电能质量限值计算

对供配电电网特定供电点的供电指标限值和用电质量指标限值称之为该供电点的电能质量限值。

供配电网电能质量限值不包括设备定型试验时对无条件接入公用低压供电系统的设备的电磁兼容限值（谐波电流发射限值和电压波动和闪烁的限制）。

供配电网供电质量指标限值包括供电电压偏差限值、电力系统频率偏差限值、三相电压不平衡度限值、电压波动和闪变限值、谐波电压限值、间谐波电压限值、电压暂降限值等。

供配电网用电质量指标限值包括负序电流限值、波动负荷产生的电压闪变限值、谐波电流限值、单个用户引起的间谐波电压限值、功率因数限值、有功冲击限值等、。

用电质量恶化是使供电质量变差的主要因素，因此用户对电网电能质量的干扰水平常用用电质量指标衡量。

3.2供配电网电能质量限值计算的必要性

严格地控制用户或电力设备对电网的干扰水平和提高电网供电的电压质量需要较高的电网控制和管理成本，但是可以降低电网损耗，净化电网和电力设备的运行环境，使电网和电力设备更加安全高效运行，降低电力设备的设计制造费用。反之，如果放宽用户或电力设备对电网的干扰和降低电网供电的电压质量则会降低电网控制和管理成本，但是将使电网损耗增大，电网和电力设备运行环境恶化，增加电网和电力设备的运行故障，增大电力设备的设计制造难度和费用。

为了协调维护电力公司、用户和电力设备制造商三者之间的利益，以在整体社会成本最小的条件下，把电能质量控制在允许的范围内，需要一套统一而且完整的电能质量标准。电能质量限值计算实际上就是在相关各方的权利和利益平衡的基础上，按照标准为相关各方提供一个共同的遵守规范，进而在整个社会成本最小的条件下，通过相关各方的合作，在电力公司、电力用户和电力设备三者之间实现最大的兼容。 3.3供配电网电能质量考核

3.3.1公用电网公共连接点的电能质量考核（电网公司内部管理考核） （1）考核点

1

公用电网公共连接点PCC,如图3.1中的A点。 （2）供电质量考核

考核对象：电网公司； 考核内容

考核PCC的供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变、谐波电压、间谐波电压是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内。 （3）用电质量考核

考核对象：电网公司。 考核内容：

考核全部用户注入PCC的负序电流和谐波电流、波动负荷产生的电压波动与闪变是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内，

考核PCC的功率因数、有功冲击是否在企业标准或相关规定或供用电合同规定的限值以内。

T1A用户1u1l1nl11BT2C用户nu2l21DT3l31l2mEFu3l3k

用电负荷图3.1 电能质量考核点分布图

2

（4）公用电网电能质量标准

GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波； GB/T 12325 电能质量 供电电压偏差； GB/T 15945 电能质量 电力系统频率偏差； GB/T 12326 电能质量 电压波动和闪变； GB/T 15543 电能质量 三相电压不平衡； GB/T 18481 电能质量 暂时过电压和瞬态过电压； GB/T 24337 电能质量 公用电网间谐波。

3.3.2公用电网单用户供电关口的电能质量考核（供用电双向考核） 单用户指接于公用电网供电母线上的单条线路供电的用户。 （1）考核点

公用电网单用户供电关口, 如图3.1中的B点。 （2）供电质量考核 同3.3.1（2）。 （3）用电质量考核

考核对象：接于公共供电母线的单个用户； 考核内容

考核单个用户注入PCC的负序电流和谐波电流、波动负荷产生的电压波动与闪变、单个用户在PCC点产生的间谐波电压是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内，

考核B点的功率因数、有功冲击是否在企业标准或相关规定或供用电合同规定的限值以内。

3.3.3用户供配电网内部公共连接点的电能质量考核（用户内部管理考核） （1）考核点

用户供配电网内部公共连接点，如图3.1中的C点(高压或中压公共连接点)和E点（中压或低压公共连接点）。, （2）供电质量考核

考核对象：用户供配电技术管理部门； 考核内容

考核供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变是否在

3

公用电网电能质量标准规定的限值以内,

考核间谐波电压是否在企业标准规定的限值以内，

对于与高压或中压系统，考核谐波电压是否在电磁兼容限值标准规定的规划水平以内， 对于低压系统，考核谐波电压是否在电磁兼容限值标准规定的电磁兼容水平以内。 （3）用电质量考核

