電能質(zhì)量關(guān)系到電力系統(tǒng)及其電氣設(shè)備的安全和效率,關(guān)系到節(jié)能降耗、生產(chǎn)和生活,以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的總體效益。實(shí)施對(duì)電能質(zhì)量的科學(xué)監(jiān)管是建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的重要條件之一。電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是保障電能質(zhì)量的基本技術(shù)依據(jù)。2000年以來(lái),為適應(yīng)電網(wǎng)的發(fā)展和電力市場(chǎng)的變化,國(guó)內(nèi)外均加快了對(duì)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的制訂和修訂步伐。

1 IEC電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

為了統(tǒng)一各國(guó)電氣設(shè)備或系統(tǒng)的電磁環(huán)境,以促進(jìn)電氣和電子技術(shù)領(lǐng)域有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化,IEC于1973年建立了第77技術(shù)委員會(huì)(IEC/TC 77),主要研究“設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力”。IEC/TC 77下設(shè)三個(gè)分技術(shù)委員會(huì),即IEC/SC 77A(低頻現(xiàn)象)、IEC/SC 77B(高頻現(xiàn)象)、IEC/SC 77C(瞬時(shí)高能現(xiàn)象)。IEC對(duì)低頻和高頻的劃分界線(xiàn)是9kHz,即高于9kHz為“高頻”,9kHz及以下為“低頻”。顯然,在電力系統(tǒng)中,主要涉及低頻和高頻傳導(dǎo)電磁現(xiàn)象。IEC/TC 77的工作成果以IEC 61000系列電磁兼容(EMC)標(biāo)準(zhǔn)文件出版,EMC的范圍既有低頻也有高頻,既包括傳導(dǎo)性也包括空間電磁場(chǎng)干擾,該系列標(biāo)準(zhǔn),目前包括7個(gè)部分,每個(gè)部分又可分若干項(xiàng),以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)報(bào)告形式出版。技術(shù)報(bào)告(TR)按其內(nèi)容標(biāo)明類(lèi)型,共分三類(lèi),性質(zhì)上有所不同。

在上述框架內(nèi),IEC出版了大量與電能質(zhì)量相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),其中相當(dāng)部分已被等同采用為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),如表1所示。應(yīng)注意的是,EMC水平是為了協(xié)調(diào)目的而定出的一個(gè)參考值,有了這一參考值,便可以采用適當(dāng)?shù)姆椒ê驮６?確定干擾源發(fā)射限值以及電氣設(shè)備抗擾限值。不能把EMC水平完全等同于電能質(zhì)量的限值,兩者既有密切聯(lián)系,又有區(qū)別。對(duì)此限于篇幅,不在文中展開(kāi)討論。從表中可以看出:

(1)IEC大多數(shù)和電能質(zhì)量有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)文件已等同采用為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)文件;

(2)已采用為國(guó)標(biāo)文件的IEC標(biāo)準(zhǔn)文件,有的已修改,有了新版本,但相應(yīng)的國(guó)標(biāo)尚未修改,例如表中NO.3,4;

(3)有些IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尚未采用為國(guó)標(biāo),而實(shí)際上已在應(yīng)用,如NO.19。一般新版本和老版本相比,均有實(shí)質(zhì)性修改,所以等同的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)及時(shí)跟上修改的步伐。特別是對(duì)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)積極組織高水平的工作組予以消化吸收。

在這里須指出:IEC/TC 77是專(zhuān)注于EMC的標(biāo)準(zhǔn)化,而從2003年開(kāi)始,IEC/TC 8工作范圍由原來(lái)“電壓、電流等級(jí)和頻率標(biāo)準(zhǔn)化”擴(kuò)展到電能質(zhì)量領(lǐng)域,改名為“電能供應(yīng)系統(tǒng)方面”(System Aspects of Electrical Energy Supply),其發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)框架中包括:術(shù)語(yǔ)、電力系統(tǒng)可靠性、連接規(guī)程、運(yùn)行、電網(wǎng)職責(zé)、計(jì)量、通信、電能供應(yīng)的特性(包括電壓、電流、頻率標(biāo)稱(chēng)值及其變動(dòng)范圍,供電的連續(xù)性,電壓暫降、過(guò)電壓/欠電壓,電壓不平衡,電壓波動(dòng)以及諧波和間諧波等)。2004年9月TC8發(fā)表了第3特別工作組(AHG3)關(guān)于電能供應(yīng)特性的活動(dòng)方面的報(bào)告。2008年6月發(fā)表了一個(gè)“電力特性標(biāo)準(zhǔn)化”的技術(shù)報(bào)告,但至今尚未見(jiàn)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)正式文本發(fā)布。IEC/TC8和我國(guó)“全國(guó)電壓電流等級(jí)和頻率標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”(SAC/TC1)對(duì)口。

