11CD403 低压配电系统谐波抑制及治理（参考图集）

　　11CD403《低压配电系统谐波抑制及治理》主要针对低压配电系统中的谐波问题，以产生谐波的谐波源为对象，针对性地给出谐波抑制及治理解决方案。图集的主要内容包括：低压配电系统谐波监测系统图，变电所低压配电系统谐波抑制及治理方案，舞台、医疗、变频等具体场合谐波抑制及治理示例，滤波器选择和容量计算示例，谐波抑制及治理设备的选型和技术参数等。电气设计人员可根据实际设备的应用以及谐波情况，参照本图集的设计方案或示例，选用合适的谐波抑制或谐波治理方法。

国家建筑标准设计图集 11CD403
低压配电系统谐波抑制及治理

组织编制：中国建筑标准设计研究院
出版单位：中国建筑工业出版社
实行日期：二〇一二年一月一日

目录
1 编制说明
2 谐波产生源及典型电流波形
3 谐波抑制及治理的设计方法
4 谐波抑制及治理的容量设计
5 低压配电系统谐波监测系统图
6 低压配电系统谐波监测接线图
7 变电所谐波抑制方案
8 综合演播区集中治理示意图
9 公共建筑谐波治理示意图
10 医疗场所谐波治理示意图
11 变频调速系统谐波治理示意图
12 相关技术资料（含谐波介绍、设备选型、接线图、无功补偿设计等）

1 设计依据
《电能质量 公用电网谐波》GB/T14549-1993
《低压成套无功补偿装置》GB/15576-2008
《低压开关设备和控制设备》GB/14048-2006
《谐波滤波器应用和规范的IEEE指南》IEEE Std 1531.2-2003
《电磁兼容环境 电磁环境的分类》GB/Z 18039.1-2000
《电磁兼容环境 工厂低频传导骚扰的兼容水平》GB/Z 18039.4-2003
《电磁兼容 限值 对于额定电流大于16A的设备在低压供电系统中产生的谐波电流的限制》GB/T 17625.6-2003

2 适用范围
本图集适用于新建、改建、扩建和技改项目中工业与民用及公共建筑内电气设备的谐波抑制及综合治理的设计和改建。

3 主要内容
本图集主要针对电气设备的谐波问题，以引起的谐波典型设备或支路的谐波污染为对象，针对性地给出设计解决方案。内容包括：谐波产生源及典型电流波形、谐波抑制及治理设计方法、谐波抑制及治理的容量设计、低压配电装置谐波综合监测系统图及接线图、变电所谐波抑制方案、典型场所（综合演播区、公共建筑、舞台灯光、医疗场所、LED显示屏、变频调速系统等）的治理示意图、工程示例及相关技术资料等。

4 设计注意事项
4.1 设计人员应根据用电设备的谐波特性、系统阻抗及公共连接点（Point of common coupling）或谐波测量点（Harmonic measurement points）的要求，按实际供配电需要，有针对性地进行谐波抑制及治理。参照本图集方案，应根据谐波次数及谐波量的大小，选用合适的谐波抑制及治理方法，并根据设备数量、容量、谐波含量等进行选择与调整滤波装置的容量设计。
4.2 设计人员应根据系统谐波综合监测及治理方案，实现系统联网和集成联网设计。
4.3 设备安装和匹配主要包括现场检测反馈元件、谐波检测表、补偿控制单元、消谐式无功补偿模块与组件、有源滤波器、操作站及中央监控室等。
4.4 安装完毕后，各单元应先单独调试。包括各类输入、输出信号的采集、检测、执行元件的控制、运行及转换；消谐式无功补偿柜及有源滤波柜的调试；系统综合监测和治理的通信接口测试、联动测试、统计分析、数据上报等。单独调试完毕后，进行系统不带载调试以确认系统正常运行。若现场条件允许，可进行系统带载联调。
4.5 对现场操作及管理人员应进行相应的系统培训，要求现场管理人员能够对设备进行系统地管理和操作。同时也可根据现场实际情况及用户要求，由供应商进行定期的管理与维护。

5 其他
5.1 随着产品技术的发展和更新升级，应及时按照产品技术资料调整、完善设计。
5.2 本图集工程示例中的方案仅供设计参考。
5.3 设计中涉及的设备安装、管线敷设、保护接地等可参考国家相关标准图集要求。

6 谐波产生源及典型电流波形
- 变流器（变频装置、开关电源、UPS）：通过触发角决定电流波形。
- 铁芯磁化曲线引起（变压器、电抗器）：具有特定的电流波形特征。
- 气体放电（电弧炉、交流弧焊机）：具有典型的电流波形。

