内容提要：本文扼要地介绍{zx1}颁布的电能质量四项国家标准修订工作概况和主要修订内容，对比了新老标准的差异，对于一些重要变动，做了一定解释或说明，并提出一些个人观点。可供深入理解和执行新国标参考。
　　
　　关键词：电能质量 国家标准修订
　　
　　1概述
　　
　　经国家发改委和国家标准化管理委员会批准的电能质量四项国家标准修订工作已经完成，新标准已颁布，四项国标均由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会提出并归口，分别由中国科学研究院和武汉国测科技股份有限公司主持修订，参加修订工作的有、机械、冶金、铁路、石化、煤炭、汽车、仪表等企事业单位及高等院校。这四项标准是：
　　
　　GB/T12325-2008电能质量供电电压偏差（代替GB/T12325-2003）
　　
　　GB/T15945-2008电能质量系统频率偏差（代替GB/T15945-1995）
　　
　　GB/T12326-2008电能质量电压波动和闪变（代替GB12326-2000）
　　
　　GB/T15543-2008电能质量三相电压不平衡（代替GB/T15543-1995）
　　
　　这次修订的宗旨是使标准进一步科学化、实用化，提高可操作性，做到既向国际先进标准靠拢，又符合国情，适应和用电负荷的快速增长和市场的发展需要，加强电能质量的监督和管理，以提高我国的电能质量水平，为的安全、稳定以及国民经济、降耗、增效做贡献。
　　
　　修订工作组重点做了以下几项工作：
　　
　　（1）近年来国外相关标准的调研；
　　
　　（2）国内相关指标（以近一、二年内或用户实测数据为主）和相关标准调研；
　　
　　（3）标准限值的确认或修改；
　　
　　（4）测量规定（仪表精度、基本功能、测量条件、测量方法等）；
　　
　　（5）统计和取值方法。
　　
　　为便于相关专业人员了解标准的修订动态，下面分别扼要介绍各标准修订内容、主要考虑因素，以利于标准的贯彻执行。
2关于供电电压偏差标准
　　
　　供电电压偏差是电能质量的基本指标之一，它反映供电点上电压水平（有效值）偏离系统标称电压的程度，其表达式为

　　
　　新老标准主要差别如下：
　　
　　（1）标准名称改为《电能质量供电电压偏差》。原标准的名称中“偏差”前面还有“允许”二字。去掉“允许”意味着标准的内容有所扩充，不xx于规定偏差限值（允许值），还包括测量和合格率统计的内容。
　　
　　（2）增加20kV电压等级的电压偏差限值。2003年的老标准中未涉及20kV电压，由于GB/T156-2007《标准电压》中已正式列入20kV配电电压，故明确相关标准是必要的，新标准将20kV限值纳入原标准10kV及以下的规定中。
　　
　　（3）标准正文中增加“供电电压偏差的测量”一节，使标准具有可操作性。规定的内容包括：测量仪器的性能和准确度以及测量方法。标准中测量规定主要参照IEC61000-4-30《电能质量测量方法》（国际标准，2003-02）执行并适当兼顾国内现状。例如IEC标准规定，对A级仪器（用于xx测量）基本测量时间间隔为10个周期，在此基础上综合为3个不同的时间间隔的测量值：3s、10min和2h。综合的算法一律对输入值平方的算术平均取平方根（简称为方均根值）。10个周期离散采样电压，有效值按下式计算：
　　
　　    　　
　　式中 —第i点电压瞬时采样值；
　　
　　   m—10个周期内总采样点数。
　　
　　3s电压值为：
　　
　　
　　式中15为3s（150个周波）内含10个周期基波测量值的个数（连续无缝采样）。
　　
　　10min和2h的算式类推。
　　
　　需指出，为配合国标的执行，前能源部于1992年曾颁布行业标准DL500-92《电压监测仪订货技术条件》，其中规定：“监测仪对被监测电压采用有效值采样，其采样周期每秒至少1次，并作为预处理值贮存。1min作为一个统计单元，取1min内电压预处理的平均值，作为代表被监测系统即时的实际运行电压。”显然，DL500的“有效值”采样规定和IEC标准规定一致，但“每秒至少1次”、“取1min内电压……平均值”等规定和IEC标准规定不同。标准修订工作组认为宜保留1min测量值规定。因为对较短时间（例如1天）监测，每次3s连续测量数据过多，而每次10min连续测量数据又显得少些，国内习惯用每次1min还是较为适中的。不过供电电压偏差是反映电压水平的量，宜用较长时间实测结果来反映，例如欧洲标准EN50160中规定以一周测量结果统计，在本标准中也提出“通常以月（或周、季、年）的时间为电压监测的总时间”（见标准附录A），在这么长的时间内，每次取10min（甚至2h）连续测量结果似更好些。因此国标规定：“对A级性能电压监测仪，可以根据具体情况选择4个不同类型的时间长度计算供电电压偏差：3s、1min、10min、2h。对B级性能电压监测仪，制造商应该标明测量时间窗口，计算供电电压偏差的时间长度。时间长度推荐采用1min或10min。”（注：标准中B级性能仪器一般指用于不需要xx测量场合的仪器）。
