GB/Z 18039.7-2011 电磁兼容 环境 公用供电系统中的电压暂降、短时中断及其测量统计结果

ICS33.100

L06

中华人民共和国国家标准化指导性技术文件

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

电磁兼容环境

、

公用供电系统中的电压暂降短时中断及

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

其测量统计结果

——

ElectromaneticcomatibilitEnvironment

gpy

Voltaedisandshortinterrutionsonublicelectricowersulsstemswith

gppppppyy

statisticalmeasurementresults

(/:,)

IECTR61000-2-82002IDT

2011-12-30发布2012-06-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

目次

前言…………………………Ⅰ

1范围………………………1

2术语和定义………………1

3电压暂降和短时中断……………………2

3.1电压暂降的来源……………………2

3.2电压暂降持续时间…………………3

3.3电压暂降的幅值……………………3

3.4短时中断……………4

3.5电压暂降和短时中断的原因………………………5

3.6中压电网上的故障举例……………5

4电压暂降和短时中断的影响……………7

4.1概述…………………7

4.2对某些特定设备的影响……………7

5补救措施…………………9

5.1总则…………………9

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5.2补救措施举例………………………10

6电压暂降和短时中断测量………………11

6.1电压暂降和短时中断测量中采用的规定…………11

6.2电压暂降的测量……………………13

6.3短时中断的测量……………………13

6.4测量结果的分类……………………13

6.5测量结果的汇总……………………14

7所得的测量结果…………………………15

7.1UNIPEDE的统计资料……………15

()[][]

7.2EPRI美国电力研究院调查的统计资料910………………17

7.3个别国家的统计资料………………19

8结果比较及一般结论……………………26

8.1结果比较……………26

8.2由统计结果得出的结论……………27

8.3一般结论……………27

8.4建议…………………29

参考文献……………………30

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

前言

《》,:

本指导性技术文件是电磁兼容环境系列标准之一该系列标准分为以下几个部分

/—电磁兼容环境电磁环境的分类(:,)

GBZ18039.12000IEC61000-2-51996IDT

/—电磁兼容环境工业设备电源低频传导骚扰发射水平的评估

GBZ18039.22000

(:,)

IEC61000-2-61996IDT

/—电磁兼容环境公用低压供电系统低频传导骚扰及信号传输的兼容水

GBT18039.32003

平(:,)

IEC61000-2-21990IDT

/—电磁兼容环境工厂低频传导骚扰的兼容水平(:,

GBT18039.42003IEC61000-2-41994

IDT)

/—电磁兼容环境公用供电系统低频传导骚扰及信号传输的电磁环境

GBT18039.52003

(:,)

IEC61000-2-11990IDT

/—电磁兼容环境各种环境中的低频磁场(:,)

GBZ18039.62005IEC61000-2-71998IDT

/、

电磁兼容环境公用供电系统中的电压暂降短时中断及其测量统计结

GBZ18039.7-2011

果(:,)

IEC61000-2-82002IDT

本指导性技术文件按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

/:《:

