ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Совместимость технических средств электромагнитная ОГРАНИЧЕНИЕ ГАРМАНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА, СОЗДАВАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ С ПОТРЕБЛЯЕМЫМ ТОКОМ БОЛЕЕ 16 А, НО НЕ БОЛЕЕ 75 А (В ОДНОЙ ФАЗЕ), ПОДКЛЮЧАЕМЫМИ К НИЗКОВОЛЬТНЫМ СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ Нормы и методы испытаний

СТ РК 2141-2011

МЭК 61000-3-12:2004 «Электромагнитная совместимость - Часть 3-12: Нормы -Нормы гармонических составляющих тока, создаваемых оборудованием, подключенным к общественным низковольтным системам, с потребляемым током более 16 А и не более

75 А в одной фазе», (MOD)

Издание официальное

Комитет технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан

(Госстандарт)

Астана

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН республиканским государственным предприятием «Казахстанский институт метрологии»

2    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Председателя Комитета технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан от «17» ноября 2011 года № 625-од

3    Настоящий стандарт модифицирован по отношению к международному стандарту МЭК 61000-3-12:2004 «Электромагнитная совместимость - Часть 3-12: Нормы - Нормы гармонических составляющих тока, создаваемых оборудованием, подключенным к общественным низковольтным системам, с потребляемым током более 16 А и не более 75 А в одной фазе»

Степень соответствия - модифицированная (MOD)

4 СРОК ПЕРВОЙ проверки ПЕРИОДИЧНОСТЬ ПРОВЕРКИ

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

«Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Нормативные документы по стандартизации», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Государственные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Государственные стандарты»

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Комитета технического регулирования и метрологии Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан

II

CT РК 2141-2011

Результаты измерений должны различаться:

-    Для основной составляющей и гармонических составляющих тока не выше 7-го порядка - менее чем на ± 5 %;

-    Для гармонических составляющих тока выше 7-го порядка - менее чем на ± 10 % или 1 % действующего значения основной составляющей тока, в зависимости от того, что больше.

Эти требования установлены для измерительной системы и не подлежат проверке при каждом испытании продукции. При этом должны быть идентичными:

-    Испытуемые ТС (ИТС) (к идентичным ИТС относят не только образцы одного и того же типа, но также ТС подобные по конструкции);

-    Измерительная система;

-    Условия испытаний;

-    Климатические условия (если влияют на результаты испытаний).

4.2.3    Приведение в действие и прекращение функционирования ТС

Если ИТС приводится в действие или его функционирование прекращается с использованием органов управления, применяемых пользователем, или автоматических программ, гармонические составляющие тока не учитывают в течение первых 10 с после операции включения/выключения или в течение времени, необходимого для полного приведения ТС в действие или полного прекращение его функционирования, в зависимости от того, какой период времени больше.

ИТС должно находиться в ждущем режиме (см. 3. 13) не более 10 % времени любого периода наблюдения.

4.2.4    Применение норм

Значения индивидуальных гармонических составляющих тока, усредненные за весь период наблюдения (см. 4.2.1), не должны превышать норм, установленных в таблицах 2 -4.

Для гармонической составляющей каждого порядка сглаженное среднеквадратическое значение гармонической составляющей тока в каждом измерительном окне (см. 4.2.1) не должно превышать 150 % норм, установленных в таблицах 2-4.

4.2.5    Протокол испытаний

Протокол испытаний может быть основан либо на информацию о ТС, представленной изготовителем в испытательную лабораторию, либо включать детальные сведения об испытаниях, проведенных изготовителем. Протокол испытаний должен содержать информацию, относящуюся к условиям испытаний, длительности периода наблюдения и действующему значению основной составляющей тока, подтверждающую соответствие к требованиям и нормам, установленным в настоящем стандарте.

