電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定

1、電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定 SD 126-84 中華人民共和國水利電力部 關(guān)于頒發(fā)電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定 (SD 126-84)的通知 (84)水電電生字第56號 根據(jù)國家經(jīng)濟委員會經(jīng)能1983648號文批轉(zhuǎn)的全國供用電規(guī)則4.8的規(guī)定，我部電力科學(xué)研究院制訂了電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定，經(jīng)征求工業(yè)、交通有關(guān)部門的意見，并經(jīng)部內(nèi)有關(guān)單位多次會審，現(xiàn)予頒發(fā)。 目前，我國正在制訂限制電壓、電流高次諧波的國家標準。近年來，工業(yè)、交通各部門使用的各種硅換流設(shè)備和其他非線性用電設(shè)備急增，所產(chǎn)生的高次諧波電流大量注入電網(wǎng)，使電網(wǎng)電壓正弦波形發(fā)生畸變，電能質(zhì)量下降，威脅電網(wǎng)和其他用戶電氣設(shè)備的安全經(jīng)濟運行。為

2、保證電網(wǎng)和用戶電氣設(shè)備的安全運行，在國家標準正式頒布前，各級電力部門要按本規(guī)定的要求，加強對電網(wǎng)高次諧波的監(jiān)視和管理。 由于對電網(wǎng)高次諧波的監(jiān)視和管理尚需作一定的準備，所以本規(guī)定自一九八五年一月一日起正式執(zhí)行。但新增加的各種換流設(shè)備和其他非線性用電設(shè)備，必須符合本規(guī)定的要求，方能接入電網(wǎng)運行。 本規(guī)定的解釋由電力科學(xué)研究院負責(zé)。執(zhí)行中有何問題和意見，請隨時告部生產(chǎn)司和電力科學(xué)研究院。一九八四年八月三十一日 1 總 則1.1 電力系統(tǒng)中的諧波主要是冶金、化工、電氣化鐵路等換流設(shè)備及其他非線性用電設(shè)備產(chǎn)生的。隨著晶閘管整流及晶閘管換流設(shè)備的廣泛使用和各種非線性負荷的增加，大量的諧波電流注

3、入電網(wǎng)，造成電壓正弦波形畸變，使電能質(zhì)量下降，給發(fā)供電設(shè)備及用戶用電設(shè)備帶來嚴重危害。為向國民經(jīng)濟各部門提供質(zhì)量合格的50Hz電能，必須對各種非線性用電設(shè)備注入電網(wǎng)的諧波電流加以限制，以保證電網(wǎng)和用戶用電設(shè)備的安全經(jīng)濟運行，特制訂本規(guī)定。1.2 本規(guī)定適用于電力系統(tǒng)以及由電網(wǎng)供電的所有電力用戶。1.3 電網(wǎng)原有的諧波超過本規(guī)定的電壓正弦波形畸變率極限值時，應(yīng)查明諧波源并采取措施，把電壓正弦波形畸變率限制在規(guī)定的極限值以內(nèi)。在本規(guī)定頒發(fā)前，已接入電網(wǎng)的非線性用電設(shè)備注入電網(wǎng)的諧波電流超過本規(guī)定的諧波電流允許值時，應(yīng)制定改造計劃并限期把諧波電流限制在允許范圍以內(nèi)。所需投資和設(shè)備由非線性用電設(shè)備的所

4、屬單位負責(zé)。1.4 新建或擴建的非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，必須按本規(guī)定執(zhí)行。如用戶的非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，增加或改變了電網(wǎng)的諧波值及其分布，特別是使與電網(wǎng)連接點的諧波電壓、電流升高，用戶必須采取措施，把諧波電流限制在允許的范圍內(nèi)，方能接入電網(wǎng)運行。1.5 進口設(shè)備和技術(shù)合作項目亦應(yīng)執(zhí)行本規(guī)定。但如對方的國家標準或企業(yè)標準的全部或部分規(guī)定比本規(guī)定嚴格，則應(yīng)按對方較嚴格的規(guī)定執(zhí)行。1.6 諧波對通信的影響應(yīng)按國內(nèi)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。1.7 用戶用電設(shè)備對諧波電壓的要求較本規(guī)定的電壓正弦波形畸變率極限值更嚴格時，由用戶自行采取限制諧波電壓的措施。2 電壓正弦波形畸變率極限值和諧波電流允許值2.1 電網(wǎng)中任

