电能质量标准体系概况

1、电能质量的定义和相关的问题

导致用户电力设备故障或误操作的电压电流或频率的静态偏差和动态扰动都统称为电能质量问题。其表现为：电压、频率有效值的变化；电压波动和闪变、电压暂降、短时中断和三相电压不平衡、谐波；暂态和瞬态过电压以及这些参数变化的幅度。电能和其他产品有所不同，发、输、变、配和用是同时完成的，发、输、变、配和用电设备是连接在一个系统。因此，电能质量不但取决于发、输、变和配这些环节，而且还取决于用电这个环节；电能质量不但取决于发、输、变和配的勘测、设计、施工、运行这些环节，而且取决于用电的勘测、设计、施工、运行这些环节。如果说电能质量是一个环境，那么这个环境需要上述各方特别是电力部门和各个环节的协调配合，共同努力来创造。

随着国民经济的发展和人民生活的提高，对电能质量的要求不断提高，对电能质量标准的要求也在不断提高。近年来，国家发布了一批电能质量标准，基本适应了供需双方在生产运行中的要求。

2、电能质量标准体系概况

目前我国组织制定电能质量标准的单位是：全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（TC1）和全国电磁兼容标准化技术委员会（TC246）。

2.1全国电压电流等级和频率标准化技术委员会制定的标准及其主要指标

（1）GB12325－1990供电电压允许偏差

35KV及以上正、负偏差的绝对值之和小于10％

10KV及以下小于±7％

220V小于＋7％、－10％

（2）GB／T15945－1995电力系统频率允许偏差

允许偏差±0.2HZ

系统较小±0.5HZ

（3）GB／T15543－1995三相电压允许不平衡度

三相电压允许不平衡度为2％、短时不超过4％

用户引起不平衡度为1.3％

（4）GB12326－1990电压允许波动和闪变

电压允许波动：≤10KV2.5％

35～110KV2％

≥220KV1.6％

闪变：要求较高0.4％【FS：PAGE】

一般0.6％

（5）GB／T14549－1993公用电网谐波

电网谐波电压限值

电网电压／KV0.386、1035、66110

畸变率／％5.04.03.02.0

该标准就用户向电网注入谐波电流限值也作了规定。

（6）GB／T18481－2001暂时过电压和瞬态过电压

标准规定了交流电力系统中作用于电气设备的暂时过电压和瞬态过电压要求、电气设备的绝缘水平，以及过电压保护方法。

暂时过电压：包括工频过电压和谐振过电压。

瞬态过电压：包括操作过电压和雷电过电压。

2.2全国电磁兼容标准化技术委员会制定的标准

全国电磁兼容标准化技术委员会主要任务是制订电磁兼容（EMC）基本文件，涉及到电磁环境、发射、抗扰度、试验程序和测量技术等规范，特别是处理与电力网络、控制网络以及与其相连设备等的EMC问题。

全国电磁兼容标准化技术委员会电能质量的标准大致可分为三类：

第一类环境和通用标准

主要介绍公用供电系统中可能出现骚扰的形成机理、形式和传导规律，规定了骚扰度，还提出了兼容水平，它主要是用来协调供电电源和用户设备的发射和抗扰度的参考值，以保证整个系统的（包括电源和所连接的用户设备）电磁兼容性。另外还有通用标准。此类标准的名称如下。

（1）GB／Z18039.1－2000电磁兼容环境电磁环境的分类

（2）GB／Z18039.2－2000电磁兼容环境工业设备电源低频传导骚扰发射水平的评估

（3）GB／T17624.1－1998电磁兼容综述电磁兼容基本术语和定义的应用与解释

（4）GB／T17799.1－1999电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的抗扰度试验

（5）GB17799.3－2001电磁兼容通用标准居住、商业和轻工业环境中的发射标准

（6）GB17799.4－2001电磁兼容通用标准工业环境中的发射标准

第二类限值标准目前EMC标准中所规定的限值主要是根据兼容水平确定的，实际上这是为了达到一个共同的、相互可以接受的环境骚扰源应该遵守的一个规定。

（1）GB17625.1－1998电磁兼容限值低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）

（2）GB17625.2－1999电磁兼容限值对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制

（3）GB／Z17625.3－2000电磁兼容限值对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限制

