谈我国电能质量法规和标准的进一步完善

1、PAGE PAGE 16谈我国电能质量法规和标准的进一步完善中国电力科学研究院 林海雪提要：综述国内有关电能质量法规和标准现状，指出其不足和存在的问题，为进一步完善提供参考意见。1 引言 电能是是现代社会最最为广泛使用用的能源，电电能质量关系系到各行各业业和人民生活活用电，关系系到国民经济济总体效益，实实施对电能质质量科学地监监管是建设“节约型社会会”的必要条件件之一。电能能质量的法规规和标准是保保障电能质量量的基本依据据，是实施电电能质量监管管，保证产品品质量和相关关产业的发展展，维护供用用电双方合法法权益的基础础，具有十分分重要的意义义1。尽管我国正式实实施了电力力法，并先先后制定了若若干

2、电能质量量标准，然而而总体上这些些法规、标准准还存在不少少问题（包括括本身内容上上的科学性，可可操作性，也也包括贯彻执执行上不力）不不能适应电力力工业快速发发展和用户对对电能质量更更高要求的需需要，应加快快制定、修订订和进一步完完善。本文综述国内有有关电能质量量的法规和标标准现状，指指出其不足和和存在的问题题，为进一步步完善提供参参考意见。2 现有的法法规和标准概概况2.1 电电力法中相相关规定22为了适应电力市市场发展，我我国于19995年通过了了电力法，并并于19966年4月1日日起实施。有关关电能质量方方面，电力力法规定：“供电企业应应当保证供给给用户的供电电质量符合国国家标准”（第二十

3、八八条），“上网电价实实行同网同质质同价”（第三十七七条）。这些些规定为电能能质量市场运运作提供了基基本准则。2.2 电能能质量国家标标准简介从20世纪800年代初到22001年，国国家技术监督督局先后组织织制定并颁布布了六项电能能质量国家标标准。这六项项电能质量国国家标准的摘摘要如表1所所示。表1 六项电电能质量国家家标准摘要标准编号标准名称允 许 限限 值说 明GB/T 1223252003 电能质质量 供电电电压允许偏偏差135kV及及以上为正负负偏差绝对值值之和不超过过10%；2. 10kVV及以下三相相供电为7%3220V单单相供电为+7%，-110%衡量点为供电产产权分界处或或电能

4、计量点点GB 1232262000电能质量 电电压波动和闪闪变电压变动d的限限值和变动频频度r有关：当r1000hh-1时，对于于低压（LVV）和中压（MMV），d=1.255%4%；对于高压（HHV），d=1.0%3%；对对于随机不规规则的变动，d=2%（LV，MV）和d=1.5%（HV）闪变限值衡量点为公共连连接点PCCC；Pst每次测量量周期为100min，取取实测95%概率值；PPlt每次测量量周期2h，不不得超标限值分三级处理理原则；提供预测计算方方法，规定测测量仪器并给给出典型分析析实测。系统电压等级LVMVHVPst1.00.9(1.00)0.8Plt0.80.7(0.88)0.

5、6注 1. 括括号中的值仅仅适用于所有有用户为同电电压等级场合合； 2PPst为短时间闪闪变值；Plt为长时间间闪变值。GB/T 1445491993 电能能质量 公用用电网谐波各级电网谐波电电压限值（%）衡量点为PCCC，取实测995%概率值值；对用户允许产生生的谐波电流流，提供计算算方法；对测量方法和测测量仪器做出出规定；对同次谐波随机机性合成提供供算法。电压（kV）THD奇次偶次0.3854.02.06、1043.21.635、6632.41.211021.60.8注 1. 2220kV电电网参照1110kV执行行； 2. 表中THDD为总谐波畸畸变率。GB/T 1555431995电能

6、质量 三三相电压允许许不平衡度正常允许2%，短短时不超过44%；每个用户一般不不得超过1.3%。各级电压要求一一样；衡量点为PCCC，取实测995%概率值值或日累计超超标不许超过过72minn，且每300min中超超标不许超过过5min；对测量方法和测测量仪器做出出基本规定；提供不平衡度算算法。GB/T 1559451995 电能质质量 电力力系统频率允允许偏差正常允许0.2Hz，根根据系统容量量可以放宽到到0.5Hzz；用户冲击引起的的频率变动一一般不得超过过0.2Hzz。 对测量量仪器提出了了基本要求标准编号标准名称允 许 限限 值说 明GB/T 1884812001 电能质质量 暂时时过