5、何一點的電壓正弦波形畸變率均不得超過表2.1規(guī)定的極限值。表2.1 電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率極限值(相電壓)用戶供電電壓(kV)總電壓正弦波形畸變率極限值(%)各奇、偶次諧波電壓正弦波形畸變率極限值(%)奇 次偶 次0.385.042.006或104.031.7535或633.021.001101.510.50 如110kV電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率已接近或超過1.5%，但經(jīng)過測量和計算，下一級電網(wǎng)的電壓正弦波形畸變率未超過表2.1規(guī)定的極限值時，110kV電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率可限制在2%以內(nèi)。2.2 限制用戶非線性用電設(shè)備注入電網(wǎng)的諧波電流是控制電網(wǎng)電壓正弦波形畸變的關(guān)鍵。任一用戶注入電網(wǎng)連接點

6、的各次諧波電流均不得超過表2.2規(guī)定的允許值。2.3 用戶與電網(wǎng)連接點原有的總電壓正弦波形畸變率未超過表2.1規(guī)定的極限值的75%，且新增非線性用電設(shè)備向電網(wǎng)注入的諧波電流不超過表2.2規(guī)定的允許值，則允許該用電設(shè)備接入電網(wǎng)。2.4 用戶與電網(wǎng)連接點原有的總電壓正弦波形畸變率已超過表2.1規(guī)定的極限值的75%，或新增非線性用電設(shè)備向電網(wǎng)注入的諧波電流超過表2.2規(guī)定的允許值時，應(yīng)由電力部門經(jīng)過核算，確定該用電設(shè)備接入電網(wǎng)的技術(shù)措施和供電方案。表2.2 用戶注入電網(wǎng)的諧波電流允許值*用戶供電電壓(kV)諧波次數(shù)及諧波電流允許值(有效值、A)2345678910111213141516171819

7、0.385338276113439.58.47.6216.3185.45.17.16.74.23.06或1014107.2124.88.23.63.24.37.92.46.72.12.92.72.51.61.535或635.43.62.74.32.13.11.61.21.12.91.12.51.50.70.71.30.60.6110及以上4.93.93.04.02.02.81.21.11.02.71.03.01.41.31.21.21.11.0* 見附錄B。2.5 單臺換流設(shè)備或交流調(diào)壓裝置的容量不超過表2.3的規(guī)定值時，供電部門可不進行諧波核算即允許接入電網(wǎng)。但是，在公共連接點接入多個換流設(shè)

8、備或交流調(diào)壓裝置，總?cè)萘砍^表2.3的規(guī)定值時，應(yīng)按2.3、2.4和附錄B的有關(guān)規(guī)定辦 理。表2.3 單臺三相換流設(shè)備和交流調(diào)壓裝置接入電網(wǎng)的允許容量用戶供電電壓(kV)三相換流器(kVA)三相交流調(diào)壓器(kVA)3脈沖6脈沖12脈沖6個晶閘管3個晶閘管3個二極管0.3881214106或1085130250150100注：因三相三脈沖換流器向低壓電網(wǎng)注入直流電流，所以必須經(jīng)過適當(dāng)?shù)母綦x變壓器才允許接入0.38kV電網(wǎng)。 2.6 電流沖擊持續(xù)時間不超過2s，并且兩次沖擊之間的間隙時間不小于30s，這種短時間的沖擊電流所包含的諧波分量稱為短時間諧波電流(或暫態(tài)諧波電流)。注入電網(wǎng)的短時