（4）GB／Z17625.4－2000电磁兼容限值中、高压电力系统中畸变负荷发射限值的评估

（5）GB／Z17625.5－2000电磁兼容限值中、高压电力系统中波动负荷发射限值的评估

第三类试验与测量技术标准

这一部分主要是规定了试验环境、试验步骤、布置、使用仪器设备的精确度和数据处理及判据等内容，使试验有可重复性、正确性和可比性。

（1）GB／T17626.1－1998电磁兼容试验和测量技术抗扰度试验总论

（2）GB／T17626.2－1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

（3）GB／T17626.3－1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验

（4）GB／T17626.4－1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

（5）GB／T17626.5－1999电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

（6）GB／T17626.6－1998电磁兼容试验和测量技术射频场感应的传导骚扰抗扰度

（7）GB／T17626.7－1998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

（8）GB／T17626.8－1998电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验

（9）GB／T17626.9－1998电磁兼容试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验

（10）GB／T17626.10－1998电磁兼容试验和测量技术阻尼振荡磁场抗扰度试验

（11）GB／T17626.11－1999电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验

（12）GB／T17626.12－1998电磁兼容试验和测量技术振荡波抗扰度试验

3、电磁兼容水平与其相关参数的配合方法

抗扰限值是一条直线，它是根据设备或系统在电磁环境中的抗扰水平提出的，它是一个保证值、或者说是一定概率下的保证值。可以看出，在某些情况下，抗扰水平要小于抗扰限值。总骚扰水平是下面的曲线，表示若干个骚扰源之和，它的幅值和概率的相关曲线与抗扰水平相似。曲线覆盖的面积也为1.2条曲线反映的是设备或系统和骚扰源的特性。发射限值是根据兼容水平和总骚扰水平提出的。它也是一定概率下的保证值，在某些情况下，总骚扰水平要大于发射限值。

兼容水平可以认为是最低抗扰水平和最高的骚扰水平，是某个电磁环境的标称值和惯用的参考值。在此基础上，进行抗扰水平、抗扰限值、总骚扰水平和发射限值的配合。

归结起来，抗扰限值是留有裕度的抗扰水平，也可以作为设备或系统的试验值。发射限值是对各个骚扰源总的发射水平的限制，也应该有裕度。抗扰限值和发射限值之间再留有裕度。

上面叙述的是“安全系数法”的做法，下面介绍另外一种方法，暂时称为概率法。

从图1可以看出，抗扰水平和总骚扰水平是有一定的交叉的，如图的阴影部分。这部分代表了骚扰水平大于抗扰水平，也表示设备或系统在电磁骚扰的作用下，其运行功能可能劣化或损坏。这个值是2条概率曲线的卷积。设P（U）为总骚扰水平幅值的概率密度分布函数，Q（U）为抗扰水平的概率分布函数（累积函数，图中抗扰水平是概率密度分布函数，计算时需转化为概率分布函数）。则抗扰水平小于总骚扰水平的概率为：

显然，R值是通过技术经济比较来确定。技术上要可行，经济上要合理。减小R值就要提高抗扰水平和降低总骚扰水平，可以提高设备和系统以及骚扰源（骚扰源本身可能是用电设备，也是运行在共同的电磁环境中，或者说在恶劣的电磁环境中骚扰源本身也不能正常运行）的运行水平。这就要看技术上是否可行，经济上是否合理。反之，从投资角度来看，经济有一定的好处，运行水平会下降，电磁环境要变差，严重时会影响设备和系统以及骚扰源的安全。因此，应该选择一个合适的R值。在电气绝缘配合的选择中，已经比较成熟地使用这些数学工具。

4、建议

（1）电能是清洁、安全、方便的一种能源。在当今世界还没有其他能源可以取代。随着国民经济和工农业生产的发展，科学技术的不断进步，电能已经成为必须品，对其质量的要求也越来越高。因此，应该重视电能质量标准的制定工作。

（2）我国现在有2个标准化技术委员会在从事电能质量标准的制定，相互应加强交流，制定电能标准体系，统一规划标准的制定工作。

（3）加强电能质量标准的基础性研究工作。标准是对重复事物和概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践经验的综合成果为基础。