谈IEC61000系列标准对中国电网谐波标准的指导作用

      摘要：本文谈IEC 61000系列标准文件对电网谐波国标的指导作用，EMC能协调干扰发射者和承受者之间的关系，使其 "兼容"。 

      关键字：电磁兼容,谐波,国家标准

0　概述

　　从1998年开始，我国发布的电磁兼容(EMC)标准中计有二三十项取自(等同或等效)国际电工委员会(IEC)近年来颁布的IEC 61000系列标准文件［１］。

　　众所周知，各种电气设备之间以电磁传导、感应和辐射3种方式彼此关联并相互影响，在一定的条件下会对设备的正常工作和人类造成干扰和危害。20世纪80年代兴起的电磁兼容学科就是以研究和解决这方面问题为宗旨的。该学科的着眼点是对干扰的产生、传播、接收、抑制机理以及相应的测量、计量技术进行深入的研究，在此基础上，根据经济、技术最合理的原则，对产生的干扰水平、抗干扰水平，以及抑制措施作出明确的规定，使处于同一电磁环境的设备都是"兼容"的。也就是说，一个设备(或装置、系统)在其电磁环境中满意地执行其功能，而又不向该环境中的任何实体引入不能允许的电磁扰动。

　　EMC的基本任务是协调干扰发射者和承受者之间的关系，使其 "兼容"。协调的办法是制定合理且配套的规定值。协调中所涉及的几个参数关系如图1所示。图中横坐标为独立变量，如频率、电压偏差值、谐波含量、电压波动和闪变值、三相电压不平衡度等。

 
图1　电磁兼容协调中的有关参数

　　实际上EMC兼容水平是为了达到协调的目的而定出的一个参考值，有这一参考值便可以采用适当的方法和裕度，确定干扰源的发射限值以及电气设备抗干扰限值，从图1中可以一目了然。

　　IEC 61000系列标准包括6个部分：①总论，61000-1包括总的考虑(介绍、基本原则)、定义、术语；② 环境，61000-2包括环境描述、环境的分类、兼容水平；③ 限值，61000-3包括发射限值、抗扰限值；④ 试验和测量技术，61000-4包括测量技术、试验技术；⑤ 安装和抑制导则，61000-5包括安装导则、抑制的方法和装置；⑥ 杂项，61000-6。以上每一部分均有一套标准，目前已正式出版的文件只是其中一部分。

　　IEC 61000系列标准文件实际上分为国际标准类文件和第一、二、三类技术文件。其中第一类技术文件是 "尽管经过再三努力而不能作为国际标准出版"的；第二类技术文件是"文件主题仍处于技术发展阶段，或者由于任何其他原因在今后而现在不能马上同意作为国际标准"的；第三类技术文件是"当技术委员会在例行出版国际标准的过程中，搜集到各种资料，这些资料一般不是作为国际标准公布的，例如'技术的状况'"。第一类和第二类技术报告自出版时起到决定它们是否能够成为国际标准的3年内会受到复审。第三类技术报告则直到认为提供的资料不再有效或有用之前，没有必要再进行复审。

　　对于IEC标准文件，应根据其性质和内容，结合国情采用，以适应我国加入WTO后的形势和需要。涉及IEC国标标准类文件，应尽量等同或等效采用。对于技术类文件，应有分析地吸收其中先进的适用部分，以修订和完善相应的国家标准。

　　1　电网谐波国标和EMC标准的基本关系

　　保证电能质量，以使用户安全、正常用电是电力部门的职责。但电能质量和一般产品质量不同之处在于它不完全取决于电力生产企业，有的质量指标(例如：谐波、电压波动和闪变，三相电压不平衡度)主要由用户负荷的干扰所致。因此电能质量的保证，需要供用电双方共同努力，共同承担相应的责任。

　　国标GB/T 14549-1993是以限制电网中非线性负荷产生的谐波干扰，保证公用电网谐波电压水平在合理范围内为目标的。因此，标准中规定的各级电网谐波电压限值对应于图1中"发射限值"线。例如，国标中规定低压(380V)电网谐波电压总畸变率(THDU)为5%。而IEC 61000-3-6(即国标指导性文件GB/Z 17625.4-2000《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》)中引用了IEC 61000-2-2和IEC 61000-2-4(均为国标标准)的中压和低压兼容值THDU为8%，这两者没有矛盾。截止到2000年底，已采用为国标的与谐波相关的IEC 61000标准文件如表1所列。IEC 61000是一个EMC庞大的标准体系，每个标准文件的内容均比较丰富，如综合某指标的各部分的相关内容就成为该指标较为完整的标准。例如，在IEC 61000-3-6中，不仅包括谐波电压兼容值和规划值示例，还对谐波的合成计算，中、高压负荷的谐波限值三级处理方法，供电容量的确定等，均作了规定和说明，其中包括对间谐波和电话干扰影响的研究成果，并以附录形式给出谐波阻抗和三级处理方法的计算实例

　。在GB/T 17626.7-1998(即IEC 61000-4-7)中规定了用于谐波测量的仪器主要性能、准确度要求，总结了电压和电流互感器谐波测量的误差，提出对不同波动性质的谐波测量规定等。这些对于将来谐波国标的修订均很有参考价值。我国依据这套标准文件的具体内容，以不同形式(等同、等效；强制性、推荐性或指导性)采用，以加快国家标准现代化的步伐是完全正确的。