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SD126-84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(SD126-84)的通知(84)水電電生字第56 號(hào)根據(jù)國家經(jīng)濟(jì)委員會(huì)經(jīng)能1983 648 號(hào)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(huì)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(biāo)準(zhǔn)。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(jì)運(yùn)行。為保證電網(wǎng)和

2、用戶電氣設(shè)備的安全運(yùn)行，在國家標(biāo)準(zhǔn)正式頒布前，各級(jí)電力部門要按本規(guī)定的要求，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)高次諧波的監(jiān)視和管理。由于對(duì)電網(wǎng)高次諧波的監(jiān)視和管理尚需作一定的準(zhǔn)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(yùn)行。本規(guī)定的解釋由電力科學(xué)研究院負(fù)責(zé)。執(zhí)行中有何問題和意見，請(qǐng)隨時(shí)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(fù)荷的增加，大量的諧波電流注入電網(wǎng)，造成電壓正弦波形畸

3、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(yán)重危害。為向國民經(jīng)濟(jì)各部門提供質(zhì)量合格的50Hz 電能，必須對(duì)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(jì)運(yùn)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(shí)，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(shí)，應(yīng)制定改造計(jì)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)備的所屬單位負(fù)責(zé)。1.4 新建

4、或擴(kuò)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(diǎn)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(yùn)行。1.5 進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)合作項(xiàng)目亦應(yīng)執(zhí)行本規(guī)定。但如對(duì)方的國家標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的全部或部分規(guī)定比本規(guī)定嚴(yán)格，則應(yīng)按對(duì)方較嚴(yán)格的規(guī)定執(zhí)行。1.6 諧波對(duì)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(duì)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(yán)格時(shí)，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)中任何一點(diǎn)的電壓正弦波形畸變率

5、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(cè)量和計(jì)算，下一級(jí)電網(wǎng)的電壓正弦波形畸變率未超過表 2.1規(guī)定的極PM值時(shí)，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(diǎn)的各次諧波電流均不得

6、超過表2.2規(guī)定的允許值。2.3 用戶與電網(wǎng)連接點(diǎn)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(diǎn)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(shí)，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(后效彳1、A)2345678910111213141510.385338276113439

7、.58.47.6216.3185.45.17.6或1014107.2124.88.23.63.24.37.92.46.72.12.92.35 或 635.43.62.74.32.13.11.61.21.12.91.12.51.50.70.110及以上4.93.93.04.02.02.81.21.11.02.71.03.01.41.31.*見附錄Bo2.5 單臺(tái)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(shí)，供電部門可不進(jìn)行諧波核算即允許接入電網(wǎng)。但是，在公共連接點(diǎn)接入多個(gè)換流設(shè)備或交流調(diào)壓裝置，總?cè)萘砍^表2.3的規(guī)定值時(shí)，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(tái)三相換流

8、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(gè)晶閘管3個(gè)晶閘管3個(gè)二極管0.38812一14106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(shí)間不超過 2s,并且兩次沖擊之間的間隙時(shí)間不小于 30s,這種短時(shí)間的 沖擊電流所包含的諧波分量稱為短時(shí)間諧波電流(或暫態(tài)諧波電流)。注入電網(wǎng)的短時(shí)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(duì)稱非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，按2.3和2.4的

9、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(duì)由110kV及以上電壓供電的用戶在接入電網(wǎng)前，應(yīng)計(jì)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(yàn)并采取措施防止發(fā)生諧振和諧波放大。2.9 計(jì)算電網(wǎng)各部分電壓正弦波形畸變率時(shí)，應(yīng)采用電網(wǎng)最小運(yùn)行方式時(shí)該用戶接入點(diǎn)的最 小短路容量。3諧波管理3.1 各級(jí)電力部門對(duì)電網(wǎng)的諧波情況，應(yīng)定期進(jìn)行測(cè)量分析。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)電壓正弦波形畸變 率超過表2.1的規(guī)定時(shí)，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

10、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(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(huì)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(shí)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(yùn)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(diǎn)逐步設(shè)置諧波監(jiān)測(cè)點(diǎn)。在該點(diǎn)測(cè)量諧 波電壓，并在向用戶供電的線路的送電端測(cè)量諧波電流。測(cè)量或計(jì)算諧波的次數(shù)應(yīng)不少于19次。即需測(cè)量或計(jì)算2、3、4、5、6

