路径: 主页 > GB/T > 第296页 > GB/T 30137-2024 | 标准编号 | GB/T 30137-2024 (GB/T30137-2024) | | 中文名称 | 电能质量 电压暂升、电压暂降与短时中断 | | 英文名称 | Power quality - Voltage swell, voltage dips and short interruptions | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K04 | | 国际标准分类 | 29.020 | | 字数估计 | 26,297 | | 发布日期 | 2024-12-31 | | 实施日期 | 2025-04-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 30137-2013 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 30137-2024: 电能质量 电压暂升、电压暂降与短时中断
ICS 29.020
CCSK04
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 30137-2013
电能质量 电压暂升、电压暂降与
短时中断
2024-12-31发布
2025-04-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 电压暂升、电压暂降与短时中断事件统计及指标 3
5 电压暂升、电压暂降与短时中断的检测 6
6 电压暂升、电压暂降与短时中断的监测 8
7 电压暂升、电压暂降与短时中断的评估 9
附录A(资料性) 电压容限曲线 10
附录B(资料性) 电压暂降起始角与相位跳变检测 12
附录C(资料性) 临界距离与暂降域 14
参考文献 18
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。
本文件代替 GB/T 30137-2013《电能质量 电压暂降与短时中断》,与 GB/T 30137-2013相
比,除结构调整和编辑性改动外,主要技术变化如下:
a) 增加“电压暂升”及相应内容(见第1章、3.1、3.2、3.5、3.6、3.7、3.8、3.13、3.15、第4章、第5章、
第6章、第7章);
b) 更改了术语“电压暂降”定义中持续时间的表述形式(见3.3,2013年版的3.1);
c) 更改了术语“短时中断”定义中持续时间的表述形式(见3.4,2013年版的3.2);
d) 更改了术语“暂降(短时中断)阈值”的名称及定义(见3.5,2013年版的3.3);
e) 更改了术语“暂降(短时中断)持续时间”的名称及定义(见3.6,2013年版的3.4);
f) 更改了术语“电压相位跳变”的名称及定义(见3.7,2013年版的3.5);
g) 更改了术语“暂降(短时中断)频次”的名称及定义(见3.8,2013年版的3.6);
h) 更改了术语“半周波刷新电压方均根值”的名称及定义(见3.9,2013年版的3.7);
i) 更改了术语“残余电压”的名称及定义(见3.11,2013年版的3.9);
j) 更改了术语“暂降深度”的定义(见3.12,2013年版的3.10);
k) 增加了术语“电压暂降起始角”及定义(见3.17);
l) 增加了术语“临界距离”及定义(见3.18);
m) 增加了术语“暂降域”及定义(见3.19);
n) 增加了“电压暂升事件统计表”(见表1);
o) 增加了1min内同时发生电压暂升、电压暂降或短时中断事件的统计方法(见4.1);
p) 更改了1min内发生的数次电压暂升、电压暂降或短时中断事件归并统计持续时间的取法规
则[见表1、表2的注,2013年版的表1填写说明b)];
q) 增加了“频次指标”(见4.2.2);
r) 增加了“严重度指标”(见4.2.3);
s) 增加了“电压暂升/暂降能量指标”(见4.2.4);
t) 更改了5.1标题的表述(见5.1,2013年版的5.1);
u) 增加了“事件检测”,并将2013年版的有关内容修改后纳入(见5.2);
v) 增加了“特征参数取值方法”,并将2013年版的有关内容修改后纳入(见5.3);