Протокол испытаний должен включать в себя:

-    Значение номинального фазного тока I_equ;

-    Установленное действующее значение основной составляющей тока ф;

-    Отношение короткого замыкания R_sce, применяемое при вычислениях или испытаниях;

-    Минимальное значение отношения короткого замыкания R_sce;

-    Указание о таблице, устанавливающей нормы (т.е. о виде ТС).

4.2.6    Период наблюдения при испытаниях

Длительности периода наблюдения при испытаниях T_ab_s для четырех видов функционирования ТС устанавливают в соответствии с таблицей 1.

7

Таблица 1 - Длительность периода наблюдения при испытаниях

Характер функционирования ТС Период наблюдения при испытаниях Квазистационарное Длительность периода Tabs должна быть достаточной для обеспечения повторяемости результатов испытаний в соответствии с 4.2.2 Кратковременные рабочие циклы (Tcycie < 2,5 мин) Длительность периода Tabs должна превышать 10 рабочих циклов или быть достаточной или синхронизированной1"1 для обеспечения повторяемости результатов испытаний в соответствии с 4.2.2. Значение Tabs равное 10 рабочим циклам, принимают в качестве эталонного при возникновений сомнений в результатах испытаний Случайное Длительность периода Tabs должна быть достаточной для обеспечения повторяемости результатов испытаний в соответствии с 4.2.2 Длительные рабочие циклы (Tcycie > 2,5 мин) Длительность периода Tabs должна быть равной полному программируемому рабочему циклу (эталонный метод) или представлять собой часть рабочего цикла длительность 2,5 мин, рассматриваемую изготовителем в качестве репрезентативной части рабочего цикла ТС с наибольшим значением СКГС 1 Под «синхронизированной» длительностью испытаний понимают общую длительность испытаний, достаточно близкую к целому числу рабочих циклов ТС, обеспечивающую повторяемость результатов испытаний в соответствии с 4. 2. 2.

4.3 ТС, состоящие из нескольких конструктивно завершенных изделий

Если отдельные конструктивно завершенные образцы ТС (которые могут быть поставлены как различными изготовителями, так и одним и тем же изготовителем), смонтированы в стойке или в шкафу, соответствие требованиям и нормам настоящего стандарта может быть обеспечено, по усмотрению изготовителя, либо для системы в целом, либо для каждого отдельного конструктивно завершенного изделия.

5 Требования и нормы для ТС

5.1 Методы управления

При нормальных условиях эксплуатации допускается применять только методы симметричного управления.

Методы симметричного управления мощностью нагревательных элементов, при использовании которых вероятно возникновению гармонических составляющих потребляемого тока порядка п < 40, допускается применять лишь для профессиональных ТС, первичной функцией которых при рассматривании ТС в целом, не является нагрев. При этом должны быть дополнительно выполнены три приведенных ниже условия:

1)    ТС должно соответствовать нормам, установленным в настоящем стандарте, при проведении испытаний на входных зажимах электропитания;

2)    В ТС должен обеспечиваться контроль за точностью установки температуры нагревательного элемента с тепловой постоянной времени менее 2 с;

3)    Отсутствуют другие экономически приемлемые методы управления.

8

CT РК 2141-2011

ПРИМЕЧАНИЕ Искровые зажигательные устройства рассматриваются как применяющие метод симметричного управления.

5.2 Нормы эмиссии помех

Нормы, установленные в настоящем стандарте, применяют для ТС, подключаемых к электрическим сетям систем электроснабжения напряжением 220/380 В частотой 50 Гц. Нормы, применяемые для других систем электроснабжения, будут приведены в последующих изданиях настоящего стандарта.

Нормы эмиссии гармонических составляющих потребляемого тока, установленные в настоящем стандарте, применяют к каждому фазному току ТС. Нормы не применяют к току в нейтральном проводнике. Для ТС, имеющих несколько значений номинального потребляемого тока, оценка соответствия проводится при каждом значении тока.