考核对象：用户供配电技术管理部门； 考核内容

全部负荷注入对应的C点（和E点）的负序电流、波动负荷在对应的C点（和E点）产生的电压闪变限值是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内，

全部负荷注入对应的C点（或E点）的谐波电流是否在IEEE 519 Harmonic Limits规定的发射水平的指标限值以内，

C点（和E点）的功率因数、有功冲击是否在企业标准或相关规定或供用电合同规定的限值以内。

（4）电磁兼容限值标准

GB17625.1 电磁兼容限值 谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）；

GB17625.2 电磁兼容限值 对额定电流不大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限值；

GB/Z17625.3 电磁兼容限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪烁的限值；

GB/Z17625.4 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； GB/Z17625.5电磁兼容限值 中高压电力系统中波动负荷发射限值的评估；

GB/Z17625.6 电磁兼容限值 对额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限值；

3.3.4用户供配电网单负荷供电关口的电能质量考核（供用电双向考核）

单负荷指接于用户供电母线上的单条线路供电的设备集成。 （1）考核点

用户供配电网单负荷供电关口，如图3.1中的D点（高压或中压单负荷供电关口）和F点（中压或低压单负荷供电关口）。 （2）供电质量考核

4

考核对象

用户供配电技术管理部门； 考核内容

考核供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变、谐波电供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内,

考核间谐波电压是否在企业标准规定的限值以内，

对于与高压电网，考核谐波电压是否在电磁兼容限值标准规定的规划水平以内， 对于中低压电网，考核谐波电压是否在电磁兼容限值标准规定的电磁兼容水平以内， 对于中低压电网，考核电压暂降是否在企业标准或相关规定或供用电合同规定的限值以内。

（3）用电质量考核 考核对象：单负荷； 考核内容

考核单个负荷注入C点（和F点）的负序电流、波动负荷产生的电压闪变限值是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内，

单个负荷在C点（和F点）产生的间谐波电压限值是否在公用电网电能质量标准规定的限值以内，

单个负荷注入对应的C点（或E点）的谐波电流是否在IEEE 519 Harmonic Limits规定的发射水平的指标限值以内，

C点（和F点）功率因数、有功冲击是否在企业标准或相关规定或供用电合同规定的限值以内。

3.4 供电电能质量限值计算

包括供电电压偏差、电力系统频率偏差、三相电压不平衡度、电压波动和闪变、谐波电压、电压暂降的限值计算。 3.4.1系统频率 （1）频率偏差限值

电力系统正常运行条件下频率偏差限值允许值为±0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到±0.5Hz。

（2）频率偏差的测量

5

采样信号：交流电压信号； 测量周期：10s；

采样频率：单通道不小于6.4kHZ； 单次分析窗口宽度：400ms～1000ms。 （3）频率合格率的统计方法

统计时间以s为单位，计算公式如下：

频率合格率（1频率超限时间）100%

总运行统计时间 （4）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.4.2电压偏差 （1） 电压偏差限值

35kV及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10％。 20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7％。 220V单相供电电压偏差为标称电压的＋7％，－10％。

对供电点短路容量较小、供电距离较长以及对供电电压偏差有特殊要求的用户，由供、用电双方协商确定。

（2）测量方法

基本的测量时间窗口：10周波。

测量周期：1min, 电压偏差值为1min内各次测量的平均值。 计算公式：

电压偏差（%）=（3）电压合格率统计 统计周期：周、月、季、年。 统计数据：每分钟测量值。 计算公式：

电压测量值-系统标称电压100%

系统标称电压电压合格率（%）=（1电压超限时间）100%

总运行统计时间（4）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。

6

3.4.3电压不平衡度 （1）电压不平衡度限值

电网正常运行时，负序电压不平衡度的95%概率大值不超过2%，最大值不得超过4%。低压系统零序电压限值暂不规定，但各项电压必须满足GB/T 12325的要求。

（2）测量方法

测量条件：电力系统正常运行的最小方式，不平衡负荷处于正常、连续工作状态，并包含不平衡负荷的最大工作周期。

基本的测量时间窗口：10周波。

测量周期：3s, 电压偏差值为3s内各次测量的方均根值。3s内测量次数不得少于6次。 测量间隔：1min.