w) 删除了对监测仪器的采样率要求(2013年版的6.1);
x) 更改了记录存储功能要求(见6.2.1.3,2013年版的6.2.1.3);
y) 更改了监测要求(见6.3,2013年版的6.3);
z) 更改了电压暂升、电压暂降与短时中断的评估方法(见第7章,2013年版的第7章);
aa) 增加了资料性附录“电压暂降起始角与相位跳变检测”(见附录B)。
请注意本文件的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。
本文件由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会(SAC/TC1)提出并归口。
本文件起草单位:国网福建省电力有限公司电力科学研究院、中机生产力促进中心有限公司、四川
大学、厦门奕昕科技有限公司、安徽大学、华北电力大学、国网智能电网研究院有限公司、国网河北省电
力有限公司电力科学研究院、国网山西省电力公司电力科学研究院、国网河南省电力公司电力科学研究
院、深圳市中电电力技术股份有限公司、北京交通大学、中铁工程设计咨询集团有限公司、西安博宇电气
有限公司、中国电力企业联合会、华南理工大学、武汉大学、福州大学、上海纬宏科技有限公司、中国科学
院合肥物质科学研究院、国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学
研究院、广东电网有限公司广州供电局电力科学研究院、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国网
浙江省电力有限公司电力科学研究院、国网上海市电力公司电力科学研究院、国网安徽省电力有限公司
电力科学研究院、广西电网有限责任公司电力科学研究院、昆明理工大学、云南电网有限责任公司昆明
供电局、太原龙育悟科技推广服务有限公司、西安西电电力系统有限公司、国网内蒙古东部电力有限公
司电力科学研究院、湖南大学、佳源科技股份有限公司。
本文件主要起草人:雷龙武、林焱、张苹、汪颖、朱明星、徐永海、周胜军、颜坤奕、胡文平、王金浩、
王毅、王昕、吴命利、魏宏伟、刘军成、刘晶、陆宠惠、钟庆、陈红坤、罗利平、张逸、吴亚楠、王磊、覃日升、
常潇、胡雪凯、许中、马明、马智泉、张鹏、王小明、郭敏、郭成、何觅、吴玉龙、曹洋、王纯、郭祺、徐海申。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:
---2013年首次发布为GB/T 30137-2013;
---本次为第一次修订。
电能质量 电压暂升、电压暂降与
短时中断
1 范围
本文件规定了电力系统电压暂升、电压暂降与短时中断的指标及统计、检测、监测和评估方法。
本文件适用于50Hz交流电力系统。
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 19862 电能质量监测设备通用要求
GB/T 17626.30 电磁兼容 试验和测量技术 第30部分:电能质量测量方法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
电压暂升 voltageswel
电力系统中某点电压方均根值突然升高至1.1p.u.~1.8p.u.,并在短暂持续10ms~1min后恢复
正常的现象。
3.2
电压暂升过程中电压方均根值的最大值。
3.3
电压暂降 voltagedip;voltagesag
电力系统中某点电压方均根值突然降低至0.1p.u~0.9p.u.,并在短暂持续10ms~1min后恢复
正常的现象。
3.4
短时中断 shortinterruption
电力系统中某点电压方均根值突然降低至0.1p.u.以下,并在短暂持续10ms~1min后恢复正常
的现象。
3.5
阈值 threshold
用于判断电压暂升、电压暂降或短时中断开始和结束而设定的电压门槛值。
3.6
持续时间 duration
电压暂升、电压暂降或短时中断事件从起始到结束所用的时间。
3.7
相位跳变 phase-anglejump
电压暂升或电压暂降事件发生时刻前后,电压和/或电流波形在时间轴上相对位置的突然变化,以
度或弧度表示。
3.8
频次 frequency;occurrencefrequency
指定时间内电压暂升、电压暂降或短时中断事件发生的次数。
