DB37 T 4510—2022 矿井供电系统电能质量检测技术规范.pdf

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1、 ICS 01.040.03 CCS N 22 37 山东省地方标准 DB37/T 4510 2022 矿井供电 系统电能 质量检测 技术规范 Technical code for power quality detection of mine power supply system 2022-06-02 发布 2022-07-02 实施 山东省市 场监督 管 理局 发 布 DB37/T 4510 2022 I 目 次 前言.II 1 范围.1 2 规 范性 引用 文件.1 3 术 语和 定义.1 4 总则.1 4.1 测量 组成.1 4.2 待测 电气 量.2 4.3 待测 量的 优先 次序

2、.2 5 电 能质 量参 数测 量.2 5.1 供电 系统 频率 偏差.2 5.2 供电 电压 偏差.3 5.3 三相 电压 不平 衡.3 5.4 电压 波动 和闪 变.5 5.5 公用 电网 谐波.5 附录A（规 范性）频率 合格率 统计.8 附录B（资 料性）不平 衡度的 计算.9 B.1 不平 衡度 的表 达式.9 B.2 不平 衡度 的准 确计 算 式.9 B.3 不平 衡度 的近 似计 算 式.9 DB37/T 4510 2022 II 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标准 化工 作导则 第1 部分：标准化 文件 的结构 和起草 规则 的规 定起草。请注意 本文 件的

3、 某些 内容 可能涉 及专 利。本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责任。本文件 由山 东省 能源 局提 出并组 织实 施。本文件 由山 东省 能源 标准 化技术 委员 会归 口。DB37/T 4510 2022 1 矿 井供电 系统电能 质量检 测技术规 范 1 范围 本文件 规定 了矿 井供 电系 统电能 质量 参数，包括 矿 井供电 系统 频率 偏差、供 电电压 偏差、三相 电压不平衡、电 压波 动和 闪变、公用 电网 谐波 等的 限值、测量、计 算和 评估 方法。不包 括电 能质 量 参 数 中 暂时过电 压和瞬 时过 电压、间谐波 电压和 电流、电网 载波信 号的限 值、测

4、量、计算和 评估方 法和PDS 电磁兼容性 的要 求。本文件 适用 于井 工煤 矿，金属非 金属 等矿 山参 照执 行。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；不注 日期 的引 用文件，其 最新 版本（包 括所有 的修 改单）适 用 于 本文件。GB/T 12325 电 能质 量 供电电 压偏 差 GB/T 12326 2008 电能 质量 电压 波动 和闪 变 GB/T 14549 电 能质 量 公用电 网谐 波 3 术语和 定义 下列术 语和

5、 定义 适用 于本 文件。3.1 电能质 量 power quality 电力系 统指 定点 处的 电特 性，关 系到 供用 电设 备正 常工作(或 运行)的电 压、电流的 各种 指标 偏 离基准技术 参数 的程 度。注：基准技术参数一般是指理想供电状态下的指标值，这些参数可能涉及供电与负荷之间的兼容性。3.2 闪变 flicker 灯光照 度不 稳定 造成 的视 感。3.3 公共连 接点 common connection point 电力系 统中 一个 以上 用户 的连接 处。3.4 用户 users 依法与 供电 企业 建立 供用 电关系 的消 费者，以 及购 买电力 商品 或接 收服

6、务的 客户。本文 件中 指 煤 矿企业。4 总则 4.1 测量组 成 DB37/T 4510 2022 2 待测量、直 接测 量（如 在一 般低压 系统 中），或者 通过 测量传 感器 测量，整 个测 量链路 如图1 所示。图1 测量链 路 仪器可 能包括 整个 链路（见图1）。本 文件中 不考 虑 仪器外 部的传 感器 及其所 引入的 不确定 性，但在附录 中提 供指 导。4.2 待测电 气量 对供电 系统 单相 或多 相进 行测量。可 对相 导线 和中 性点之 间的 电压(相 中 性 点电压)，或相 导线 之间的电 压(线间 电压)，或相 导线、中 性点 和接 地(相 接地电 压、中 性点