　　
　　（4）新标准中增加两个资料性附录。附录A为电压合格率统计，附录B为电压监测及地区电压合格率的统计。合格率的计算公式为：
　　

　　
　　应注意，电压合格率只是反映电压偏差指标，在中某个监测点合格的程度，是质量状况的反映，这和标准中限值执行是有区别的。标准中的限值是针对供电点规定的，直接对用户负责。电压在限值之内就是合格，超出限值就是不合格。由于公司不可能对所有供电点的电压实施监测，因此将电压监测点分A、B、C、D四类，其中A类是20kV、10(6)kV母线电压；B类是20kV～66kV专线供电的和110kV及以上供电电压；C类是10(6)kV～66kV非专线的部分供电电压，每10MW负荷至少应设一个电压监测点；D类是380/220V低压网络的部分供电电压，每百台配电至少设2个电压监测点。各类监测点电压合格率为其

　　
　　权系数0.5是国网公司相关文件中规定的。
　　
　　同样，综合电压合格率只是供电电压偏差状况的基本（或粗略）反映，是内控的一个质量指标。
3关于系统频率偏差标准
　　
　　系统频率偏差当然是电能质量一个基本指标，它反映系统频率偏离50Hz标称频率的程度（即系统频率的实际值和标称值之差）。
　　
　　新老标准主要差别如下：
　　
　　（1）标准名称改为《电能质量系统频率偏差》，去掉原标准“偏差”前面的“允许”二字，原因同2（1）中所述。
　　
　　（2）增加了术语“标称频率”。标称频率就是系统设计选定的频率，目前世界上公用的频率只有50Hz和60Hz两种，我国通用50Hz。
　　
　　（3）对原标准中“测量仪表”的内容进行扩充和细化，改为“频率偏差的测量”，其中包括仪器准确度和测量方法。规定仪器测量误差不应超过±0.01Hz，这和原标准一样。测量方法中规定“测量基波频率，每次取1s、3s或10s间隔内计到的整数周期与整数周期累计时间之比（和1s、3s或10s时钟重叠的单个周期应丢弃）。”测量时间间隔不能重叠，每次在时钟开始时计。IEC61000-4-30标准中只规定对A级性能的测量仪器“在10s间隔内计到的整数周期与整数周期累计时间之比。”国标中只所以增加1s和3s测量值是因为：①我国系统中一直沿用1s测量确定频率；②国标GB/T19862-2005《电能质量监测设备通用要求》中5.1.7条规定频率偏差的一个基本记录周期为3s。
　　
　　（4）删除原标准中“频率变动”术语，将原标准中关于冲击负荷引起的频率变动的条文移到附录A，称为“冲击负荷引起的频率偏差变化”，限值不变。
　　
　　（5）增加附录B“频率合格率统计”，表达式同式（4）（将式中“电压”换成“频率”就可以）。标准中指出，频率合格率只是“表征频率在限值以内的一种方法。统计时间以s为单位”。因此，这是内控的一个质量指标，并不直接面对用户，对用户仍以标准中规定的±0.2Hz（大容量系统）或±0.5Hz（较小容量系统）为判断依据。
　　
　　4关于电压波动和闪变标准
　　
　　该标准反映的是波动负荷（例如炼钢电弧炉、轧机、电弧焊机等）造成电压有效值的变动（即电压波动）或照度不稳定造成的视感（即闪变）。
　　
　　新老标准主要差别如下：
　　
　　（1）取消短时间闪变Pst限值，只用长时间闪变Plt的限值。这是较大的修订，问题源于：①采用Pst在国内不少中难以达标准（主要发生在用SVC治理炼钢电弧炉引起的闪变场合）；②欧洲标准EN50160《公共配电系统供电电压特性》中只有Plt限值作为衡量指标；③原标准引用的限值来源于IEC61000-3-7（1996年，第三类技术报告，已被等同采用为国标GB/Z17625.5-2000），这仅仅是一个技术报告（或指导性技术文件），并非国际标准。由于采用（原标准为）作为限值基础，因此限值有所放宽（粗略估计，约放宽20%）。实践证明，这样放宽是合理的。
　　
　　（2）对电压波动（主要指随机性波动）限值的判断，由取95%概率大值改为取{zd0}值，同时相应放宽了限值，这也是一个较大的修订，这样改的理由：电压波动的{zd0}值在许多场合容易确定。例如电弧炉的冲击无功功率{zd0}值可由电极短路状态很易计算出来，也可以在熔化期录取相应的电压有效值波形得到，因此增强了标准的可操作性。
　　
　　（3）对闪变的测量持续时间取值方法做了明确或调整。规定系统公共连接点的闪变采用一个星期（168h）测量，单个波动负荷引起的闪变采用{yt}（24h）测量，都取{zd0}值为合格判据。因为，单个波动负荷工况易于人为（例如安排发生{zd0}冲击的工况），测量持续时间较短些是可行的，这样也利于提高测试工作效率。
　　
