【国家标准(GB)】 电磁兼容 试验和测量技术 供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则

ICS33.100.20
中华人民共和国国家标准
GB/T17626.7--2008/IEC61000-4-7:2002代替GB/T17626.7-1998
电磁兼容
试验和测量技术
供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则
Electromagnetic compatibility-Testing and measurement techniques-General guide on harmonics and interharmonics measurements andinstrumentation,for power supply systems and equipment connected thereto（IEC61000-4-7:2002.IDT）
2008-05-20发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局数码防伪
中国国家标准化管理委员会
2009-01-01实施
规范性引用文件
术语和定义
所有类型测量仪器的通用概念和共同要求谐波测量
其他分析原理
过渡期
概述·
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
测量方法
基本仪器
测量布置
准确度的要求
谐间波的测量
GB/T17626.7—2008/1EC61000-4-7:200212
频率在9kHz以下又高于谐波频率的信号的测量附录C（资料性附录）组合方法的技术性考虑因素c.1
以时域表示信号和以频域表示信号的功率等价数字化实现的特性
谐波的波动
谐间波
参考文献
GB/T17626.7—2008/IEC61000-4-7.2002GB/T17626《电磁兼容
试验和测量技术》目前包括以下部分：GB/T17626.1—2006电磁兼容
GB/T17626.2-2006
电磁兼容
GB/T17626.32006
电磁兼容
试验和测量技术抗扰度试验总论试验和测量技术
静电放电抗扰度试验
试验和测量技术
射频电磁场辐射抗扰度试验
GB/T17626.4-2008电磁兼容
试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验GB/T17626.5—2008
GB/T17626.6--2008
GB/T17626.7—2008
测量仪器导则
GB/T17626.8—2006
GB/T17626.9—1998
GB/T17626.10—1998
GB/T17626.11—2008
GB/T17626.12—1998
GB/T17626.13—2006
低频抗扰度试验
GB/T17626.14—2005
GB/T17626.16—2007
GB/T17626.17--2005
GB/T17626.27--2006
GB/T17626.28-2006
GB/T17626.29—2006
电压变化的抗扰度试验
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验试验和测量技术
试验和测量技术
射频场感应的传导骚扰抗扰度
供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和工频磁场抗扰度试验
试验和测量技术
试验和测量技术脉冲磁场抗扰度试验电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
电磁兼容
试验和测量技术
阻尼振荡磁场抗扰度试验
试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度试验和测量技术
振荡波抗扰度试验
试验和测量技术交流电源端口谐波、谐间波及电网信号的试验和测量技术电压波动抗扰度试验试验与测量技术0Hz150kHz共模传导骚扰抗扰度试验试验和测量技术直流电源输入端口纹波抗扰度试验试验和测量技术
三相电压不平衡抗扰度试验
工频频率变化抗扰度试验
电磁兼容
试验和测量技术
电磁兼容
本部分为GB/T17626的第7部分。试验和测量技术直流电源输入端口电压暂降、短时中断和本部分等同采用国际标准IEC61000-4-7:2002（ED2.0）。本部分代替GB/T17626.7—1998《电磁兼容试验和测量技术供电系统及相连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则》。
