐波(非 3 的 奇次谐波(3 的倍数)
3)规定基准短路容量 Sk，并以此为基础，用简化公式推导系统等值电
抗。若实际短路容量 S′k 和 Sk 不同，则电流限值乘以 。 如表 1 所列，国标中将谐波电压按奇次和偶次分两大类，偶次谐波电 压为奇次的 0.5 倍。在按上述 3 个条件计算 Ih 时，对于 3 的倍数奇次 谐波（例如 3，9，15…）还乘上系数 0.6，即按接近于偶次谐波电压 限值来对待。这对于特征谐波为 3 次的用户（例如交流电弧炉，电气 化铁道）的限值就显得过严。同样，电网中还有特征谐波为 2 次的用 户（例如交流电弧炉），按同样办法计算的限值也显得过严。 按 IEC 的规划值例子看（见表 3，IEC 中对用户谐波分配的总量是以 规划值为基础的），对于高压（HV）系统，5 次谐波电压取为 2%， 3 次也取为 2%，5 次和 3 次的比例为 1∶1，高于国标 1∶0.6 比例； 二次谐波取为 1.5%，5 次和 2 次的比例为 1∶0.75，也高于国标的 1∶ 0.5 比例。 (2)Si 和 St 的确定 Si 是用户协议用电容量。它由供用电协议确定，但目前执行中将只能 作事故（或检修）备用的设备容量也计算在协议用电容量中是不合理 的；St 作为供电容量，无论是国标或 IEC 标准中均未明确取法。但国 标中明确 S′k 是取最小短路容量，即式(1)中的 Ih 是最小短路容量下的 允许值，因此 St 应按对应方式的取值才是合理的。而实际执行中，有 人主张一律都用全部供电设备容量来计算，这样也就导致对用户限制 过严的结果，使标准在某些场合下难以执行。