3.9
Urms(1/2)
测量数据窗口为一周波的电压方均根测量值,从基波的过零点开始,每半个周波更新一次。
3.10
Urms(1)
测量数据窗口为一周波的电压方均根测量值,每个周波更新一次。
3.11
残余电压 residualvoltage
Ures
电压暂降或者短时中断过程中电压方均根值的最小值。
3.12
电压暂降深度 depthofvoltagedip
参考电压与残余电压的差值。
注:参考电压通常是指公称电压或滑动参考电压,前者一般是指系统的标称电压,如果根据供应商和客户协议,加
在终端的电压与标称电压不同,则该电压为公称供电电压。
3.13
SARFI指标
某系统或某单一测点发生电压暂升、电压暂降或短时中断事件次数的平均值,是用来反映特定时间
内某系统或某单一测点电压暂升、电压暂降或短时中断发生频度的主要量化指标。
3.14
公称输入电压 declaredinputvoltage
系统标称电压除以电压互感器变比后确定的电压值。
3.15
Usr
某特定时间段内的电压幅值平均值,用以表示某一电压变化事件(如电压暂降、电压暂升及快速电
压变化)之前的电压。
[来源:GB/T 17626.30-2023,3.29,有修改]
3.16
迟滞电压 hysteresisvoltage
起点电压阈值与终点电压阈值之间的差值。
注1:本文件中迟滞的定义和电能质量测量参数有关。该定义不同于IEC 60050的定义,后者的定义是与铁芯饱和
度有关。
注2:在电能质量测量中引进迟滞术语的目的是为了避免参数的幅值在阈值范围附近振荡时造成事件的多次统计。
3.17
电压暂降发生时刻电压的相位。
[来源:GB/T 39269-2020,3.8,有修改]
3.18
临界距离 criticaldistance
电力系统中发生故障时,某节点电压降低到指定的电压暂降阈值时,故障点与该节点之间的距离。
3.19
暂降域 diparea;sagarea
电力系统中导致某节点电压降低到指定电压暂降阈值的所有故障点组成的区域。
4 电压暂升、电压暂降与短时中断事件统计及指标
4.1 电压暂升、电压暂降与短时中断事件统计
电压暂升、电压暂降与短时中断事件统计表可直观地反映一段时期内,监测点电压暂升、电压暂降
与短时中断事件的发生情况,主要统计不同幅值和持续时间的事件发生次数。若事件开始后1min内
同时发生电压暂升与电压暂降或短时中断,应分别在表1和表2中同时进行统计。表1为在相应的电
压暂升幅值和持续时间所对应的电压暂升事件发生次数;表2为在相应的残余电压和持续时间所对应
的电压暂降或短时中断事件发生次数。
表1 电压暂升事件统计表
事件统计 事件发生次数/次
幅值(U=Umax/Un)
0.01s< t
≤0.1s
0.1s< t
≤0.25s
0.25s< t
≤0.5s
0.5s< t
≤1s
1s< t
≤3s
3s< t
≤10s
10s< t
≤20s
20s< t
≤60s
180≥U≥170
170 >U≥160
160 >U≥150
150 >U≥140
140 >U≥130
130 >U≥120
120 >U≥110
对事件开始后1min内发生的数次电压暂升事件应归并为一次进行统计,其电压暂升幅值应取为1min内数次电
压暂升的最大电压暂升幅值,持续时间应取为1min内多次电压暂升持续时间之和
表2 电压暂降与短时中断事件统计表
事件统计 事件发生次数/次
幅值(U=Ures/Un)
0.01s< t
≤0.1s
0.1s< t
≤0.25s
0.25s< t
≤0.5s
0.5s< t
≤1s
1s< t
≤3s
3s< t
≤10s
10s< t
≤20s
20s< t
≤60s
90≥U≥80
80 >U≥70
70 >U≥60
60 >U≥50
50 >U≥40
40 >U≥30
30 >U≥20
20 >U≥10
10 >U≥0
对事件开始后1min内发生的数次电压暂降或短时中断事件应归并为一次进行统计,其残余电压应取为1min内
数次电压暂降或短时中断的最小残余电压,持续时间应取为1min内多次电压暂降或短时中断持续时间之和
4.2 电压暂升、电压暂降与短时中断指标
4.2.1 SARFI指标
SARFI指标包括两种形式:一种是针对某一阈值电压的统计指标SARFIX;另一种是针对某类敏
感设备的容限曲线的统计指标SARFI-CURVE。