本指导性技术文件等同采用电磁兼容环境第部分公用供电系

IECTR61000-2-820022-8

、》。

统中的电压暂降短时中断及其测量统计结果

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Ⅰ

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

电磁兼容环境

、

公用供电系统中的电压暂降短时中断及

其测量统计结果

1范围

,、、

本指导性技术文件规定了电压暂降和短时中断的电磁骚扰现象涉及到骚扰的来源影响补救措

、()。

施测量方法和测量结果在此范围内适用主要讨论在公用供电系统的线路上观察到的现象和对那

些从系统接收能量的电子设备的影响。

“”。

电压跌落是电压暂降现象的一个别称

2术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

2.1

//

电压暂降电压跌落voltaedivoltaesa

gpgg

,。

在供电系统某一点上的电压突然减少到低于规定的阈值随后经历一段短暂的间隔恢复到正常值

:,。

注典型的暂降与短路的发生和结束有关或者与系统及其相连装置上的急剧电流增加有关

1

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:,()。

注2电压暂降是一种二维电磁骚扰其等级由电压和时间持续时间决定

2.2

短时中断shortinterrution

p

,隔恢复

供电系统某一点上所有各相的电压突然下降到规定的中断阈值以下随后经历一段短暂间

到正常值。

:,。

注典型的短时中断与开关装置的动作有关该动作是由与系统或与系统相连装置上短路的发生和结束引起

2.3

()<>()<

电压暂降参考电压电压暂降和短时中断的测量voltaedireferencevoltaemeasurement

gpg

>

ofvoltaedisandshortinterrutions

gpp

,、。

规定的电压基准值电压暂降的深度阈值和其他值均用其对此基准值的标幺值或百分数来表示

:。

注供电系统额定或标称的电压值通常被选择作为参考电压

2.4

<><>

电压暂降起始阈值电压暂降测量voltaedistartthresholdvoltaedimeasurement

gpgp

为了定义电压暂降的开始而规定的供电系统的电压均方根值()。

r.m.s

:。

注通常以参考电压的和倍之间的典型值作为该阈值

0.850.95

2.5

<><>

电压暂降结束阈值电压暂降测量holdvoltaedimeasurement

voltaediendthresgp

gp

为了定义电压暂降的结束而规定的供电系统的电压均方根值()。

r.m.s

:,。

注通常情况下结束阈值与起始阈值相同或者超出起始阈值0.01倍的参考电压

2.6

<><

中断阈值电压暂降和短时中断的测量interrutionthresholdmeasurementofvoltaedisand

pgp

>

shortinterrutions

p

,,

在供电系统中规定一个电压的均方根值作为电压暂降的临界值对于各相电压低于此值的情况定

1

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

义为短时中断。

2.7

()()

电压暂降的剩余电压residualvoltaeofvoltaedi

ggp

在电压暂降或者短时中断期间记录的电压均方根值的最小值。

:,。

注剩余电压可以表示为一个以伏为单位的值也可以是相对于参考电压的百分数或标幺值

2.8

()()

电压暂降的深度dethofvoltaedi

pgp

参考电压与剩余电压之间的差值。

注:,。

1深度可以表示为一个以伏为单位的值也可以是相对于参考电压的百分数或标幺值

注:“”,,,

2通常深度这个词是描述性的非量化的意思用于表示电压暂降的尺度未规定是否用上述定义过的剩余电

。,。

压或是深度来表示该尺度在使用这个词时要谨慎保证其含义在上下文的关系上是清楚的

2.9

()()

电压暂降的持续时间durationofvoltaedi

gp

,。

供电系统某一点上的电压从下降至低于起始阈值开始到回升至结束阈值为止的时间

:,。,

注在多相情况下该过程是随有关各相的暂降开始和结束而发生变化的对多相情况来说习惯上只要有一相的

,;,。

电压跌到低于起始阈值暂降就开始了要等到所有各相的电压等于或超过结束阈值暂降才算结束

2.10

()<>()