7、电压和瞬瞬态过电压1系统工频过过电压限值暂时过电压包括括工频过电压压和谐振过电电压。瞬态过过电压包括操操作过电压和和雷击过电压压；工频过电压1.0p.u.= 。谐波过电电压和操作过过电压1.00p.u.= ；除统计过电压（不不小于该值的的概率为0.02）外，凡凡未说明的操操作过电压限限值均为最大大操作过电压压（不小于该该值的概率为为0.00114）；瞬态过电压还对对空载线路分分闸过电压、断断路器开断并并联补偿装置置及变压器等等过电压限值值做出了规定定。电压等级（kVV）过电压限值（pp.u.）Um252（）1.3Um252（）1.4110及22001.335663101.1注：1. Umm指工

8、频峰值值电压2. Um2252kV（）和Um252kV（）分别指线路断路器变电所侧和线路侧2操作过电压压限值 空载线线路合闸、单单相重合闸、成成功的三相重重合闸、非对对称故障分闸闸及振荡解列列过电压限值值电压等级（kVV）过电压限值（pp.u.）5002.0*3302.2*32203.0*表示该过电压压相对地统计计操作过电压压二十世纪90年年代以来，国国际电工委员员会（IECC）陆续颁布布了IEC 610000系列电磁兼兼容（EMCC）标准文件件。EMC涉涉及范围十分分广泛，其中中传导型干扰扰发生在电路路中。电网中中影响电能质质量的电磁干干扰属于这一一类。EMCC的基本任务务是协调干扰扰发射和

9、承受受者之间关系系，使其“兼容”；而电能质质量标准的任任务是维护公公用电网电气气环境，在现现代技术条件件下，保证电电网安全、经经济运行和广广大用户正常常用电。因此此电能质量标标准和EMCC标准是既有有联系、又有有区别的两套套标准。从限限值上讲，电电能质量标准准不应超过EEMC的“兼容水平”，电能质量量指标的分配配和控制涉及及电网中供电电、用电以及及设备制造厂厂的权益，是是一个系统工工程。然而EEMC标准中中诸如电磁环环境的分类（等等同于电能质质量指标）、测测量和试验技技术、抑制措措施等等的标标准基本上可可以用于电能能质量领域。从从1998年年以来，我国国发布的EMMC标准很大大一部分取自自（等

10、同或等等效）IECC 610000系列标准准文件，和电能质量量相关的综合合性标准文件件有：（1）电磁环境境的分类（GGB/Z 118039.12000，等等同IEC 610000-2-5）（2）工业设备备电源低频传传导骚扰发射射水平的评估估（GB/ZZ180399.22000，等等同IEC 610000-2-6）（3）中、高压压电力系统中中畸变负荷发发射限值的评评估（GB/Z 176625.42000，等等同IEC661000-3-6）（4）中、高压压电力系统中中波动负荷发发射限值的评评估（GB/Z 176625.52000，等等同IEC661000-3-7）2.3 电能能质量配套的的国家标准

11、概概况实际上2.2表表1中所列的的标准只是用用于电网中电电能质量指标标的控制，处处理电力公司司和用户的关关系。有关测测量仪器、电电气设备和改改善（治理）装装置也有相应应的标准（这这里测量仪器器的标准指作作为产品的标标准，和2.2中要求是是不同的）。现现有的国标：电能质量测量、试验国家标标准供电系统及相连连设备的谐波波、谐间波的的测量和测量量仪器导则（GGB/T 117626.71998，等等同IEC 610000-4-7）电压暂降、短时时中断和电压压变化抗扰度度试验（GBB/T 177626.111-19998，等同IIEC 611000-44-11）电能质量监测设设备通用要求求（待批）输配电

12、系统静止止无功补偿器器用晶闸管阀阀的试验（等等效IEC 6195441999，待待批）电气设备国家标标准低压电气及电子子设备发出的的谐波电流限限值（设备每每相输入电流流16A）（GGB 176625.11998，等等同IEC 610000-3-2）对额定电流不在在于16A设备在在低压供电系系统中产生的的电压波动和和闪烁的限制制（GB 117625.21999，等等同IEC 6100000-3-33）对额定电流大于于16A的设备备在低压供电电系统中产生生的电压波动动和闪烁的限限制（GB/Z 176625.32000，等等同IEC 610000-3-5）半导体变流器与与供电系统的的兼容及干扰扰防护