统计周期：30min～60min，其值是各测量周期方均根值的最大值和95%概率大值。最大值应不大于4%，95%概率大值不大于2%。

（3）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.4.4谐波电压

（1）公用电网谐波电压

谐波电压限值

公用电网谐波电压限制如表3.1所示，谐波限值计算参见《GB/T 14549 电能质量 公用电网谐波》。

测量方法

测量条件：电网正常供电的最小运行方式、且谐波源工作周期中产生的谐波量大的时段。 测量次数：根据谐波源的特点或测试分析结果，一般在100次以内选择测量次数。 基本的测量时间窗口：10周波。

测量周期：3s, 其值为各次测量值的方均根值。 测量间隔：1min.

统计周期：30min～60min，其值是各测量周期方均根值的95%概率大值。取95%概率大值判断是否超过国标限值。

7

表3.1 公用电网谐波电压限值

电网标称 电压（kV） 0.38 6 电压总谐波 畸变率（%） 5.0 各次谐波电压含有率（%） 奇 次 4.0 偶 次 2.0 4.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 66 110 2.0 1.6 0.8 适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口。 （2）用户高中压供配电网内部谐波电压规划值 谐波电压规划值：

按照GB/17625.4 《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》规定的谐波电压规划水平指标限值确定。

MV、HV和EHV电力系统谐波电压规划水平的指标限值用标称电压的百分数表示见表3.2。

表3.2 MV、HV和EHV电力系统谐波电压规划水平的指标限值 非3倍次数奇次谐波 谐波次数h 5 7 11 13 17 19 23 25 >25 MV 5 4 3 2.5 1.6 1.2 1.2 1.2 0.2+0.5×(25/h) 谐波电压 （%） HV-EHV 2 2 1.5 1.5 1 1 0.7 0.7 0.2+0.5×(25/h) 3倍次数奇次谐波 谐波次数h 3 9 15 21 >21 谐波电压 （%） MV 4 1.2 0.3 0.2 0.2 HV-EHV 2 1 0.3 0.2 0.2 谐波次数h 2 4 6 8 10 12 >12 偶次谐波 谐波电压 （%） MV 1.6 1 0.5 0.4 0.4 0.2 0.2 HV-EHV 1.5 1 0.5 0.4 0.4 0，2 0.2 1）对于HV系统而言，关于U2的规划水平值1.5%似乎可能是相当高，但可能会遇到这样的值，并值得注意，2次谐波并不总是与直流分量联系在一起的。 2）总谐波畸变率（THD）：MV网络为6.5%，HV网络为3%。 适用考核点：用户高中压供配电网内部公共连接点、用户高中压供配电网单负荷供电关口。

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（3）用户中低压供配电网内部谐波电压电磁兼容值

按照GB/17625.4 《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》规定的谐波电压兼容水平指标限值确定。

LV和MV系统的谐波电压电磁兼容水平指标用标称电压的百分数表示，见表3.3。

表3.3 LV和MV电力系统中谐波电压电磁兼容水平

非3倍次数奇次谐波 谐波次数 h 5 7 11 13 17 19 23 25 >25 谐波电压 % 6 5 3.5 3 2 1.5 1.5 1.5 0.2+1.3×(25/h) 3倍次数奇次谐波 谐波次数 h 3 9 15 21 >21 谐波电压 % 5 1.5 0.3 0.2 0.2 偶次谐波 谐波次数 h 2 4 6 8 10 12 >12 谐波电压 % 2 1 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 注：总谐波畸变率（THD）：8%。 适用考核点：用户中低压供配电网内部公共连接点、用户中低压供配电网单负荷供电关口。

3.4.5间谐波电压

间谐波电压限值

220kV及以下电力系统公共连接点（PCC）各次间谐波电压含有率（%）限值规定如下： 1000V及以下，<100HZ：0.2； 1000V及以下，100HZ～800HZ：0.5； 1000V及以上，<100HZ：0.16； 1000V及以下，100HZ～800HZ：0.4。 间谐波测量评估