电压暂降变动参考电压电压暂降和短时中断的测量voltaedislidinreferencevoltae

gpgg

<>

measurementofvoltaedisandshortinterrutions

gpp

,,

在刚发生电压暂降前的指定时间段供电系统某一点的电压均方根值经连续计算后得到的电压值

作为该电压暂降的参考电压。

国家标准ㅤ可打印ㅤ可复制ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

:。

注该指定的时间段应该比电压暂降的持续时间长很多

3电压暂降和短时中断

3.1电压暂降的来源

供电系统任意点上发生的电气短路是公用电网上观察到的电压暂降的主要来源。

,。

短路引起电流的急剧升高随之引起供电系统阻抗上大幅的压降短路故障在电力系统中是不可

。,的两个结构之

避免的引发的原因有很多但基本原因是本应相互绝缘且在正常情况下具有不同电位

间的介质的击穿。

。,

许多短路是由超出了绝缘体耐压能力的过电压引起大气中的闪电是引起过电压的重要原因或

,(、、、),、、,,

者如天气因素风雪冰盐雾等或者动物车辆挖掘设备等的撞击或接触以及老化的影响都能

、。

使绝缘被减弱破坏或桥接

()(、、

典型的供电系统由多个源几个发电站向许多负载电动机照明及电热等电阻性设备电子装置

)。,、,、

的电源模块等传递能量整个系统包括发电机负载和两者间的设备是一个单一的集成的和动态

,、、,。

的系统在某一点上电压电流阻抗等的任何变化都会在瞬间引起系统中其他点的变化

。,,

绝大多数的供电系统是三相系统短路会发生在相线与相线之间相线与中线之间或者相线与地

。。

线之间也包括任何多相短路

,。,,

在短路点上电压突降为零同时系统上几乎所有其他节点上的电压同样要发生改变但一般来

,。

说其改变的程度相对较小

。,一点上的

供电系统所配备的保护装置将短路点从供电源上断开断开一旦发生断开点以外的每

。:。

电压立即恢复到接近于原先的值某些故障可以自行清除短路消失并且电压恢复到断开之前的值

,()。

刚刚描述的这种电压突然降低随后电压恢复的现象被称为电压暂降也称为电压跌落

2

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

、、,

大负载的切换变压器的通电大型电动机的启动以及某些负载特性造成的大幅值波动都可以产

。,

生与短路电流的效果类似的大幅电流变化尽管通常对发生点的影响不严重但在特定点上观察到的

。(,

电压变化与短路引起的现象不易区分这种情况也被划分为电压暂降然而在公用电网的管理上作为

,)。

供电条件对这些波动通常是有限制的

3.2电压暂降持续时间

,。

除可自行清除的故障电压暂降的持续时间取决于保护装置的动作速度

,。

总的来说保护装置是熔断器或由各种继电器控制的断路器保护继电器经常被设计成有反时限

,,。。

特性所以短路电流越小故障清除时间就越长熔断器具有相似的特性对熔断器与继电器的时间特

,。

性和设置应仔细划分及协调使几种设备检测到的短路在最合适的点上被清除

。,

许多短路可以在100ms~500ms的时间范围内被清除对于主要输电线路上的短路通常清除

;。

时间会更短在配电网上的短路的清除就会相对慢些

当电压暂降不是因短路而是由电,。

流波动引起时其持续时间取决于引起事件的时间

,。

在电压暂降结束时由于电压的恢复某些负载会引起大幅值的冲击电流它会引起恢复电压的延

。。

迟和电压暂降持续时间的延长在电压恢复的过程中变压器进入饱和状态时会产生同样的效果

3.3电压暂降的幅值

电压暂降的幅值由观察点相对于短路点和供电电源的距离来决定。

()。全部电压()

系统由观察点与单一等效电源和故障点相连接的简化等效电路表示见图1100%

。

降落在电源和短路点之间的阻抗上观察点上的压降取决于连接到电源和短路点的两个阻抗的相对

。,。

值基于这些阻抗电压暂降的深度可以是0%~100%范围之间的任何值

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(),

相对于短路点和单一等效电源用剩余电压的标幺值表示在观察点和上的电压暂降

FSOO

12

图1电压暂降的等效电路

,,。,

通常观察点距离短路的位置越近观察点上的电压越接近故障位置上的电压换言之靠近短路

()。,,

处的电压暂降接近最大可能深度零剩余电压另一方面如果观察点接近发电源或者储能源例如旋

,。

转设备如图所示的观测点移动到离单一等效电源更近的地方这样会降低观察到的电压暂降的严

1

。(,,,。)