本部分与GB/T17626.7—1998主要差异如下：1）增加了新的定义；
2）对测量仪器的要求更加具体详细；3）增加了对耦合网络的要求；
4）增加了对高速通信线的试验要求；5）增加了附录C,详细给出间歇波产生和测量以及特殊测量方法使用。本部分的附录A、附录B、附录C均为资料性附录。班
GB/T17626.7—2008/IEC61000-4-7:2002本部分由全国电磁兼容标准化技术委员会（SAC/TC246）提出并归口。本部分负责起草单位：国网武汉高压研究院。本部分主要起草人：张广洲、邬雄、万保权、张泽平、李妮、王勤、张小武。本部分代替标准的历次版本发布情况：-GB/T17626.7—1998。
1范围
GB/T17626.7--2008/IEC61000-4-7.2002电磁兼容试验和测量技术
供电系统及所连设备谐波、谐间波的测量和测量仪器导则
GB/T17626的本部分适用于测量叠加在50Hz或60Hz电力系统基波上的，高达9kHz的频谱分量的测量仪器。从实际角度考虑，本部分对谐波、谐间波以及其他超过谐波范围直至9飞Hz分量是加以区分的。
本部分定义了依据相关标准中给定的发射限值（如GB17625.1中给出的谐波电流限值）对设备逐项进行试验的测量装置；还定义了对实际供电系统中的谐波电流和电压进行测量的装置。用于测量谐波频率范围以上，直至9kHz的测量仪器，是暂时性规定（见附录B）。注1：本部分详细地研究了基于离散傅立叶变换的仪器。注2：本部分中关于测量仪器的结构和功能的描述是明晰的，意未着对此应严格执行。这要求参考仪器无论输人信号特性如何都能得到重复性结果。注3：规定的测量仪器应具有测量高达50次谐波的能力。2规范性引用文件
下列文件中的条款通过GB/T17626的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB/T4365—2003电工术语电磁兼容（IEC60050（161)：1990,IDT)GB17625.1一2003电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）(IEC61000-3-2:2001,IDT)
3术语和定义
GB/T4365确立的以及下列术语和定义适用于GB/T17626的本部分。3.1有关频率分析的定义
符号表示法：目前导则中有关傅立叶级数展开式中使用下列符号表示法，因为这样比较容易通过观察过零点的值测量相角。
f(t)=co+cm·sin
其中：
Cm=1bm十jam|=Vam+bm
Pm = arctan
若bm≥0
(cm）,若bm<0
Pm+arctan(
·（2）
GB/T17626.7-2008/IEC61000-4-7:2002am=f()xcost
(0)xsin(,+)a
式中：
基波角频率（i=2元f1）；
·（3）
T—时间窗的宽度（持续时间）（Tw=NT1，Ti=1/f）；时间窗是在一个时域函数上进行傅立叶变换的时间段；
于的分量的幅值；
Cm——频率为fm=
N——时间窗内的基波周期数；
直流分量；
相对频率基准（f-1/T）的阶数（谱线的次序）。注1：严格地讲，这些定义仅适用于稳态信号。在多数情况下，傅立叶级数实际上被表示为数字的，即离散傅立叶变换（DFT）。采样要分析的模拟信号f（t），经A/D变换并存储。每组M个样本构成一个时间窗并在该时间窗上进行DFT。根据傅立叶级数扩展原则，时间窗口宽度决定了分析的频率解析度（f=1/T）（即：谱线的频率间隔），从而决定了变换结果的频率基准。因此，窗口宽度Tw必须是系统电压基波周期T1的整数N倍：Tw=NTi。这种情况下采样率为：f，=M/(NTi)（式中M为时间窗Tw内的样本数）。在进行DFT之前，在时间窗T之内的样本通常要乘以一个特殊的对称函数“窗函数”进行加权。然而，对周期性信号和同步采样，使用对每一个样本乘以单位权重的矩形加权窗函数则更可取。对应于谐波频率fm=m/Tw（m=0，1，22一1），DFT变换产生正交的傅立叶系数am和bm。然而，只有m个值有用（m≤采样数最大值的一半），其余一半只是它们的复制品。当充分同步时，相对于基波频率fi的谐波阶数n=m/N(N为时间窗Tw内的周期数）。注2：快速傅立叶变换（FFT)是一种可以缩短计算时间的特殊算法。它要求样本数M是2的整数次幂，M一2，如：≥10.