9、間諧波電流，不屬于本規(guī)定2.2和2.5的限制范圍。2.7 單相或三相不對稱非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，按2.3和2.4的規(guī)定執(zhí)行。但考核其注入電網(wǎng)的諧波值，應(yīng)以諧波電流最大的一相作為依據(jù)。2.8 對由110kV及以上電壓供電的用戶在接入電網(wǎng)前，應(yīng)計算非線性用電設(shè)備注入的諧波電流在電網(wǎng)中的分布和電壓正弦波形畸變率，以便采取措施使電網(wǎng)各部分電壓正弦波形畸變率均不超過表2.1規(guī)定的極限值，還應(yīng)檢驗并采取措施防止發(fā)生諧振和諧波放大。2.9 計算電網(wǎng)各部分電壓正弦波形畸變率時，應(yīng)采用電網(wǎng)最小運行方式時該用戶接入點的最小短路容量。3 諧 波 管 理3.1 各級電力部門對電網(wǎng)的諧波情況，應(yīng)定期進行測量分析。當(dāng)發(fā)

10、現(xiàn)電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率超過表2.1的規(guī)定時，應(yīng)查明諧波源并按1.3的規(guī)定，協(xié)助非線性用電設(shè)備所屬單位采取措施，把注入電網(wǎng)的諧波電流限制在表2.2規(guī)定的允許值以下。新的非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)前后，均要進行現(xiàn)場測量，檢查諧波電流、電壓正弦波形畸變率是否符合本規(guī)定。3.2 電力部門和用戶均應(yīng)校核接入電網(wǎng)的電力電容器組是否會發(fā)生有害的并聯(lián)諧振、串聯(lián)諧振和諧波放大，防止電力設(shè)備因諧波過電流或過電壓而損壞。為此，電力部門和用戶所安裝的電力電容器組，應(yīng)根據(jù)實際存在的諧波情況，采取加裝串聯(lián)電抗器等措施，保證電力設(shè)備安全運行。3.3 應(yīng)根據(jù)諧波源的分布，在電網(wǎng)中諧波量較高的地點逐步設(shè)置諧波監(jiān)測點。在該點測量諧

11、波電壓，并在向用戶供電的線路的送電端測量諧波電流。 測量或計算諧波的次數(shù)應(yīng)不少于19次。即需測量或計算2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19次諧波 電壓和諧波電流。3.4 在正常情況下，諧波測量應(yīng)選擇在電網(wǎng)最小運行方式和非線性用電設(shè)備的運行周期中諧波發(fā)生量最大的時間內(nèi)進行。諧波電壓和電流應(yīng)選取5次測量接近數(shù)值的算術(shù)平均值。3.5 電力系統(tǒng)的運行方式和諧波值都是經(jīng)常變化的。當(dāng)諧波量已接近最大允許值時，應(yīng)加強對電網(wǎng)發(fā)供電設(shè)備運行工況的監(jiān)視，避免電器設(shè)備受諧波的影響而發(fā)生故障。在電網(wǎng)諧波量較高的地點，要逐步安裝諧波警報指示器，以便進一步分析諧波情況

12、，并采取措施，保證電力設(shè)備安全運行。附錄A 定 義A.1 諧波源 與電網(wǎng)連接并輸入兩倍于50Hz及以上頻率電流的設(shè)備，統(tǒng)稱諧波源。冶金、化工等工業(yè)企業(yè)以及電氣機車的換流設(shè)備和電弧爐等各種非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)后，均向電網(wǎng)大量注入諧波電流，都屬于諧波源。發(fā)電機、變壓器和電動機等電力設(shè)備，如果參數(shù)選擇不當(dāng)或設(shè)計結(jié)構(gòu)和制造工藝不良，亦向電網(wǎng)注入大量諧波。所以發(fā)電機、變壓器等電力設(shè)備也可能成為諧波源。A.2 第n次諧波電壓正弦波形畸變率DFUn第n次諧波電壓有效值Un與基波電壓有效值U1的百分比，即A.3 第n次諧波電流正弦波形畸變率DFIn 第n次諧波電流有效值In與基波電流有效值I1的百分比，即A