酷程度然而如果暂降持续时间延长由于电动机的减速会引起电流增加则增加暂降的严酷程度

,。

短路是否导致某一特定观察点的电压暂降取决于供电系统上短路的位置输电系统上的短路可

,。,

能导致的范围非常广甚至距离在几百公里之外也能观察到明显的电压暂降另一方面配电线路上的

。,

短路产生的影响范围要小得多同一电路上的观察点可能受到严重的暂降而在相邻线路中电压暂降

,。

的严重程度会明显缓和在经过较长距离之后其暂降几乎难以分辨出来

,,

在专用设施内部或附近设一个观察点当然也有可能在同一个设施里产生短路或其他原因的故障

,。

此时观察到的电压暂降可以等于或超过公用输配电系统上由短路引起的暂降

,

观察点的电压暂降的幅值也取决于各有关相的短路点和观察点以及这两点之间任何变压器绕组

(,)。

的连接方式星三角星星等

--

3

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

3.3.1变压器和负载接线的意义

,。

观察由特定事件产生的电压暂降幅值取决于观察点和事件在网络或用户变压器的同侧还是异侧

、、,

短路或其他事件所在的相线位置测试系统所在的相线位置变压器初级和次级绕组的连接方法都对

。,,

电压暂降的幅值有重大影响例如电网或设备位于或接法的降压变压器任一侧当初级有一

DnD

yy

,(),,

根线与地之间发生故障时则其中一相的电压暂降为0V剩余电压但是在次级有两相的相线中线

-

电压降为先前电压的58%。

,(、、)

实际情况中对电压暂降敏感的负载如电力变换器驱动器电动机和控制设备等在工业设施里

。

常常以相线相线的形式连接因此这些负载经受相线相线的电压暂降而不是相线中线的暂降的影

---

。、,。

响这就需要考虑测量是放在相线中线相线相线还是二者都有

--

,,

例如表表明了不同降压变压器的次级上观测到的电压暂降该变压器初级有一相产生线地故

1-

,()。

障在该侧的第一相引起100%电压跌落假定供电网络是一个中性点直接接地的系统

表初级侧单线接地故障的变压器次级电压

1

相线中线电压相线相线电压

--

变压器连接a

V1V2V3V12V23V13

,

YNnYN0.01.01.00.581.00.58

yy

,,

YYnDd0.330.880.880.581.00.58

yy

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,———

YNdYd0.330.880.88

,

DnD0.581.00.580.880.880.33

yy

1)

:[]。

注本表参见

6

a(),()。

大写字母表示初级线圈绕组连接供电网端小写字母表示次级线圈绕组连接负载端和分别代表接

Nn

地的变压器的初级和次级的中性点。

3.4短时中断

。,

断路器或熔断器的动作将系统的一部分从电源断开对于放射式电路这会中断对系统所有后续

。,。

部分的供电对于网状线路的情况为了清除故障有必要断开多点的连接供电网断开部分的电力用

户会受到断电的影响。

,。

对于架空线路断开故障电流的断路器常采用自动重合闸程序其目的是在最小的延迟时间里使

,()(,

电路恢复正常这种故障是暂时性可自动清除的例如对于由过电压引起的闪络没有导致包括器件

)。,

在内的重大或永久性的损坏如果首次重合闸尝试没有成功在预先设定的时间间隔内可以再次进行

。,,,

尝试如果在断开重合闸操作的预设定程序完成后故障仍然存在断路器将保持断开状态要等到在

-

(,

故障位置进行必要的修复后才能闭合当然对故障仍然存在时的每一次重合闸会导致额外的电压暂

,)。

降所观察到的深度与观察点的位置有关

,,先前故障清除而导致的电网

除了故障的有效隔离外还需要进行自动或者手动的开关操作以减少

中断范围和断电用户的数目。

)方括号中的数字指的是参考文献的序号。

1

4

/—//:

GBZ18039.72011IECTR61000-2-82002

,,

因此一次单独的故障可能会导致一连串复杂的开关动作用户可以看到持续时间不同的断电过

。,

程其实际情况取决于电网的结构和用户相对于故障及相关开关的位置一些用户会经历非常短暂的

,。

断电而另一些用户在电网重新供电之前可能必须等待维修的完成

,(,,)

按照惯例对持续时间达1min的中断或者对于某些重合闸的要求会长达3min划分为短时

中断。

3.5电压暂降和短时中断的原因

,(,)

如前所述电压暂降有时会扩大到短时中断或者伴随有短时中断的原因是电力系统上的短路以

。,

及偶尔的大负载波动引起的很大的电流浪涌电流在网络阻抗上的流动导致电压降从而使得传到电

力用户处的电压下降。

,、。

引起短路的介质击穿或是由于过电压应力或是某种原因引起的绝缘性能的减弱损坏或桥接产

,:

生这些故障的原因有很多包括

———:、、、;

气候条件闪电和风暴雪冰在绝缘体上盐或大气污染物的沉积以及由风吹来的砂石

———:、、、、,

机械撞击和损坏由交通工具施工设备挖掘设备