ПРИМЕР Номинальное напряжение (для одного и того же ТС):

-    220 В, однофазное ТС, номинальный потребляемый ток х, А, в одной фазе: оценку и испытания проводят при напряжении 220 В;

-    380 В, трехфазное ТС, номинальный потребляемый ток у, А, в одной фазе: оценку и испытания проводят при напряжении 380 В.

Нормы гармонических составляющих тока установлены в таблицах 2- 4.

ТС, соответствующие нормам эмиссии гармонических составляющих потребляемого тока пригодны для подключения в любой точке системы электроснабжения.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 Установленные в таблицах 2-4 нормы основаны на минимальном значении R_sce=33. Отношения короткого замыкания менее 33 не учитывались.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Для уменьшения глубины коммутационных провалов напряжения преобразователей могут быть необходимы отношения короткого замыкания более 33.

Для ТС, не соответствующих нормам эмиссии гармонических составляющих потребляемого тока (R_sce=33), допустимы большие значения эмиссии помех при условии, что отношение короткого замыкания R_sce превышает 33.

Предполагается, что такой подход применим для большинства ТС с потребляемым током, превышающим 16 А в одной фазе.

Изготовитель может выбрать значение R_sce, обеспечивающее соответствие требованиям и нормам настоящего стандарта.

Требования к эксплуатационным документам приведены в разделе 6.

Нормы, установленные в таблице 2, применяют для оборудования, не относящегося к симметричным трехфазным ТС, в таблицах 3 и 4 - для симметричных трехфазных ТС.

Нормы, установленные в таблице 4, могут быть применены (для симметричных трехфазных ТС) при выполнении любого из указанных ниже условий:

a)    Угол фазового сдвига гармонической составляющей тока 5-го порядка К относительно основной составляющей фазного напряжения U_pi (см. 3. 14) находится в пределах от 90° до 150° в течение периода наблюдения при испытаниях.

ПРИМЕЧАНИЕ Указанное выше обычно выполняется для ТС, конструкция которого включает в себя выпрямительный мост и емкостной фильтр с реактором 3- процентного тока или 4- процентного постоянного тока.

b)    Конструкция ТС должна быть такой, чтобы угол фазного сдвига гармонической составляющей тока 5- го порядка I5 относительно основной составляющей фазного напряжения U_pi не принимал какого- либо предпочтительного значения во время функционирования и мог быть любым в интервале значений (0° - 360°).

9

ПРИМЕЧАНИЕ Указанное условие обычно выполняется для преобразователей с полностью управляемыми тиристорными мостами.

с) В течение периода наблюдения при испытаниях значения каждого из гармонических составляющих тока 5- го порядка I5 и 7- го порядка В составляют менее 5% действующего значения основной составляющей тока Ii.

ПРИМЕЧАНИЕ Указанное условие обычно выполняется для 12-импульсного оборудования.

Нормы, установленные в таблицах 3 и 4, могут быть применены для гибридных ТС при выполнении одного из следующих условий:

a)    Максимальное значение гармонической составляющей тока 3-го порядка, потребляемого гибридным ТС, должно быть менее 5 % действующего значения основной составляющей тока 1ц

b)    Конструкция гибридного ТС должно быть такой, чтобы она позволяла проводить раздельные измерения токов, потребляемых нагрузками, представляющими собой симметричные трехфазные ТС или однофазные и двухфазные ТС, причем во время измерений эти нагрузки должны потреблять такой же ток, как и при нормальных условиях эксплуатации. В этом случае соответствующие нормы эмиссии помех следует применять для каждой из нагрузок по отдельности: для однофазных и двухфазных ТС - по таблице 2; для симметричных трехфазных ТС - по таблицам 3 и 4.

Для обеспечения проверки измерительной системы при выполнении условия по перечислению, изготовителю следует установить номинальный потребляемый ток для каждой отдельной нагрузки гибридного ТС. Значение R_sce для гибридного ТС определяют на основе наибольшего значения мощности короткого замыкания S_sc, определенного для отдельных нагрузок с учетом минимальных значений R_sce в таблицах 2-4.