测量条件：系统正常运行的最小方式且间谐波发生最大工况，当测量条件不能满足“系统正常运行的最小方式”的要求时，可将测量结果按短路容量折算。

评估要求：评估时间段大于24h，3S一个测量值，10分钟计算一个均方根值，24h统计一个95%概率大值，取三相中最大值作为评估依据。

9

3.4.6电压波动 （1）电压波动限值

各级电网电压在一定频度范围内的电压波动限值如表3.4所示。

表3.4 各级电网电压波动限值

变动频度波动限值d（%） HV 3 2.5 变动频度 r（次/h） 10＜r≤100 10＜r≤1000 波动限值d（%） LV、MV 2 1.25 HV 1.5 1 r（次/h） LV、MV r≤1 1＜r≤10 4 3 表中公共连接点标称电压等级划分为：低压（LV）：UN≤1kV；中压（MV）：1kV＜UN≤35kV；高压（HV）：35kV＜UN≤220kV。对于变动频度少于1次/日的电压波动限值还可放宽。对于随机性不规则的电压波动，如电弧炉负荷引起的电压波动，限值为dHV2.5%；

dMV3.0%； dLV3.0%。

（2）电压变动的测量

电压方均根值测量周期：10ms。 电压变动测量周期：1h。

（3）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.4.7电压闪变 （1） 电压闪变限值

各级电网长时电压闪变限值如表3.5所示。

表3.5 各级电网长时电压闪变限值 系统电压等级（kV） 长时电压闪变限值 （2）电压闪变值的测量

短时间闪变值测量周期10min；长时间闪变值测量周期2h，持续监测周期为一周（168h）。

长时电压闪变值的计算

≤110 1 ＞110 0.8 10

Plt3112(Pstj)3 12j1式中：

Plt—长时电压闪变值；

Pstj—2h内第j个短时闪变值。

（3）闪变合格率统计方法 监测点闪变合格率：

闪变超限时间监测点闪变合格率=1-100%

总运行统计时间公用电网的闪变合格率

电网闪变合格率(%)=n监测点闪变合格率/n

1注：电压闪变监测点设在公共连接点上；n为监测点数。

（4）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.4.8电压暂降

（1）电压暂降限值：以引起负荷保护断电的最小电压暂降值作为该负荷电源的电压暂降限值，一般用允许最大电压暂降深度和持续时间表示。 （2）适用考核点：用户供配电网单负荷供电关口。 3.5 用电电能质量限值计算

包括功率因数、有功冲击、负序电流、波动负荷产生电压闪变、谐波电流的限值计算、 3.5.1功率因数 （1）功率因数限值

公用电网公共连接点：月平均功率因数不小于0.95或按企业标准规定。 公用电网单用户供电关口：月平均功率因数不小于0.90或按企业标准规定。 用户供配电网内部公共连接点：月平均功率因数不小于0.90或按企业标准规定。 用户供配电网单负荷供电关口：电力设备额定功率大于等于100kW, 月平均功率因数不小于0.90或按企业标准规定；电力设备额定功率小于100kW, 月平均功率因数不小于0.85或按企业标准规定。

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（2）月平均功率因数计算 计算周期：一个月。

计算方法：根据考核点前一个月的累计有功电量和累计无功电量（按负值正计原则累计无功电量）计算前一个月的月平均功率因数。 3.5.2有功冲击 （1）适用考核点

220kV及以上电压等级的公用电网公共连接点和公用电网单用户供电关口。 （2）有功冲击限值PL(MW)计算

用户冲击负荷有功功率冲击限值可用下式计算

式中：

PLfLKGKLfSGfN

fL—用户冲击负荷引起的频率波动（Hz）限值。

对接于公用电网公共连接点的全部冲击负荷引起的系统频率变化限值fL一般为±0.2Hz，根据冲击负荷性质和大小以及系统的条件也可适当变动，但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全、稳定运行以及正常供电；