7、 接 地电 压)之 间参 数进 行测 量。在本部 分中 规定 的测 量方 法均可 在每 个测 量通 道上 独立使 用。相与相 之间 的瞬 时值 可直 接测量，也 可由 相与 中性 点的瞬 时测 量值 推导 得到。电流测 量可 在供 电系 统的 各条导 线上 进行，包 括中 性点导 线和 保护 接地 导线。注：通 常 在测 量 电流 时同 步 测量 电压 会 更好，这样 可将 一 根导 线的 电 流测 量 结果 与该 导 线和 参考 导 体(如 接 地导 线或中性点导线)之间的电压联系起来。4.3 待测量 的优 先次 序 待测量 通常 由监 测目 标、相关适 用标 准及 其他 因素 确定。对于

8、一般 的检 测，宜按下 列顺 序进 行。例如：a)电能参 数(V、I、P、Q、S、DPF、TPF 等)；b)谐波电 压；c)谐波电 流；d)三相不 平衡；e)闪烁。注：DPF为畸变功率因数，表示为基 波电压、电流之间相角的余弦值。TPF 是直实功率因数，用有 功与视在功率之比表示。确定了 优先 顺序 并选 择了 仪器，宜利 用该 仪器 能提 供的所 有信 息。5 电能质 量参 数测 量 5.1 供电系 统频 率偏 差 5.1.1 频率偏 差限 值 频率偏 差 限 值应 满足 下列 要求：a)供电系 统正 常运 行条 件下 频率偏 差限 值为 0.2 Hz；b)冲击负 荷引 起的 频率 偏差 为

9、0.2 Hz；c)供电系 统中 频率 合格 率的 统计方 法按 照附 录A。5.1.2 测量方 法 DB37/T 4510 2022 3 测量电 网基 波频 率，每次 宜 取1 s、3 s 或10 s 间隔 内计 到的整 数周 期与 整数 周期 累计时 间之 比(和1 s、3 s或10 s时钟重叠 的单个周期应 丢弃)。测量 时间间隔不应 重叠，每1 s、3 s或10 s间隔应在1 s、3 s 或10 s 时 钟开 始时 计。本文 件不排 斥更 先进 的频 率测 量方法 的采 用。5.1.3 仪器准 确度 测量误 差不 应超 过0.01 Hz。5.2 供电电 压偏 差 5.2.1 供电电 压偏

10、 差的 限值 供电电 压偏 差的 限值 应满 足下列 要求：a)35 kV 及以 上供 电电 压正、负偏差 绝对 值之 和不 应超 过标称 电压 的 10%；注：如供电电压上下偏差同号(均为正或负)时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。b)10 kV 及以 下三 相供 电电 压 偏差为 标称 电压 的7%；c)220 V 单相 供电 电压 偏差 为 标称电 压的+7%，-10%。5.2.2 测量仪 器性 能分 类 测量仪 器性 能分 以下 两类：a)A 级用 来进 行精 确测 量；b)B 级用 来进 行不 需要 高精 度的测 量。5.2.3 测量方 法 获得电 压有 效值 的基 本的 测量时 间

11、窗 口应 为10 周波，并且每 个测 量时 间窗 口应 该与紧 邻的 测量 时 间窗口接 近而 不重 叠，连 续 测量并 计算 电压 有效 值的 平均值，最终 计算 获得 供 电电压 偏差 值，计 算公 式 如下：(1)式中：供 电电 压偏 差；实 际电 压；系 统标 称电 压。对A级 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：3 s、1 min、10 min、2 h。对B 级电压 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 长度宜采 用1 min 或10 min。5.2.4 仪器准 确度

12、A级性 能电 压监 测仪 的测 量 误差不 应超 过0.2%；B 级性能 仪器 的测 量误 差不 应超过 0.5%。5.3 三相电 压不 平衡 5.3.1 电压不 平衡 度限 值 5.3.1.1 供电系 统公 共连 接点 电压 不平衡 度限 值为：电网正 常运 行时，负 序电 压不平 衡度 不超 过2%，短 时不应 超 过4%；低压系 统零 序电 压限 值暂 不作规 定，但各 相电 压应 满足 GB/T 12325 的 要求。DB37/T 4510 2022 4 注1：本 文 件 中 不平 衡 度为 在 电 力系统 正 常 运 行的 最 小方 式(或 较小方 式)下、最大 的 生 产(运行)周