2 美國(guó)IEEE電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

美國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要由IEEE制定。IEEE在國(guó)際上是一個(gè)非常有影響的組織,每年組織舉辦300次左右的技術(shù)交流會(huì)。至今,全世界約30%的技術(shù)文獻(xiàn)出自IEEE。IEEE已制定了900多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),另外還有700項(xiàng)左右的標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。

IEEE電能質(zhì)量分委會(huì)成立于2002年,下設(shè)多個(gè)工作組,分別負(fù)責(zé)諧波、電壓質(zhì)量、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)、電能質(zhì)量分析和治理措施,以及電能質(zhì)量教育等標(biāo)準(zhǔn)化工作。在此之前,美國(guó)已制定了不少電能質(zhì)量方面的標(biāo)準(zhǔn)。1990年以后出版的主要標(biāo)準(zhǔn)概況見(jiàn)表2。從此表可以看出,美國(guó)對(duì)電能質(zhì)量領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化的工作起步較早,涉及面較廣,和IEC 61000標(biāo)準(zhǔn)相比,雖然系統(tǒng)性方面欠缺一些,但內(nèi)容上有一定的互補(bǔ)性,表現(xiàn)在:①針對(duì)敏感負(fù)荷供電,已發(fā)布多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表2中NO.4,8,10);②對(duì)于電能質(zhì)量測(cè)量給予相當(dāng)?shù)年P(guān)注(見(jiàn)NO.7,15,16,18);③對(duì)諧波標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充了實(shí)施導(dǎo)則(見(jiàn)NO.9,14);④對(duì)于電能質(zhì)量改善措施,制定了不少規(guī)程和導(dǎo)則(見(jiàn)NO.2,5,12,17);⑤涉及電能質(zhì)量術(shù)語(yǔ)、分析和關(guān)鍵的理論問(wèn)題也制定了一些導(dǎo)則或標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)NO.1,13,20)。

如上分析,從應(yīng)用角度,美國(guó)IEEE標(biāo)準(zhǔn)提供了不少電能質(zhì)量方面的實(shí)用技術(shù)和相關(guān)準(zhǔn)則,是很有參考價(jià)值的。但美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)不如IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,內(nèi)容較龐雜。

3 我國(guó)電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制修訂概況

從上世紀(jì)80年代開(kāi)始,改革開(kāi)放促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。隨之,電能質(zhì)量問(wèn)題漸顯突出,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主管部門(mén)將制定電能質(zhì)量系列標(biāo)準(zhǔn)列為重點(diǎn)項(xiàng)目之一,同時(shí)大量引進(jìn)以IEC 61000系列為主的先進(jìn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(均為等同采用,見(jiàn)表1)。至今由國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)及相關(guān)行業(yè)標(biāo)委會(huì)組織制定的電能質(zhì)量方面標(biāo)準(zhǔn)主要有:

(1)電能質(zhì)量指標(biāo)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)7項(xiàng):①供電電壓偏差(GB/T 12325—2008);②電壓波動(dòng)和閃變(GB/T 12326—2008);③公用電網(wǎng)諧波(GB/T 14549—1993);④三相電壓不平衡(GB/T 15543—2008);⑤電力系統(tǒng)頻率偏差(GB/T 15945—2008);⑥暫時(shí)過(guò)電壓和瞬態(tài)過(guò)電壓(GB/T 18481—2001);⑦公用電網(wǎng)間諧波(報(bào)批稿)。

(2)電能質(zhì)量測(cè)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一項(xiàng):電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備通用要求(GB/T 19862—2005)。

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