11、、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(cè)量應(yīng)選擇在電網(wǎng)最小運(yùn)行方式和非線性用電設(shè)備的運(yùn)行周期中諧波發(fā)生量最大的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。諧波電壓和電流應(yīng)選取5次測(cè)量接近數(shù)值的算術(shù)平均值。3.5 電力系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)，應(yīng)加強(qiáng) 對(duì)電網(wǎng)發(fā)供電設(shè)備運(yùn)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(diǎn)，要逐步安裝諧波警報(bào)指示器，以便進(jìn)一步分析諧波情況，并采取措施，保證電力設(shè)備安全運(yùn)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)

12、稱諧波源。冶金、化工等工業(yè)企業(yè)以及電氣機(jī)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(jī)、變壓器和電動(dòng)機(jī)等電力設(shè)備，如果參數(shù)選擇不當(dāng)或設(shè)計(jì)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(jī)、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DFU n第n次諧波電壓有效值 Un與基波電壓有效值 Ui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Ii的百分比，即A.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

13、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(cè)點(diǎn)為保證發(fā)、供、用電設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需經(jīng)常監(jiān)視和測(cè)量電網(wǎng)諧波電壓和諧波電流的測(cè)量點(diǎn)，該點(diǎn)稱為諧波監(jiān)測(cè)點(diǎn)。諧波監(jiān)測(cè)點(diǎn)可根據(jù)實(shí)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(diǎn)，向用戶供電的線路以及用戶計(jì)費(fèi)電能表的接入點(diǎn)。附錄 B 諧波電流、電壓的計(jì)算8.1 諧波電壓正弦波形畸變率用下式計(jì)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?jǐn)?shù);Un電網(wǎng)的額定線電壓 （kV）;Sk電網(wǎng)連接點(diǎn)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

14、流、A）。將上式進(jìn)行交換即可求出第n次諧波電流值，即8.2 多個(gè)諧波源迭加時(shí)，諧波電流 （諧波電壓）的計(jì)算以此有多個(gè)諧波源時(shí)，可采用兩個(gè)同次諧波電流迭加后，再與第三個(gè)同次諧波電流相迭加,類推，計(jì)算多個(gè)諧波源迭加的同次諧波電流。兩個(gè)諧波源迭加計(jì)算同次諧波電流。當(dāng)兩個(gè)同次諧波電流相位角能夠確定時(shí)，第n次諧波電流按下式計(jì)算式中（相電流、A）;第I個(gè)諧波源的第n次諧波電流第n個(gè)諧波源的第 n次諧波電流（相電流、A);兩個(gè)諧波源第 n次諧波電流之間的相位角。當(dāng)兩個(gè)諧波源的同次諧波電流之間的相位角e n不能確定時(shí)，第n次諧波電流按下式計(jì)算對(duì)單相負(fù)荷，接入電網(wǎng)同一相的兩個(gè)諧波源的同次諧波電流仍可按以上方法進(jìn)

15、行計(jì)算。B.3表2.2中規(guī)定的注入各級(jí)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(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算的。表B.1計(jì)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(jì)算220kV及以上電網(wǎng)的電壓正弦波形畸變率時(shí)，可用該級(jí)電網(wǎng)最小運(yùn)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。當(dāng)電網(wǎng)連接點(diǎn)的實(shí)際的最小短路容量與表B.1計(jì)算諧波電流允許值的短路容量不同時(shí)，可按下式進(jìn)行修正式中電網(wǎng)連接點(diǎn)實(shí)際可能出現(xiàn)的最小運(yùn)行方式時(shí)的短

16、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(duì)應(yīng)于短路容量Ski時(shí)的第n次諧波電流的允許值（A）。附錄C其他C.1為便于實(shí)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(yùn)行方式；（2）換流設(shè)備的接線方式、控制方式和脈沖數(shù)；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(diǎn)。表C.1用戶單臺(tái)換流設(shè)備接入電網(wǎng)的允許容量用戶供電電壓換流設(shè)備型式允許接入的容量（kVA）(kV)3脈沖6脈沖12脈沖不控一2303100.38半控一63一全控一90150不控490120030006或10半控一480一全控一6001500不控6601700390035 或 63半控一740一全控一8501900不控190044001100011