13、期 中 负 荷 所引 起的电压不平衡度的实测值。注2：低压系统是指标称电压不大于1 kV的供电系统。5.3.1.2 接于公 共连 接点 的每 个用 户引起 该点 负序 电压 不平 衡度允 许值 为 1.3%，短 时 不超 过 2.6%。根据连 接点的 负荷 状况以 及邻近 发电机、继 电保护 和自动 装置安 全运 行要求，该允 许值可 作适 当变 动，但应满 足5.3.1.1 的 规定。5.3.2 用户引 起的 电压 不平 衡度 允许值 换算 负 序 电 压不 平 衡度 允 许值可 根 据 连接 点 的正 常 最小短 路 容 量换 算 为相 应 的负序 电 流 值作 为 分析 或测算依 据，邻

14、近 大容 量电 机的用 户其 负序 电流 值换 算时应 考虑 旋转 电机 的负 序阻抗。有 关不 平 衡 度 的 计算见附 录B。5.3.3 测量条 件 测量应 在电 力系 统正 常运 行的最 小方 式(或较 小方 式)下，不平 衡负 荷处 于正 常、连续 工作 状态 下进行，并 应包 括不 平衡 负荷 的最大 工作 周期。5.3.4 测量时 间 对于电 力系统 的公 共连接 点，测 量持续 时间 取一周(168 h)，每个 不平 衡度的 测量间 隔可为1 min 的整数倍；对 于波 动负 荷，按5.3.3 的 规定，取 正常 工作 日24 h持 续测 量，每个 不平 衡 度的测 量间 隔为1

15、 min。5.3.5 测量取 值 对于电 力系统 的公 共连接 点，供 电电压 负序 不平衡 度测量 值 的10 min 方均根 值的95%概率 大值 应 不大于2%，所有 测量 值中 的 最大值 不大 于4%。对日 波 动不平 衡负 荷，供 电电 压负 序不平 衡度 测量 值的1 min方均根 值的95%概率 大值 应不大 于2%，所有 测量 值 中的最 大值 不大 于4%。对于日 波动 不平 衡负 荷也 可以时 间取 值：日累 计大 于2%的时 间不 超过72 min，且每30 min 中 大于2%的时间 不超 过5 min。注1：为 了 实 用 方 便，实 测 值的95%概 率 值 可

16、将 实测 值 按 由大 到 小次 序 排 列，舍弃 前 面5%的 大 值取 剩 余 实 测 值中 的最大值。注2：以时间取值时，如果1 min 方均 根值超过2%，按超标1 min 进行 时间累计。注3：所有测量值是指以5.3.6.1 要求 得到的所有测量结果。5.3.6 测量仪 器 5.3.6.1 不平衡 度测 量仪 器应 满足 本文件 的测 量要 求，仪 器 记录周 期 为 3 s，按方 均根 取值。电 压输 入信号基 波分 量的 每次 测量 取 10 个周 波的 间隔。对 于 离散采 样的 测量 仪器 宜按 式(2)计算：(2)式中：2k 在3 s 内第k 次测 得的 不平衡 度；M 在

17、3 s内 均匀 间隔 取值次 数(m 6)。注：5.3.5 中10 min 或1 min 方均根值 系由所有记录周期的方均根值的算术平均求取。5.3.6.2 仪器的 不平 衡度 测量 误差：电压不 平衡 度的 测量 误差 应满足 式(3)规 定：(3)DB37/T 4510 2022 5 式中：U 电压 不平 衡度 实际 值；UN 电 压不 平衡 度的 仪器 测量值 实际 值。电流不 平衡 度的 测量 误差 应满足 式(4)规 定：(4)式中：I 电流 不平 衡度 实际 值；IN 电 流不 平衡 度的 仪器 测量值 实际 值。5.4 电压波 动和 闪变 5.4.1 限值 电压波 动限 值及 闪