3.2有关谐波的定义
谐波频率harmonicfrequency
电源（基波）频率的整数倍的频率（f=nXf1)。3.2.2
谐波阶数harmonicorder
谐波频率与电源（基波）频率的（整数）比。综合DFT分析以及f1与f（采样速率）之间的同步时，谐波阶数n由n=k/N(k为傅立叶分量数目，N为Tw内的Ti数)给出。3.2.3
谐波分量有效值r.ms.valueofaharmoniccomponentGh
在一个非正弦波形分析中某一个谐波频率分量的有效值。为简短起见，这样的个分量可被简单描述为谐波。2
GB/T17626.7-—2008/IEC61000-4-7:2002注1：谐波分量G，等于频谱分量C（k=NXn）是唯一的；（G,=C）。它按需求可用I，表示电流，用U，表示电压。
注2符号C代表公式2中当m=k时频谱分量Cm的有效值。注3：本部分中，时间窗具有N=10（50Hz系统）或N=12（60Hz系统）个基波周期的宽度，即：约200ms（见4.4.1)。这将得出G，=C10%（50Hz系统）或G，C12（60Hz系统）。3.2.4
谐波群的有效值r.m.s.valueof aharmonicgroupGg,n
某一个谐波有效值以及在时间窗之内靠近它的频谱分量有效值的方和根，从而，把谐波以及相邻谱线的能量值累加在一起。也可见式8和图4。其阶数由所考虑的谐波给出。3.2.5
谐波子群的有效值r.m.s.valueof aharmonicsubgroupGsg.n
某一谐波有效值以及与之直接相邻的两个谱线分量的方和根。在电压测量过程中，为计及电压波动的影响，通过对所求谐波以及与其直接相邻的频率分量的能量相累加而得到DFT输出分量的一个子群（可见式9和图6）。其阶数由所考虑的谐波给出。3.3有关畸变因数的定义
总谐波畸变率
total harmonic distortion
不大于某特定阶数H的所有谐波分量有效值G与基波分量有效值G1比值的方和根：THD
（G）
...(4)
注1：符号G表示谐波分量的有效值（见3.2.3）。它将按要求在表示电流时被I代替，或表示电压时被U代替。注2：H的值在与限值有关的每一个标准中给出（GB17625系列)。3.3.2
群总谐波畸变率
group total harmonic distortionTHDG
谐波群（g)的有效值与和基波相关的群的有效值比值的方和根。THDG
Ggm）
子群总谐波畸变率subgrouptotalharmonicdistortionTHDS
谐波子群（sg)的有效值与和基波相关的子群的有效值比值的方和根。THDS
（Gsgn）
（Gsl
部分加权谐波畸变率
partial weightedharmonicdistortionPWHD
·（6）
某一选定的较高次谐波群（从阶数Hmin到Hmax）以谐波阶数n加权的有效值与基波有效值比值的方和根。
GB/T17626.7--2008/1EC61000-4-72002PWHD
·（7)
注1：给出部分加权谐波畸变率的概念是为了可以给较高次谐波的集合规定一个单一的限值。可以通过用量值Gg.代替G来评估部分加权群谐波畸变率，可以通过用量值G.，代替G来评估部分加权子群谐波畸变率。注2：Hmin和Hmx的值在与限值有关的每一个标准中给出（GB17625系列）。注3：本部分之所以对PWHD加以定义，是因为它已用于GB/Z17625.6和GB17625.1第2版修订案A1中。3.4有关谐间波的定义
谐间波分量有效值r.m.s.valueofaninterharmoniccomponent频率介于两个连续谐波频率之间的电气信号的频谱分量有效值（见图4）。注1：谐间波分量的频率由谱线的频率给定，该频率不是基波频率的整数倍。注2：两个连续谱线的频率间隔是时间窗的倒数，本部分中在5Hz左右。注3：本部分中，谐间波分量设定为谱分量C，其中k≠nXN。3.4.2
谐间波群的有效值
r,m,s.value of an interharmonic groupCign
在两个连续谐波频率之间所有谐间波分量的有效值（见图4）注：为本部分目的，在谐波阶数n和n十1之间的谐间波群的有效值被设定为Cig例如：在n=5和n=6之间的群表示为Cig.S。
谐间波的中心子群有效值r.m.s.valueofaninterharmoniccentredsubgroupCisg，n
在两个连续谐波频率之间、不包括与谐波频率直接相邻的频率分量的全部谐间波的有效值（见图6）。
注：本部分中，在谐波阶数n和n+1之间的谐间波中心子群的有效值被设定为C。例如：在n=5和n=6之间的中心子群用Cig.5表示。
谐间波群频率interharmonicgroupfrequencyfig.n
该谐间波群两侧的两个谐波频率的平均值。3.4.5
interharmonic centred subgroup frequency谐间波中心子群频率
fisg,n