对接于公用电网第i用户供电关口冲击负荷引起的系统频率变化限值fL,i可按下式计算：fL,iKiPL,i,maxPL,maxfL，

Ki：第i用户有功冲击系数，若第i用户在接于公用电网公共连接点的全部用户中有功

冲击最大，则Ki1，否则Ki0.3～1（与接于公用电网公共连接点最大有功冲击用户的同时率越高，Ki取值越大）。

PL,max：公用电网公共连接点的全部用户的最大有功冲击（MW）。 PL,i,max：公用电网第i用户供电关口的最大有功冲击(MW)。

fN—系统频率标称值（Hz），对于我国电力系统，fN=50Hz。 SG—系统发电总容量（MW）。

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—备用容量系数，等于SG与系统总负荷之比。

KGf—发电机的功率频率静态特征系数。汽轮发电机组KGf=16.7～25，水轮发电机组KGf=25～50。

KLf—电力系统负荷的频率调节效应系数，KLf=1～3。

若有功冲击主要是由有功功率与频率无关的负荷（如照明、电弧炉、电阻炉、暂流负荷等）引起的，则KLf=1～1.5。

若有功主要是由有功功率与频率一次方成正比的负荷（如机床、球磨机、往复式水泵、压缩机、卷扬机等）引起，则KLf=1.5～2。

若有功冲击主要是由有功功率与频率的2～3次或更高次方成正比的负荷（如风机、水泵等）引起的，则KLf=2～3。 （3）有功冲击测量方法

测量周期：当电源与负荷平衡遭到严重破坏时，均可能导致电力系统频率的变化。为此，系统调度部门都预先按电力系统的实际运行条件，制定相应的防止频率大幅度变化的措施。一般从频率开始变化，遏制措施起作用，至电源与负荷重新维持平衡，频率稳定与新运行点的全过程约为几秒至几十秒，因此有功功率冲击的测量周期为30s。

测量方法：每10ms进行一次有功功率的计算，有功冲击为30s内有功功率最大值与最小值为Pmin之差。

有功冲击最大值

在用户用电负荷有功冲击最严重的时段，连续测量24h，取有功冲击最最大值作为评估依据。 3.5.3负序电流

（1）负序电流限值计算

式中：

I2,LU1U2,LZ2,S

U,L—单个用户在公共连接点产生的负序电压限值：95%概率大值不超过1.3%，最大值

2不超过2.6%。

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U1—供电母线基波正序相电压；

Z2,S—系统基波负序阻抗。一般情况下，系统基波负序阻抗等于系统正序阻抗。 I2,L—单个用户注入系统的负序电流限值。

（2）测量方法及确认负序事件属性 统计分析

取测量时间段内单个用户I2的95%概率大值、最大值及U2对应值 判断I2流向

取单周期分析的电压和电流相量计算Z2.U2I2..Z2

A．若U20.02U1且I20.03IB（IB为电流测量量程） a． 18090，则I2由负荷流向系统；

b．090或800，则I2由系统流向负荷； c．9080，按照B判断I2的流向。 B．若U20.02U1或I20.03IB

a．Z21.5Z2,S，说明Z2为系统的负序阻抗，则I2由负荷流向系统； b．Z25Z2,S，说明Z2为负荷的负序阻抗，则I2由系统流向负荷；

c．1.5Z2,SZ25Z2,S，应综合考虑供电电压、负荷的不平衡特性及工程师的经验来确定I2的流向。

事件属性确定

A、若I2是由负荷流向系统，且I2I2,L，则用户注入系统的负序电流超过规定限值，发生了不平衡用户危害公用电网的负序电流事件。

B、若I2是由系统流向负荷 a．

I2U0.06且20.02，则没有发生负序电流事件或负序电压事件 I1U1I2U0.06且20.02则发生了供电负序电压超标而危害用户的负序电流事件 I1U1b、

c、

I2U0.06且20.02，则用户三相负荷严重不平衡。 I1U1（4）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公

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共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.5.4波动负荷产生的电压闪变

（1）波动负荷产生的电压闪变限值

全部波动负荷在PCC点处产生电压长时闪变总限值（最大值）G。

33G3L3PTLH 式中：

LP—PCC点供电电压长时间闪变值Plt的限值；

LH—上一电压等级供电电压长时间闪变值Plt限值；

T—上一电压等级对下一电压等级的闪变传递系数，推荐为0.8。

（2）单个波动负荷接于PCC处点产生电压长时闪变限值（最大值）Ei

EiG3式中：

Si1 StFSi—第i个用户协议用电容量； St—对第i个用户供电容量；

F—波动负荷的同时系数，其典型值F0.2~0.3，但要保证

大F的取值。 （2）测量计算

SiSt，否则应适当增FPlt测量周期：168h，取测量结果的最大值。

测量接于PCC点全部用户波动负荷退出一段时期内的电压长时间闪变值Plto。 测量接于PCC点第i个用户波动负荷退出一段时期内的电压长时间闪变值Plto,i。 全部用户波动负荷在PCC点处产生电压长时间闪变值Plt3Plt3Plto3。