7 谐波抑制及治理的设计方法
7.1 改进电气系统设计的原则：
1.1 选择合理的配电系统，改进设计原则：
1.1.1 将非线性负荷与线性负荷隔离，由不同线路供电。对于贵重设备或功能重要设备（如大型计算机系统、整流装置、变频设备，以及医疗建筑中的核磁共振、CT机、X光机、加速器等谐波源），应采用专用配电回路或专用变压器供电。
1.1.2 谐波含量较高且功率较大的低压用电设备配电回路，应采用专路供电。
1.1.3 改善三相不平衡度，将不对称负荷（单相、缺相负荷）合理分配到各相或分散接到不同的供电点上。
1.1.4 对谐波源进行合理配置，宜将具有互补作用的谐波源设备接在同一段母线上。
1.1.5 当无特殊要求时，供配电系统中的配电变压器宜选用Dyn11型结线组别的三相三线制变压器。
1.1.6 当技术经济合理时，可将谐波源由增大容量的配电变压器供电或采用高一级电压的电网供电。
1.2 电力系统设计时，应将提高功率因数的电容器与能使高频电流流入电力电容器的电气设备隔离。
1.3 在无功功率补偿回路中串联电抗器以抑制谐波，为避免电力电容器组对系统谐波的放大，LC自联支路的谐波频率应低于系统中可能产生谐波放大的最低次谐波频率。
1.4 配电线路上的变频设备应靠近被控设备安装；不宜将对谐波敏感的信息技术设备布置在可能成为谐波扰源（如电力变压器、电焊机、整流器、变频器、调速电梯、气体放电灯以及感性负荷的开启/关闭设备等）的近旁。
1.5 在对谐波敏感的用电设备前，宜装设谐波抑制或谐波隔绝装置。

7.2 治理方法选择原则：
2.1 当公共连接点或系统装置内部连接点处的谐波电压超标时，对于谐波电流较大的非线性负荷，当谐波波频较宽（如大功率整流设备）或谐波源自然功率因数较高时（如变频调速器、核磁共振机等），宜采用有源滤波器并按下列原则进行治理：
2.1.1 当非线性负荷容量占配电变压器容量比例较大且设备自然功率因数较高时，宜在变压器低压配电母线侧集中装设于源电力滤波器。
2.1.2 当一个区域内有较分散且容量较小的非线性负荷时，宜在分配电箱母线上装设于源电力滤波器。
2.1.3 当配电变压器供电对象仅有少量非线性重要设备时，宜对每台谐波源的成套电气设备配置或就地装设带有抑制谐波功能的有源电力滤波器。
2.2 对于大型、稳定、频谱特征明显、自然功率因数较低的单相非线性负荷，以及谐波集中在连续的三次（如3、5、7次）或以下的场景，宜采用并联无源滤波器，并在谐波源处就地装设。
2.3 对于容量较大、3/5/7次谐波含量高、频谱特性复杂、负荷比较稳定、自然功率因数较低的谐波源，当公共点或内部连接点处的谐波电压超标时，宜采用无源滤波器与有源电力滤波器混合装设的方式。
2.4 滤除方式选择：对电力系统内部的谐波扰动，宜以部分滤除和抑制为主；对电力系统外部的谐波扰动，应避免串联滤波；对于以5次和7次为主的谐波扰动，应避免并联滤波。
2.5 整流装置脉冲数选择：
2.5.1 功率在250kVA以下的小功率整流装置，采用0.22/0.38kV供电法宜采用6脉冲整流；
2.5.2 容量在250~500kVA、0.22/0.38kV供电的整流装置，宜采用12脉冲整流。
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11CD403：低压配电系统谐波抑制及治理
目录
编制说明
谐波产生源及典型电流波形
谐波抑制及治理的设计方法
谐波抑制及治理的容量设计
低压配电系统谐波监测系统图
低压配电系统谐波监测接线图
变电所谐波抑制方案
综合演播区集中治理示意图
公共建筑谐波治理示意图
医疗场所谐波治理示意图
变频调速系统谐波治理示意图
低压配电系统谐波治理实例
相关技术资料
谐波介绍
带谐波显示的多功能电能表及多功能谐波表设计选型
多功能电能表及多功能谐波表典型接线图
无功补偿控制器设计选型
消谐式无功补偿模块设计选型
有源滤波器及谐波综合保护装置设计选型
有源滤波器安装技术要求
滤波方案选择框图
有源滤波器及谐波保护器设计选型
滤波装置模块规格尺寸