18、边 限值 如下：a)电压波 动d 的 限值 和变 动 频率r 有 关：当r 1 000 h-1时，对于 低压（LV）和中 压（MV），d=1.25%4%；对 于高 压（HV），d=1.0%3%；当随 机不 规则 变动时，对 于 LV 和 MV，d=2%；对 于HV，d=1.5%。b)闪变限 值见 表1。表1 各级电 压下 闪变 限值 系统电压等级 LV MV HV 短时间闪变值 Pst 1.0 0.9(1.0)0.8 长时间闪变值 Plt 0.8 0.7(0.8)0.6 注1：括号中的值仅适用于所有用户为同电压等级场合。注2：系统标称电压UN 等级划分标准 如下：低压（LV）：UN 1 kV；

19、中压（MV）：1 kV UN 35 kV；高压（HV）：35 kV UN110 kV。闪 变 限 值要 根 据协 议 用电容 量 占 供电 容 量的 比 例以及 电 压 等级 分 别按 三 级处理 原 则，具 体 规定 见GB/T 12326。5.4.2 闪变测 量 电压波 动和 闪变 的衡 量点 为公共 连接 点，Pst 的 测量 周期为10 min，取实 测95%概率大 值；Plt 的测 量周期为2 h，不 应超 标。5.4.3 检测设 备 测量闪 变使 用的 仪器，应 符合GB/T 12326 2008 中 附录A 的要 求。5.5 公用电 网谐 波 5.5.1 电压限 值 谐波电 压限

20、 值见 表2。DB37/T 4510 2022 6 表2 公用电 网谐 波电 压（相电 压）限 值 电网标称电压 kV 电压总谐波畸变率%各次谐波电压含有率%奇次 偶次 0.38 3.3 5.0 4.0 2.0 6 4.0 3.2 1.6 10 35 3.0 2.4 1.2 110 2.0 1.6 0.8 5.5.2 电流限 值 谐波电 流允 许值 应满 足GB/T 14549 中 的要 求。5.5.3 谐波测 量 5.5.3.1 谐波电 压(或 电流)测 量应 选择在 电网正 常供 电时可 能出现 的最小 运行 方式，且应在 谐波 源 工作周期 中产 生的 谐波 量大 的时段 内进 行。当测

21、 量点 附近安 装有 电容 器组 时，应在电 容器 组的 各 种 运 行 方式下进 行测 量。5.5.3.2 测量的 波次 数一 般为 第 2 到第 19 次，根 据谐 波源 的 特点或 测试 分析 结果，可 适当变 动谐 波 次数测量 的范 围。5.5.3.3 对于晶 闸管 变流 设备 供电 的提升 机等 负荷 变化 快的 谐波源，测 量的 间隔 时间 不大 于 2 min，测量次数 应满 足数 理统 计的 要求，宜不 少 于30 次。5.5.3.4 谐波测 量的 数据 应取 测量 时段内 各相 实测 量值 的 95%概率 值中 最大 的一 相值，作为判 断谐 波是否超 过允 许值 的依 据

22、。对负荷 变化 慢的 谐波 源，宜选五 个接 近的 实测 值，取其算 术平 均值。注：为了实用方便，实测值的95%概率值可按下述方法近似选取：将实测值按由大到小次序排列，舍弃前面5%的大值，取剩余实测值中的最大值。5.5.4 谐波的 测量 仪器 5.5.4.1 仪器的 功能 应满 足本 文件 测量要 求。5.5.4.2 为了区 别暂 态现 象和 谐波，对负荷 变化 快的 谐波，每 次 测量结 果可 为 3 s 内 所测 值的平 均值。宜采用 下式 计算：(5)式中：Uhk 3 s 内第k 次测 得的h 次谐波 的方 均根 值；m 3 s 内取 均匀 间隔 的 测量次 数，m6。5.5.4.3