该谐间波子群两侧的两个谐波频率的平均值。3.5符号
3.5.1符号与缩写
除非特别声明，本部分中，电压和电流值是指有效值。a
傅立叶级数中正弦分量的幅值系数傅立叶级数中余弦分量的幅值系数傅立叶级数幅值系数
畸变系数
频率；函数
基波频率
采样率
累积概率函数的值，表示为一个百分数运行时间
采样值
谱线有效值
畸变加权系数
频率分量
考虑的最高谐波的阶数
电流（有效值）
3s内的时间窗数目
整数，时间窗内的样本数
时间窗内的周期数目此内容来自标准下载网
公共耦合点
时间间隔
基波周期
NTi（时间窗宽度）
电压（有效值）
角频率
基波角频率
相位角
中心带频率
运行整数
运行整数
测量值，m阶谱分量（不必为整数）max
最大值
最小值
谐波阶数，连续数（整数）
与n次谐波关联的谐波群阶数
与基波关联的谐波群阶数
与n次谐波关联的谐波子群阶数
与基波关联的谐波子群阶数
n次谐波以上的谐间波群
n次谐波以上谐间波的中心子群
标称值
额定值
采样的：同步的
GB/T17626.7—2008/IEC61000-4-7:20025
GB/T17626.72008/IEC61000-4-7:20024所有类型测量器的通用概念和共同要求4.1被测信号的特性
为下列测量类型考虑仪器：
a）谐波发射测量；
b）谐间波发射测量：
c）频率在谐波频率之上、直至9kHz的信号的测量。严格地讲，只能对稳态信号进行谐波测量；时变信号（信号随时间变化)不能仅由谐波正确地描述然而，为得到可相互比较的结果，给出了一个用于时变信号简化和可重复的方法。4.2仪器的准确度类别
为允许使用简单和廉价仪器，考虑了两类准确度（I、Ⅱ），以满足使用的要求。对于发射试验，如果发射接近限值，则要求使用更高准确度的I类仪器（见表1的注2）。4.3测量的类型
给出谐波和谐间波测量的要求。也考虑了在不大于9kHz频率范围内信号的测量。4.4仪器的一般结构
新设计的仪器倾向于使用离散傅立叶变换（DFT），通常采用一种被称为快速傅立叶变换（FFT)的算法。因此本部分仅考虑这种架构，但不排除其他分析原则（见第6章）。图1给出仪器的一般结构。一台仪器不一定必须由图1所给定的全部模块和输出构成。4.4.1仪器的主要部件
仪器主要包括：
带抗混叠滤波器的输入回路；
一一含有采样/保持单元的A/D转换器；一如果需要，要有同步和窗型单元：提供傅立叶系数am和bm的DFT处理器（输出1)。仪器可由用于电流评价和/或电压评价的特殊部分补充。注1：更详细信息，参见5.5。
注2：为分析谐波和谐间波，被分析信号F(t)将被预处理以消除比仪器工作范围频率更高的频率。为完全满足本部分，窗口宽度应为10（50Hz系统）或12（60Hz系统）个周期并带有矩形加权（见第7章）。汉宁加权仅在失同步的情况下充许使用。这种失同步应在仪器显示上表明，并应标记此时得到的数据。
时间窗应与每一组根据电力系统50Hz或60Hz频率对应的10个或12个周期同步。第一个采样脉冲和第（M十1）个采样脉冲的上升浩之间的时间，应等于特定数自的电力系统周期的持续时间，最大允许误差为土0.03%。含有锁相环或其他同步手段的仪器，在测量任何一个在标称系统频率的5%之内的信号时，应满足准确度和同步要求。然而对于已集成电源的仪器，因电源与测量系统内部已同步，对工作输入频率范围的要求不再适用，只需满足同步和频率准确度的要求。仪器的输出（输出1，见图1）应能分别给出电流或电压DFT的各个系数am和bm，即计算的每一个频率分量的值。
电压输入
电流输入
预处理
仪器主要部分
预处理
采样频率
发生器
采样变换
有功功
率输入
（见注1）
GB/T17626.7—2008/IEC61000-4-7:2002DFT
分群处理
符合性检查
图1测量仪器的一般结构
输出1
输出2a
输出2b
输出3
进一步的输出，未必来自DFT，应提供与谐波测量相同的在采样时间窗上评估的有功功率P。根据GB17625.1，对于谐波发射的测量，这个功率不应包含直流分量。注3：有功功率P作为平滑过程的输人，并不提供给分群过程。注4：直流分量的测量和有关直流分量的功率测量可以作为一个选件包括在仪器中，但本部分不作要求。4.4.2后续处理部分
按发射标准的要求，对原始数据进行诸如平滑和加权等所进行的额外运算应在仪器的后续部件中进行。
如果输出值与相应的数值（基波，声明值或标称值）有关，这种规范化处理只能在这些附加的平滑过程之后进行。
5谐波测量
5.1电流输入回路
电流输人回路应适应要分析的电流。它应能对谐波电流进行直接测量，此外，还应有一个与外部阻性分流器（或电流传感器与阻性分流器的组合）相连的低压高阻电压输入端。输入回路合适的灵敏度范围为0.1V～10V，如果输人回路满足5.3的要求，0.1V将更好。注：对于在电路中直接测量电流，建议但不要求，提供以下标称输人电流测量范围1nem：0.1A：0.2A；0.5A，1A2A,5A;10A;20A;50A;100A.