3第i个单个用户波动负荷在PCC点处产生电压长时间闪变值Plt,iPlt3Plto,i3。

（4）适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口、用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.5.5谐波电流

（1）公用电网谐波电流

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全部用户向公共连接点注入的谐波电流限值 如表3.6所示

表3.6 注入公共连接点的谐波电流允许值

标准 基准短路 电压 容 量 kV 0.38 6 10 35 66 110 MVA 10 100 100 250 500 750 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 谐波次数及谐波电流允许值，A 78 62 39 62 26 44 19 21 16 28 13 24 11 12 9.7 18 8.6 16 7.8 8.9 7.1 14 6.5 12 43 34 21 34 14 24 11 11 8.5 16 7.1 13 6.1 6.8 5.3 10 4.7 9 4.3 4.9 3.9 7.4 3.6 6.8 26 20 13 20 8.5 15 6.4 6.8 5.1 9.3 4.3 7.9 3.7 4.1 3.2 6 2.8 5.4 2.6 2.9 2.3 4.5 2.1 4.1 15 12 7.7 12 5.1 8.8 3.8 4.1 3.1 5.6 2.6 4.7 2.2 2.5 1.9 3.6 1.7 3.2 1.5 1.8 1.4 2.7 1.3 2.5 16 13 8.1 13 5.4 9.3 4.1 4.3 3.3 5.9 2.7 5 2.3 2.6 2 3.8 1.8 3.4 1.6 1.9 1.5 2.8 1.4 2.6 12 9.6 6 9.6 4 6.8 3 3.2 2.4 4.3 2 3.7 1.7 1.9 1.5 2.8 1.3 2.5 1.2 1.4 1.1 2.1 1 1.9 注：220kV基准短路容量取2000MVA。

当公共连接点处的最小短路容量不同于基准短路容量时，可按下式修正表4.4的电流允许值：

In式中：

Sk1Inp Sk2Sk1—公共连接点的最小短路电容（MVA）； Sk2—基准短路电容（MVA）；

Inp—表4.4中第n次谐波电流允许值（A）；

In—短路电容为Sk1时的第n次谐波电流允许值（A）。

单个用户向注入公共连接点的谐波电流限值

在公共连接点处第i个用户的第n次谐波电流允许值（Ini）按下式计算：

SII(i)1/ ninSt式中：

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Si—第i个用户的用电协议容量, MVA； St—公共连接点的供电设备容量，MVA； —相位迭加系数，按表3.7取值。

表3.7 相位迭加系数

n 3 1.1 5 1.2 7 1.4 11 1.8 13 19 9|>13|偶次 2  谐波源的叠加

两个谐波源的同次谐波电流在一条线路的同一相上迭加，当相位角已知时按下式计算：

式中：

InIn1In222In1•In2•cosn In1—谐波源1的第n次谐波电流，A；

In2—谐波源2的第n次谐波电流，A；

n—谐波源1和谐波源2的第n次谐波电流之间的相位角。

当相位角不确定时，可按（C5）式进行计算：

InIn12In22KnIn2In2 式中Kn为谐波源叠加计算系数，其值按表3.8选取。

表3.8 谐波源叠加计算系数

n 3 1.62 5 1.28 7 0.72 11 0.18 13 0.08 9|>13|偶次 0 Kn 两个以上同次谐波电流迭加时，首先将两个谐波电流迭加，然后再与第三个谐波电流相迭加，以此类推。两个及以上谐波源在同一节点同一相上下引起的同次谐波电压迭加的计算也与前面类同。