a) SARFIX
SARFIX 可采用按事件影响用户数进行统计的SARFIX-C,或按事件发生次数进行统计的
SARFIX-T,分别如公式(1)和公式(2)所示。
SARFIX-C=∑
Ni
NTotal
(1)
式中:
X ---指电压方均根值占标称电压的百分数,X%即为电压方均根阈值。X 可取值为180、
170、160、150、140、130、120、110、90、80、70、60、50、40、30、20、10等;
Ni ---当X< 100时,Ni 为第i次事件下承受电压幅值小于X%的电压暂降或短时中断的用
户数;当X >100时,Ni 为第i次事件下承受电压幅值大于X%的电压暂升的用户数;
NTotal ---所评估测点供电的用户总数。
SARFIX-T=
N×D
DTotal
(2)
式中:
X ---指电压方均根值占标称电压的百分数,X%即为电压方均根阈值,X 可取值为180、170、
160、150、140、130、120、110、90、80、70、60、50、40、30、20、10等;
N ---当X< 100时,N 为监测时间段内电压幅值小于X%的电压暂降或短时中断的发生次
数;当X >100时,N 为监测时间段内电压幅值大于X%的电压暂升的发生次数;
DTotal---监测时间段内的总天数;
D ---指标计算周期天数,可取值30或365,对应指标分别表示每月或每年残余电压小于X%
或电压暂升幅值大于X%的事件平均发生次数,式中D≤DTotal。
b) SARFI-CURVE
SARFI-CURVE指标是统计电压暂升、电压暂降或短时中断事件超出某一类敏感设备容限曲线所
定义的区域的概率,不同的容限曲线对应不同的SARFI-CURVE指标。不同电压容限曲线的说明见附
录A。
4.2.2 频次指标
频次指标是反映电压暂升、电压暂降或短时中断事件发生的频繁程度。可通过监测或其他方式,进
行频次的统计与评估,一般统计周期为1年。可统计一个节点的事件频次或一个区域电网总的事件
频次。
4.2.3 严重度指标
严重度指标反映电压暂升、电压暂降或短时中断事件对设备和用户的影响程度。
结合设备耐受曲线进行事件严重度指标计算。单次电压暂升事件的严重度指标Se定义如公式(3)
所示,单次电压暂降或短时中断事件的严重度指标Se定义如公式(4)所示:
Se=
U*max-1
Ucurve-T-1
(3)
式中:
U*max ---电压暂升幅值标幺值;
Ucurve-T ---设备耐受曲线上对应持续时间T 的事件电压暂升幅值或残余电压标幺值。
Se=
1-U*res
1-Ucurve-T
(4)
式中:
U*res ---残余电压标幺值;
Ucurve-T ---设备耐受曲线上对应持续时间T 的事件电压暂升幅值或残余电压标幺值。
4.2.4 电压暂升/暂降能量指标
能量指标反映暂升/暂降事件引起的能量增强/损失程度。
单次事件的能量指标EI(EnergyIndex)如公式(5)所示:
EI=∑
i=1
1-(
Ui
Un
)2 (5)
式中:
Ui ---事件过程中第i次测得的电压方均根值,单位为伏(V);
Un---标称电压,单位为伏(V);
M ---事件过程中测得的电压方均根值数量。
5 电压暂升、电压暂降与短时中断的检测
5.1 电压方均根值的检测算法
5.1.1 每半周波刷新电压方均根值[Urms(1/2)]
Urms(1/2)的计算方法如公式(6)所示:
Urms(1/2)(k)=
N ∑
(k+1)N2
i=1(k-1)N2
u2(i) (6)
式中:
N ---每周波的采样点数;
u(i)---第i次被采样到的电压波形的瞬时值;
k ---被计算的Urms(1/2)序号,即第一个值是在一个周波内(从采样点1到采样点N)获得的,下
一个值则从采样点1
2N+1
到采样点1
2N+N
,依次计算(k=1,2,3,)。
5.1.2 每周波刷新电压方均根值[Urms(1)]
Urms(1)的计算方法如公式(7)所示:
Urms(1)(k)=
N ∑
kN
i=1+(k-1)N
u2(i) (7)
式中:
N ---每周波的采样点数;
u(i)---第i次被采样到的电压波形的瞬时值;
k ---被计算的Urms(1)序号,即第一个值是在一个周波内(从采样点1到采样点N)获得的,下一