23、仪器准 确度。谐 波测 量仪 的允许 误差 见 表3。DB37/T 4510 2022 7 表3 谐波测 量仪 的允 许误 差 等级 被测量 条件 允许误差 A 电压 Uh 1%UN Uh 1%UN 5%Uh 0.05%UN 电流 Ih 3%IN Ih 3%IN Ih 5%IN Ih 0.15%IN B 电压 Uh 3%UN Uh 3%UN 5%Uh 0.15%UN 电流 Ih 10%IN Ih 10%IN Ih 5%IN Ih 0.5%IN 注1：UN 为标称电压，Uh 为谐波电压；IN 为额定电流，Ih 为谐波电流；注2：A 级仪器频率测量范围为0 Hz2 500 Hz，用于较精确的测量，

24、仪器的相角测量误差不大于5 或1 h；B 级仪器用于一般测量。5.5.4.4 仪器应 保证 其电 源在 标称 电压15%，频 率 在 49 Hz51 Hz 范 围内 电压 总谐 波 畸变率 不应 超过8%条件 下能 正常 工作。5.5.4.5 对不符 合 5.5.4.2 规定 的 仪器，可用 于负 荷变 化慢 的谐波 源的 测量。用 于负 荷变化 快的 谐 波源的测 量，测量 条件 和次 数应分 别符 合5.5.4.1 和5.5.4.3 的 规定。5.5.4.6 测量的 频率范 围内，仪用 互感器、电容 式分 压器等 谐波传 感设备 应有 良好的 频率特 性，其 引入的幅 值误 差不 应大 于

25、5%，相角 误差 不大 于5。在没有 确切的 频率 响应误 差特性 时，电 流互 感器和 低压电 压互感 器用 于2 500 Hz及以 下频率 的谐 波测量6 kV 110 kV 电 磁式 电 压互感 器可 用于1 000 Hz 及 以下率 测量；电 容式 电压 互 感器不 能用 于谐 波测 量。在谐波 电压 测量 中，对谐 波次数 或测 量精 度有 较高 需要时，应采 用电 阻分压 器(UN 1 kV)或电容式分压器(UN 1 kV)。DB37/T 4510 2022 8 A A 附录A（规范 性）频率合 格率 统计 通过监 测及 直接 或间 接的 统计频 率超 限时 间以 获得 表征电 网

26、频 率在 限值 以内 的一种 方法，统 计 时 间以s为 单位，计 算公 式如 下：(A.1)式中：频率 合格 率；频率 超限 时间；总运 行统 计时 间。DB37/T 4510 2022 9 B B 附录B（资料 性）不平衡 度的 计算 B.1 不平衡 度的 表达 式%100%100122100UUUUUU(B.1)式中：U1 三相 电压 的正 序分 量方均 根值，V；U2 三相 电压 的负 序分 量方均 根值，V；U0 三相 电压 的零 序分 量方均 根值，V。将式（B.1）中U1、U2、U0 换成I1、I2、I0 则 为相 应的 电流不 平衡 度、的表 达式。B.2 不平衡 度的 准确

27、计算 式 B.2.1 在三相 系统中，通 过测量 获得三 相电量 的幅 值和相 位后应 用对称 分量 法分别 求出正 序分量、负序分量 和零 序分 量，由式(B.1)求 出不 平衡 度。B.2.2 在没有 零序 分量 的三 相系 统中，当已 知三 相量a、b、c时 也可 以用 式(B.2)求 负序不 平衡 度：%1006 3 16 3 12 LL(B.2)式中：L(a4+b4+c4)/(a2+b2+c2)2。B.3 不平衡 度的 近似 计算 式 B.3.1 设公共 连接 点的 正序 阻抗 与负序 阻抗 相等，则 负序 电压不 平衡 度为：%100322 KLUSU I(B.3)式中：I2 负 序电 流值，单 位 为安（A）；SK 公 共连 接点 的最 小 短路容 量，单位 为伏 安（VA）；UL 线 电压，单 位为 伏（V）。B.3.2 相间单 相负 荷引 起的 负序 电压不 平衡 度可 近似 为：%1002 KLUSS(B.4)式中：SL 单相 负荷 容量，单 位为伏 安（VA）。