适用考核点：公用电网公共连接点、公用电网单用户供电关口。 （2）用户供配电网谐波电流 谐波电流限值

根据IEEE 519 Harmonic Limits 有关规定，用户谐波配电网所连设备谐波电流发射水

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平的指标限值由表3.9给出。

表3.9 IEEE 519电流畸变限制值

ISCIL h<11 <20 20～50 50～100 100～1000 >1000 4.0 7.0 10 12 15 IhIL(%)— 一般配电系统（120V～69kV） 11≤h<17 2.0 3.5 4.5 5.5 7.0 17≤h<23 1.5 2.5 4.0 5.0 6.0 23≤h<35 0.6 1.0 1.5 2.0 2.5 h≥35 0.3 0.5 0.7 1.0 1.4 THD (%) 5 8 12 15 20 ISCIL h<11 IhIL (%)— 一般输电系统（69～161kV） 11≤h<17 17≤h<23 23≤h<35 h≥35 THD (%) 限制值是一般配电系统相应值的一半 ISCIL h<11 <50 ≥50 2.0 3.0 IhIL (%)— 一般输电系统（>161kV） 11≤h<17 1.0 1.5 17≤h<23 0.75 1.15 23≤h<35 0.3 0.45 h≥35 0.15 0.22 THD (%) 2.5 3.75 表中：① ISC为被评估负荷接入点的最小短路电流；IL为被评估负荷最大工作周期内（15～30min）的最大基波电流；Ih为h次谐波电流含量；THD为谐波电流总畸变率限值。② 偶次谐波限值为表列奇次谐波限值的25%。

适用考核点：用户供配电网内部公共连接点、用户供配电网单负荷供电关口。 3.5.6单个用户在PCC点产生的间谐波电压

（1）干扰限值

单个用户在220kV及以下电力系统公共连接点（PCC）上产生的各次间谐波电压含有率（%）限值规定如下：

1000V及以下，<100HZ：0.16； 1000V及以下，100HZ～800HZ：0.4； 1000V及以上，<100HZ：0.13； 1000V及以下，100HZ～800HZ：0.32； （2）测量评估：同3.4.5 3.6电能质量限值计算中的几个问题

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3.6.1公用电网中多个用户电能质量干扰限值的分配问题

国标中对接于公共连接点的多个用户对公用电网干扰限值分配是按照公平原则分配，协议用电容量越大，允许干扰限值越大。但多数情况下，每个用户对公用电网的干扰性质和干扰水平是不一致的，如果每个电能质量指标都是公平分配，会造成单个用户治理费用大，从而使整体社会成本太高。

对于负荷较固定的场合，只要保证全部用户的干扰限值不超标和用户的安全经济运行，在整体社会成本最小的条件下，可以对单个用户的干扰限值适当放宽。

举例如下:接于公共连接点的三个干扰用户分别为谐波源用户、无功波动用户和三相不平衡用户，按照国标给的公平原则分配干扰限值，三个干扰用户都超标，但三个用户总体对公共连接点的干扰并不超标。因此，在用户负荷相对固定的前提下，可以放宽各用户的干扰限值，从而节省了用户的电能质量治理费用。 3.6.2用户内部电网的电能质量限值

在保证中高压用户对公用电网公共连接点干扰限值在国标限值以内的前提下，中高压配电网用户的电压质量按照电磁兼容的规划水平管理，中低压子系统或设备对用户配电网的干扰限值按照电磁兼容的规划水平确定。对同一电能质量指标，国标比电磁兼容的规划水平严格，电磁兼容的规划水平比电磁兼容水平严格，因此按照上述方法确定中高压用户内部配电网的电能质量和干扰限值可以最大限度地会降低用户电能质量的技术和管理成本。 3.6.3提高电力设备的电磁兼容水平

随着技术进步，设备制造商提高设备的电磁兼容水平往往比供电方提高供电电压质量要经济的多。例如美国半导体制造商和电力公司合作后制定了一个国际半导体设备和材料组织（Semiconductor Equipment and Material Intonation，Inc SEMI）性能曲线，要求处理设备可以承受最大的电压下降为50%，而持续时不超过200ms的电压暂降，从而形成了半导体工业自己的电磁兼容标准。这种方式对其他谋求提高生产设备电磁兼容水平的其他用户而言，同样是重要的。

根据企业或行业的具体情况制定相应的电磁兼容标准，提高电力设备的电磁兼容水平，可以弱化电能质量问题，降低相应的技术和管理成本。 3.7电能质量限值计算案例 3.7.1计算案例1

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如图3.1所示，供电变压器T1容量为140MVA, T1的供电电压为220kV，用户1的用电变压器T2容量为80MVA，供电母线电压U1为110kV。