个值则从采样点N+1到采样点2N,依次计算(k=1,2,3,)。
5.2 事件检测
5.2.1 阈值设定
电压暂升的阈值一般设置为1.1p.u.,电压暂降的阈值一般设置为0.9p.u.,短时中断的阈值一般设
置为0.1p.u.。
5.2.2 电压暂升的判定
单相系统中,当Urms(1/2)或Urms(1)高于暂升阈值时,电压暂升事件开始;当Urms(1/2)或Urms(1)等于或者
低于暂升阈值与迟滞电压之差时,电压暂升结束。多相系统中,当任一相的Urms(1/2)或Urms(1)高于暂升
阈值时,电压暂升开始;当所有相的Urms(1/2)或Urms(1)等于或者低于暂升阈值与迟滞电压之差时,电压暂
升结束。
5.2.3 电压暂降的判定
单相系统中,当Urms(1/2)或Urms(1)低于暂降阈值时,电压暂降事件开始;当Urms(1/2)或Urms(1)等于或者
高于暂降阈值与迟滞电压之和时,电压暂降结束。多相系统中,当任一相的Urms(1/2)或Urms(1)低于暂降
阈值时,电压暂降开始;当所有相的Urms(1/2)或Urms(1)等于或者高于暂降阈值与迟滞电压之和时,电压暂
降结束。
5.2.4 短时中断的判定
单相系统中,当Urms(1/2)或Urms(1)低于短时中断阈值时,短时中断事件开始;当Urms(1/2)或Urms(1)等于
或者高于短时中断阈值与迟滞电压之和时,短时中断结束。多相系统中,当任一相的Urms(1/2)或Urms(1)
低于短时中断阈值时,短时中断开始;当所有相的Urms(1/2)或Urms(1)等于或者高于短时中断阈值与迟滞
电压之和时,短时中断结束。
5.3 特征参数取值方法
5.3.1 电压暂升
电压暂升的特征参数包括电压暂升幅值(Umax)、持续时间、相位跳变。电压暂升幅值(Umax)取电压
暂升过程中任一通道上测得的Urms最大值。电压暂升的开始时间应为触发事件通道的Urms测量数据窗
口的结束时间,电压暂升的结束时间应为终止事件通道的Urms测量数据窗口的结束时间,Urms由阈值和
迟滞电压之差来确定。电压暂升的持续时间取从电压暂升起始到结束的时间差。
注1:对于多相系统测量,电压暂升持续时间的测量可能开始于其中一个通道,而结束于另一个通道。
注2:电压暂升的包络曲线并不一定是矩形,对于一个给定的电压暂升,测量的持续时间取决于暂升阈值。
注3:迟滞电压通常为Udin的2% 。
注4:暂升阈值通常大于或等于Udin的110%。
注5:在电压暂升过程中也可能会出现相位跳变,相位跳变检测算法参考附录B。
注6:当超过阈值时,记录一个时间标记。
5.3.2 电压暂降
电压暂降的特征参数包括残余电压(Ures)或深度、持续时间、相位跳变;残余电压取暂降过程中任
一通道上测得的最低Urms值。电压暂降的开始时间应为触发事件通道的Urms测量数据窗口的结束时
间;电压暂降的结束时间应为终止事件通道的Urms测量数据窗口的结束时间,Urms由阈值与迟滞电压之
和来确定。电压暂降的持续时间取从电压暂降起始到结束的时间差。
注1:对于多相系统测量,电压暂降持续时间的测量可能开始于其中一个通道,而结束于另一个通道。
注2:电压暂降的包络曲线并不一定是矩形,对于一个给定的电压暂降,测量的持续时间取决于暂降阈值。一般使
用多个暂降阈值(在电压暂降和电压中断阈值范围内设定)来估计电压暂降的包络曲线。
注3:迟滞电压通常为Udin的2% 。
注4:在故障检修或统计分析中的应用,暂降阈值通常为固定参考电压的85%~90%。
注5:残余电压通常对终端用户有用,同时因为残余电压是参考零电位,所以可能被优先加以利用。相比之下,深度
通常对电气供应方有用,尤其是高压系统或者当使用滑动参考电压时。
注6:在电压暂降过程中可能会出现相位跳变,相位跳变检测算法参考附录B。
注7:滑动参考电压的计算:
滑动参考电压是可选择的,不作要求。如果滑动参考电压用于检测电压暂降,能够采用时间常量为1min的
一阶滤波器计算滑动参考电压。滤波器计算公式(8)如下:
Usr(n)=0.9967×Usr(n-1)+0.0033×U(10)rms (8)
式中:
Usr(n) ---滑动参考电压的当前值;
Usr(n-1) ---滑动参考电压的前一个值;
U(10)rms......
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