13、导则（GGB 102236-888修订稿，待待批）电能质量改善（治治理）装置国国家标准静止型无功功率率补偿装置（SSVC）功能能特性（主要要参考IEEEE Stdd 103112000，待待批）静止型无功功率率补偿装置（SSVC）现场场试验（主要要参考IEEEE Stdd 13033-19944，待批）3 法规和标标准中存在的的问题3.1 关于于电力法中中有关规定（1）现行电电力法中关关于电能质量量的规定基本本上把责任推推给供电企业业，这是不合合理的。实际际上许多质量量问题（如谐谐波、电压波波动和闪变、三三相不平衡等等等）是由用用电负荷特性性造成的。维维护公用电网网的电能质量量是供电企业业和用

14、户的供供同责任，尽尽管供电企业业应起主导作作用。许多人人认为用户对对电能质量的的责任已隐含含在第三十二二条规定中，该该条规定：“用户用电不不得危害供电电、用电安全全和扰乱供电电、用电秩序序。”实际上这条条根本没有提“质量”问题，其内涵在19996年9月11日起执行的的电力供应应和使用条例例（国务院院196号令令）中第三十十条有明确的的说明，这条条只是指用户户改变用电类类别、超标用用电、擅自增增容、更动计计量装置和进进出电源等行行为3。（2）按电力力法规定的的关于电能质质量的一些行行政规定未能能配套发布。例例如关于上网网电价实行“同网同质同同价”的问题，此此条实际上是是对长期执行行的“以量计价”

15、的重要补充充。实行同质质同价，就是是意味着“优质优价”、“劣质低价”，并必然导导致“污染罚款”，这是促使使电能质量提提高的经济杠杠杆，具有十十分重要意义义。当然，由由于电能质量量问题的复杂杂性，“同质同价”难以一步到到位，宜由简简到繁分步分分指标实施，并并先做好试点点工作。3.2 关于于电网的电能能质量标准（1）涉及的指指标不全面目前六个标准（见见表1）虽然然涵盖了大部部分电能质量量指标，但对对不少用户（主主要是对电能能质量“敏感”类和“严格”类负荷）十十分关注的电电压暂降（ddip，saag）和短时时中断没有规规定4；对于于工业生产中中广泛存在的的间谐波（iinterhharmonnic）也

16、没没有规定55。此外还还缺少属于电电能质量指标标的电源信号号电压（指在在输配电线路路上传输不同同频率信号的的电压水平）和和电压波形缺缺口（nottch），后后者是由于大大型变流器在在换相过程中中短暂相间短短路引起的电电源电压波形形畸变（“缺口”在IEC标标准中没有规规定，但在IIEEE SStd 5119-19992中有明确确要求）。（2）可操作性性差六个标准中有的的标准连测量量仪器的要求求（功能和精精度）和测量量方法都没有有规定；有的的虽然有所规规定，但不全全面、不科学学。例如GBB/T 122325-22003中就就没有仪器和和测量方法的的规定，实际际上执行的是是电力行标DDL 5000-

17、92电电压监测仪订订货技术条件件，而这个个行标也面临临修订。又如如GB/T 145499-93中对对于快速变化化的谐波推荐荐用3秒平均均值，而对采采样窗口不作作规定。事实实上对不同变变化性态的谐谐波应采用不不同长度的采采样窗口才能能获得较准确确的分析结果果。当然也有有的标准，因因技术条件所所限，还没有有对测量仪器器做出规定（例例如GB/TT 184881-20001）。（3）规定含糊糊带来执行上上随意性这方面最明的例例子是GB/T 145549-933中关于用户户谐波电流的的限值的确定定。标准中没没有明确供电电容量St的取法（St是计算电流流限值重要参参数），于是是在实际执行行中有人主张张按供

18、电变电电站全部安装装容量取值，有有人主张按正正常最小运行行方式下供电电变压器容量量取值，两者者结果差别很很大688。类似情情况在其他一一些标准中也也或多或少存存在。（4）标准适用用范围太小，不不能适应电网网发展的需要要电能质量标准制制定的初衷是是着眼协调供供、用电双方方矛盾，目前前由于电网的的发展，有的的标准适用范范围需扩大。例例如谐波标准准规定到1110kV电压压，对2200kV笼统地地规定“可参照1110kV执行行”。实际上，目目前220kkV谐波源用用户不在少数数，500kkV直流输电电换流站谐波波无章可循。国国外电能质量量标准适用范范围一般都扩扩大到所有电电压等级，例例如20011年颁