Ⅱ类测量仪器的电流输入回路功率吸收应不超过3VA，I类测量仪器的输入电压降有效值不应超过0.15V
每一个电流输入回路应能够承受1.2Inom连续输入电流或10Inom的1s输人电流而不应导致任何损坏。
仪器能够接受以下峰值系数的输人信号不大于5A（有效值）量程时，峰值系数不低于4；10A（有效值）量程时，峰值系数不低于3.5；更高的量程，峰值系数不低于2.5。要求仪器有过载指示。
GB/T17626.7--2008/IEC61000-4-7.2002表1中给出了所有准确度要求。
其他要求，见第8章。
注：直流分量常伴随被测的畸变电流产生，这样的直流分量在输人电流传感器中产生较大误差。制造商应在仪器的技术规范中指出允许的最大直流分量，以保证因它引起的误差不超过规定的准确度。5.2电压输入回路
测量仪器的输人回路应适应要分析的供电电压的最大电压和频率，在电压达到1.2倍的最大电压时，应能保持其性能和测量准确度不变。1.5以上的峰值系数可满足测量要求，但在高畸变电压的工业网络中，峰值系数至少取2才满足测量要求。任何情况下都要求有过载指示。在承受4倍交流输人额定电压或1kV（有效值）输人电压中的较小者1s时，不应引起仪器的任何损坏。根据各地实际，存在60V～690V之间的很多标称电压。为使测量仪器能相对广泛地在大多数供电系统中使用，建议用以下标称电压设计输人回路：Ugm:对50Hz系统：66V;115V230V;400V;690V;Unom:对60Hz系统:69V：120V;240V:277V347V:480V:600V注1：使用外部电压传感器时，额外的电压范围可能有用（100V；100//3V；110//3V)注2：对于用外部传感器的操作应有更高的输人灵敏度（0.1V；1V；10V）。输人回路应能接受峰值系数至少为2的输人信号。
输入回路在230V时的功率吸收不应超过0.5VA，如果提供高灵敏度输入（低于50V)，其输人电阻至少应为10kQ/V
应该注意，与要测量的其他电压分量相比，幅值很高的基波（电源频率）电压不应产生过载而导致仪器的损坏或输入级产生互调误差。这样引起的误差应低于规定的准确度。应有过载指示。5.3准确度要求
用于测量谐波分量仪器的准确度推荐两级。在制造商标明的额定使用条件（温度范围，相对湿度范围，仪器电源电压等）下，测量仪器在工作频率范围内，对单一频率的稳态信号的最大允许误差见表1。注：当设备按GB17625.1试验时，其不确定度与允许限值（允许限值的5%），或被测设备的额定电流I，相关（即0.15%1,），取较大者。这在选择测量仪器的合适的输人电流量程时应加以考虑。表1电流、电压和功率测量的准确度要求准确度类别
Inon：测量仪器的标称电流范围；Unem：测量仪器的标称电压范围；Um和Im：测量值。
测量类型
测量条件
Um≥1%Uaom
Um<1%Unom
Im≥3%Inom
Im<3%Inom
Pm≥150W
Pm<150W
U≥3%Unom
U.<3%Unom
Im≥10%Inom
Im<10%Inam
最大误差
±5%Um
±0.05%Umom
±5%1m
±0.15%Inm
±1%Pnom
±5%Um
±0.15%Unm
±5%1m
±0.5%Inm
注1：在诸如验证标准的符合性、解决争端等需要精确测量的地方，推荐使用1类准确度的仪器。任何满足1类准确度要求的两台仪器，在测量同一信号时，应得到确定准确度范围内的匹配的结果（或显示过载状态）。注2：准确度为I类的仪器推荐用于发射测量；Ⅱ类仪器推荐用于常规粗测，同时可以用于即使考虑增加了的不确定度，测量值明显不会超过限值的发射测量。实际上，这意味着测量值应低于允许限值的90%。注3：此外，对于I类测量仪器，单个通道之间的相位移应小于n×1°。8
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