13、.4 總電壓正弦波形畸變率DFU 各次諧波電壓(有效值)的均方根值與基波電壓有效值的百分比，即A.5 總電流正弦波形畸變率 各次諧波電流(有效值)的均方根值與基波電流有效值的百分比，即A.6 諧波監(jiān)測點 為保證發(fā)、供、用電設(shè)備安全經(jīng)濟運行，需經(jīng)常監(jiān)視和測量電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流的測量點，該點稱為諧波監(jiān)測點。諧波監(jiān)測點可根據(jù)實際情況選擇在發(fā)電廠、變電所的高、低壓母線，用戶與電網(wǎng)的公共連接點，向用戶供電的線路以及用戶計費電能表的接入點。 附錄B 諧波電流、電壓的計算B.1 諧波電壓正弦波形畸變率用下式計算式中 DFUn第n次諧波電壓正弦波形畸變率(相電壓有效值)的百分數(shù)； UN電網(wǎng)的額定

14、線電壓(kV)； Sk電網(wǎng)連接點的三相短路容量(MVA)； n諧波次數(shù)(n=2，3，4，5，)； In第n次諧波電流有效值(相電流、A)。 將上式進行交換即可求出第n次諧波電流值，即B.2 多個諧波源迭加時，諧波電流(諧波電壓)的計算 有多個諧波源時，可采用兩個同次諧波電流迭加后，再與第三個同次諧波電流相迭加，以此類推，計算多個諧波源迭加的同次諧波電流。 兩個諧波源迭加計算同次諧波電流。 當(dāng)兩個同次諧波電流相位角能夠確定時，第n次諧波電流按下式計算式中 第個諧波源的第n次諧波電流(相電流、A)； 第個諧波源的第n次諧波電流(相電流、A)； 兩個諧波源第n次諧波電流之間的相位角。 當(dāng)兩個諧波源的

15、同次諧波電流之間的相位角n不能確定時，第n次諧波電流按下式計算 對單相負荷，接入電網(wǎng)同一相的兩個諧波源的同次諧波電流仍可按以上方法進行計算。B.3 表2.2中規(guī)定的注入各級電壓電網(wǎng)諧波電流允許值及表C.1、表C.2規(guī)定的允許接入電網(wǎng)的換流設(shè)備和調(diào)整裝置的容量，是以表B.1所列的電網(wǎng)三相短路容量為基準進行計算的。表B.1 計算諧波電流允許值的電網(wǎng)最小短路容量供 電 電 壓(kV)短 路 容 量(MVA)0.38106或1010035或6326063500110750 注：計算220kV及以上電網(wǎng)的電壓正弦波形畸變率時，可用該級電網(wǎng)最小運行方式下的短路容量，諧波電流值可采用表2.2所列允許諧波電流

16、。 當(dāng)電網(wǎng)連接點的實際的最小短路容量與表B.1計算諧波電流允許值的短路容量不同時，可按下式進行修正式中電網(wǎng)連接點實際可能出現(xiàn)的最小運行方式時的短路容量(MVA)； 表B.1所列電網(wǎng)的最小短路容量(MVA)； 表2.2規(guī)定的第n次諧波電流允許值(A)； 對應(yīng)于短路容量Sk1時的第n次諧波電流的允許值(A)。 附錄C 其 他C.1 為便于實際使用，將表2.2規(guī)定的諧波電流允許值換算成允許接入電網(wǎng)的換流設(shè)備或交流調(diào)整裝置的容量(見表C.1、C.2)。但在執(zhí)行中仍需按第2.3條和第2.4條的規(guī)定辦理。C.2 非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，用戶應(yīng)向電力部門提供下列技術(shù)資料： (1)設(shè)備型式、額定容量和運行方式； (2)換流設(shè)備的接線方式、控制方式和脈沖數(shù)； (3)各次諧波電流的最大有效值(從2次至19次)； (4)用戶改善功率因數(shù)和限制諧波電流而安裝的電容器組(濾波器)的參數(shù)和安裝地點。表C.1 用戶單臺換流設(shè)備接入電網(wǎng)的允許容量用戶供電電壓(kV)換流設(shè)備型式允許接入的容量(kVA)3脈沖6脈沖12脈沖0.38不 控半 控全 控23063903101506或10不 控半 控全 控49012004806003000150035或63不 控半 控全 控660170074085039001900110及以上不 控半 控全 控1900440023003700110005700