19、布的英英国电气协会会工程导则GGB 5/44（取代19976年的GG5/3）就就将275、4400kV输输电系统的谐谐波电压做了了规定，这为为发电厂、直直流换流站接接网提供了依依据9。（5）标准限值值过严，难以以执行，又缺缺乏灵活性从标准限值上讲讲，EMC的的主要任务是是从电磁干扰扰角度定出电电压兼容水平平，可以不涉涉及用户的特特性、电网的的运行方式等等，而电能质质量标准是作作为商品的电电能应保证的的性能指标，必必须兼顾电网网、用户和制制造厂三方的的权益，在现现代技术水平平条件下，能能调动各方面面积极性，共共同分担责任任，维护好电电气环境。对对任何一方标标准订得过宽宽或过严都是是不合适的。一一

20、个突出例子子是现行的谐谐波国标用于于电气铁道时时，电流值限限值过严，一一般情况下很很难达标。就就拿山西省电电科院20004年对朔黄黄电气铁道三三个牵引站谐谐波评估结果果看（表2）10，3次、5次谐波电流超标达751倍，要达标是不可能的。这主要是由于标准制定时对电铁谐波特殊性考虑不周引起的11。当然标准限值过严还表现在“闪变”（见GB 123262000）在有些场合难以达标上。需指出，标准的限值均是在一些假定条件下得出的，不可能适用于全部复杂的现场条件。标准必须留有灵活性处理空间（例如对用户限值的分级处理），现行的大部分标准还缺乏这方面明确规定，这往往造成执行中一些不必要的矛盾。表2 朔黄电电气

21、铁道牵引引站谐波评估估（SS4BB机车）站名注入110kVV谐波电流允许值（AA）注入110kVV谐波电流值值（A）3次5次7次3次5次7次滴流磴牵引站1.061.150.9345.021.815.7原平南牵引站2.812.982.3344.621.615.5东冶牵引站0.850.940.7843.621.115.2注：原报告中注注入电流是考考虑了牵引站站装并联电容容器组（串112%电抗）后后的值（3、55、6次滤波波效果分别按按55%、113%和100%计算），上上表中将其还还原为不装电电容器组时的的值；（6）标准中某某些规定缺乏乏工程或权威威文献依据上面所列的几条条或多或少和和标准的“科学

22、性”有关。但这这里要着重指指出标准中某某些规定已成成为习以为常常的做法，实实际上缺乏科科学依据。例例如，谐波阻阻抗Zh的计算在GGB/T 114549-93中对各各种电压级只只推荐用短路路容量换算出出阻抗乘以谐谐波次数，这这个做法在国国际标准中只只能用于低压压系统（见IIEC 611000-33-6）。实实际工程中还还有其他方法法能较准确地确确定Zh（例如投切切电容器组），应应在标准中反反映。3.3 关于于配套的电能能质量国家标标准和电能质量配套套的标准涉及及电气设备、测测量仪器、治治理装置、试试验方法和监监管等方面，如如2.3中所所列，国内现现有的一些标标准大多数是是依据IECC和IEEEE

23、标准而制定定的（等同，修修改采用或参参考），这方方面的标准缺缺额很大，而而且缺乏监管管机构，有的的还不能真正正实施。另外外电能质量标标准不能只限限于国家标准准，各个行业业均有自身的的特点，也应应制定一些行行业标准来配配套。最近即即将颁布的电电力行业标准准高压静止止无功补偿装装置（SVCC）系列标准准（共五个部部分：系统设设计、晶闸管管阀的试验、控控制系统、现现场试验和密密闭式水冷却却装置）是对对国标SVCC很好补充。随随着新的电能能质量改善（治治理）装置的的不断诞生，标标准化工作应应及时跟进，以以保证产品质质量和相关产产业健康地发发展。搞好电能质量是是一个大系统统工程，事实实上电能质量量问题已

24、渗透透到很多领域域，过去在电电力规划、设设计、运行和和管理等规范范或导则中，对对电能质量问问题关注不够够。例如，调调度规程中，没没有规定预防防谐波、负序序和电压波动动在某些方式式下可能带来来的危害；在在电力规划设设计规范中还还只从可靠性性要求（即断断电频次、时时间）出发将将负荷分为一一、二、三级级，不涉及电电能质量敏感感性；从电能能质量要求角角度，目前国国际上已将负负荷按普遍负负荷（commmon lload）、敏敏感负荷（ssensittive lload）和和要求严格的的负荷（crriticaal loaad）分三类类，这两者在在网络设计上上有时是有矛矛盾的（例如如，环网可以以提高供电可可靠性，然而而增加了电压压暂降的频次次和深度，对对敏感负荷不不利，反而降降低其可靠性性），在规划划设计阶段应应仔细考虑。4 总结本文综述国内有有关电能质量量的法规、