（1）计算全部波动负荷在A点产生的电压长时闪变限值GA和用户1在A点产生的电压长时闪变限值E1,A。

（2）设U1母线正常运行时的最小短路容量为2000MVA,,请计算用户1注入公共连接点A的5次谐波电流限值IBA,5,limit。

（3）计算用户1注入公共连接点的基波负序电流限值IBA,1,limit。 解：（1）GA和E1,A。

220kV的电压长时闪变限值LH0.8 A点的电压长时闪变限值LP1 220kV对110kV的闪变传递系数T0.8

110kV母线所带全部波动用户在A点产生的电压长时间闪变限值

333GA3L3PTLH10.80.80.95

3波动用户1在A点产生的电压长时闪变限值（最大值）

E1,AGA3式中：

ST218010.9530.80 ST1F11400.8ST2—第1个用户协议用电容量，对于波动负荷，用电变压器负载率较大，有时用户协

议用电容量等于用电变压器容量；

ST1—第1个用户供电容量；

F1—波动用户1的同时系数，典型取值范围为0.2～0.3,但波动用户1因用电容量比例

太大，因此我们取F10.8。

（2）计算IBA,5,limit

根据3.5.5（1）计算全部用户注入A点5次谐波电流限值:

IA,5,limit20009.625.6A 75020

根据3.5.5（1）计算用户1注入A点5次谐波电流限值:

80IBA,5,limit25.6140（3）计算IBA,1,limit

11.215.7A

正常运行最小方式时系统阻抗：ZA,SU12SA,S,min11026.05 2000用户1在A点产生的负序电压限值：UBA,1,limit1100.0131.43kV

IBA,1,limitUBA,1,limit3ZA,S1430136.5A

1.7326.053.7.2计算案例2

如图3.1，U210kV,U2母线的短路容量SSC180MVA，U2母线上安装有串6%电抗器的电容器，其补偿容量Q26Mvar；D点所带负荷1的基波容量SL2MVA,负荷1为3次谐波源负荷，谐波发生量ID,36A。

（1）试评估负荷1对系统的谐波干扰水平。

（2）给出D点和C点的电压总谐波畸变率限值THDU2,D,limit和THDU2,C,limit 解：（1）评估负荷1对系统的谐波干扰水平 计算负荷1注入C点的3次谐波电流限值IDC,3,limit

C点为用户配电网内部公共连接点，我们应用3.5.5表3.9计算IDC,3,limit，

IISCSSC0.07SL1408.08A 30，DC,3,limit7%，IDC,3,limit0.07IL17.32ILILSL3U2计算负荷1注入C点的3次谐波电流IDC,3

2U2100系统基波感抗 XS0.556，系统3次谐波阻抗XS，31.67

SSC1802XLU2100无功补偿支路基波阻抗 XCXLXC10.94X16.67， CQ26XCXC17.73，XC,35.91,XL1.06，XL,33.18，XC,3XL，32.73

忽略接于U2母线其他负荷（包括配电电缆电容）3次谐波阻抗（远大于系统3次谐波阻抗）的影响，从D点看系统3次谐波阻抗 XDS，32.731.674.30,

2.731.6721

3次谐波电流从D点到C点的传输系数（3次谐波电流系数）：kDS，34.30=2.57 1.67IDC,3kDC,3ID,32.57615.42A

评估：

IDC,3IDC,3,limit15.42负荷1注入用户公共连接点C的3次谐波电流为其限值的1.911.91，

8.08倍，评估不合格。

建议解决方案

如果系统中不存在3次及以下的谐波源，也不存在无功波动问题，则建议将原无功补偿支路改为3次单调谐滤波支路；

如果系统中存在3次及以下的谐波源或存在无功波动问题，建议将原无功补偿支路撤除，安装SVG。

（2）D点和C点的电压总谐波畸变率限值THDU2,D,limit和THDU2,C,limit 由表3.2得到：THDU2,C,limit=6.5%，由表3.3得到：THDU2,D,limit=8.0%

对同一电压U2，D点和C点的电压总谐波畸变率限值不同。这是因为C点是用户供配电网技术管理部门内部管理考核点，C点的电压总谐波畸变率限值是规划水平；而D点是负荷供电关口双向考核点，D点的电压总谐波畸变率限值是电磁兼容水平，是用户供配电技术管理部门对用电负荷（设备）必须承诺的电压质量指标；电压总谐波畸变率在电磁兼容限值以内，负荷运行部门或设备制造商也必须承诺负荷（设备）不会由于电压总谐波畸变率的原因而不能正常运行。为了协调维护用户供配电网技术管理、负荷运行管理、设备制造商三方利益，对同一电能质量指标，电磁兼容限值标准规定了规划水平和电磁兼容水平，前者比后者严格。

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