　　（4）对单个波动负荷引起的闪变仍按三级原则处理，但有一定的简化，并对超标用户提出明确的治理要求。
　　
　　（5）对闪变的评估方法进行了简化，删除了原标准中不常用的正弦波、三角波电压波动曲线分析法以及难以执行的仿真法和闪变时间分析法。
　　
　　（6）简化了原标准附录C涉及的闪变分析实例和评估方法，用较简洁的方法给出了各种电弧炉[包括交流、直流、精炼、康斯丁（consteel）炉]闪变评估系数。
　　
　　（7）将电压波动和闪变的限值适用范围扩展到超高压（EHV，指220kV以上电压等级）系统，但不考虑EHV对下一电压等级的闪变传递。闪变的传递系数统一修订为推荐值0.8。
　　
　　（8）增加了闪变合格率的统计方法（附录D），以便于对这一电能质量指标状况的评估。表达式同式（4）（将式中“电压”换成“闪变”就可以）。这也只是内控的一个质量指标。
　　
　　（9）标准性质由强制性（GB）改为推荐性（GB/T），以和其他电能质量标准一致。
5关于三相电压不平衡标准
　　
　　电压不平衡反映三相供电的电压幅值不同或（和）相位差不是120°的现象，这种现象（不平衡程度）一般用电压负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值（有效值）的百分比表示。
　　
　　新老标准主要差别如下：
　　
　　（1）标准名称有所变化，去掉原标准的名称中“不平衡”前面“允许”二字，以及后面的“度”字，使标准名称和内容更加吻合。
　　
　　（2）在标准适用范围中，明确了“瞬时和暂时的不平衡问题不适用于本标准”。在“术语和定义”中明确了“瞬时”、“暂时”和“短时”的时间范围，此范围来源于行业标准《电能质量术语》报批稿（主要参考IEEEStd1159-1995，略有修订）。明确了“三相不平衡度”是对基波分量而言的。
　　
　　（3）引入了“低压配电系统零序不平衡”概念，因经验、技术和管理上原因，对限值暂不作规定。因此本标准仍只对负序基波分量引起的电压不平衡度限值作了规定。在术语使用上有时用“负序不平衡度”替代原标准的“不平衡度”。
　　
　　（4）将原标准的“不平衡度的测量和取值”内容由附录提升至标准正文，并对测量时间、测量方法进行了调整和充实。对波动负荷引起的不平衡，当测量条件（系统运行较小方式、负荷处于正常、连续工作状态且包含{zd0}工作周期）满足规定时，可取正常工作日24h持续测量、测量间隔为1min；对系统的公共连接点，测量持续时间取一周（168h），每个不平衡度的测量间隔可为1min的整数倍（取10min方均根值）。对于负序不平衡度，仍执行95%概率大值规定。公共连接点的正常限值为2%，短时限值为4%；每个用户一般限值1.3%，短时为2.6%。
　　
　　（5）关于每次测量数据的形成，按IEC61000-4-30，“电压输入信号基波分量的每次测量取10个周波的间隔，仪器记录周期为3s，按方均根取值。”这里应注意，仪器不能直接使用式（2）求得的10个周波有效值，因为“有效值”中包含谐波、间谐波以及杂散的电源信号，本标准需要基频成分，故应通过滤波器或DFT算法，xx这些影响（IEC标准中有

　　
　　m—在3s内均匀间隔取值次数（）；显然，m=15时为连续无缝采样，这是IEC标准中推荐算法。保留是兼顾老标准规定。
　　
　　至于10min或1min测量值，由所有记录周期值的方均根值求取。
　　
　　还应指出，本标准尚缺对不平衡度的合格率统计规定。合格率是内控质量指标，宜对各指标用统一表达式[例如式（4）]。特殊之处在于本指标的合格与否是用测量周期内95%概率大值来衡量的。这样，一个地区，对此指标的统计可能需要两个综合结果来说明：一个就是各监测点电压不平衡度在限值之内的时间占总运行统计时间（年、季、月、周等）的百分数，此结果反映不平衡度总状况；另一个就是各监测点电压不平衡度在规定时间内（周、日）按95%概率大值统计的合格率，此结果反映不平衡负荷对干扰的水平。显然，前一个指标难以做到{bfb}，后一个指标可以达{bfb}，前一个指标能更细地反映不平衡度变化的动态。
　　
　　6总结
　　
　　本文扼要地介绍了{zx1}颁布的电能质量四项国标修订工作的概况和主要修订内容，对比了新老标准的差异，对于一些重要变动，做了一定解释或说明，可供深入理解和执行新国标参考。
　　
　　标准的完善是一个漫长过程。这次修订的四项国标虽然增加了科学性、实用性，提高了可操作性，并结合国情吸取了国标上{zx1}一些标准成果，但仍存在不少缺点，例如有的指标（如频率）测量间隔规定未统一；有的指标（如电压不平衡度）缺乏合格率统计规定；标准中个别条文可能存有缺陷、规定不够仔细全面等，这些都会影响标准的实施，希望在标准执行中进一步积累经验，不断修订、完善。
　　
　　{zh1}需要说明的是，本文只是笔者参与这四项国标修订工作的一些体会和看法，不足之处，甚至错误在所难免，恳请批评指正。