Таблица 2 - Нормы эмиссии гармонических составляющих тока для оборудования, не относящегося к симметричным трехфазным ТС

Мини мальное значение I^sce Предельно допустимое значение гармонической составляющей тока Предельно допустимое значение коэффициента гармонических составляющих, % I I I I I I скгс чвкгс 1 2 3 4 5 6 7 8 9 33 21,6 10,7 7,2 3,8 ЗД 2 23 23 66 24 13 8 5 4 3 26 26 120 27 15 10 6 5 4 30 30 250 35 20 13 9 8 6 40 40 >350 41 24 15 12 10 8 47 47

1П - значение тока n-й гармонической составляющей, 1| - значение основной составляющей тока. ПРИМЕЧАНИЕ 1 Относительные значения четных гармонических составляющих до 12-го порядка включительно не должны превышать 16/п, %. Четные гармонические составляющие свыше 12-го порядка, а также нечетные гармонические составляющие учитывают при установлений норм СКЕС и ЧВКЕС. ПРИМЕЧАНИЕ 2 Допускается линейная интерполяция между последовательными значениями Rsce (см. также приложение Б)._

10

СТРК 2141-2011

Рисунок 3 — Алгоритм, поясняющий порядок применения норм, установленных в таблицах 2-4

6 Эксплуатационные документы

Изготовитель должен указать в эксплуатационных документах (руководство пользователя) о соответствии ТС настоящему стандарту, если ТС соответствует нормам гармонических составляющих потребляемого тока, установленным в настоящем стандарте, при значении R_sce равном 33.

ПРИМЕР Указание в эксплуатационных документах о соответствии ТС нормам гармонических составляющих потребляемого тока при значений R^e равном 33:

«Техническое средство соответствует СТ РК ГОСТ Р 51317.3. 12 (МЭК 61000-3-12)».

Изготовитель ТС, не соответствующего нормам гармонических составляющих потребляемого тока при значении R_sce равном 33, должен:

-    определить минимальное значение R_sce при котором уровни эмиссии гармонических составляющих тока ТС не превышают норм, установленных в таблицах 2, 3 или 4;

-    указать в эксплуатационных документах (руководстве пользователя) значение мощности короткого замыкания S_SC; соответствующее указанному минимальному значению R_sce (см. 3.10);

-    указать пользователю о его обязанности определить (если, необходимо то при консультации с представителем организации — поставщика электрической энергии), что ТС подключено к системе электроснабжения с указанным выше или большим значением Ssc

CT РК 2141-2011

ПРИМЕР Указание в эксплуатационных документах о соответствии ТС нормам гармонических составляющих потребляемого тока при значений R_sceпревышающим 33, и обязанности подключить ТС к системе электроснабжения, мощность короткого замыкания которой соответствует значению R_sce:

«Техническое средство соответствует нормам гармонических составляющих потребляемого тока, установленным в CT РК ГОСТ Р 51317.3. 12 (МЭК 61000-3-12), при условии что мощность короткого замыкания S_sc в точке подключения электрической сети пользователя к системе электроснабжения общего

назначения равна или превышает_^{1 2 3}. Организация, установившая техническое средство, или пользователь

несут ответственность за то, чтобы данное техническое средство было подключено лишь к системе электроснабжения, мощность короткого замыкания которой составляет не менее_¹».

7 Условия испытаний и моделирования

Соответствие настоящему стандарту определяют:

а)    проведением испытаний (см. 7. 1) или

б)    вычислениями с проведением моделирования, включающего в себя процедуру валидации (см. 7. 2).

При проведении испытаний или моделирования следует учитывать условия испытаний, указанные в протоколе испытаний изготовителя.

7.1 Требования к испытаниям

Источник электропитания должен соответствовать следующим требованиям:

а)    Выходное напряжение источника U должно соответствовать номинальному напряжению электропитания ТС. Если в соответствии с техническими документами изготовителя предусмотрено функционирование ТС при конкретном диапазоне изменений напряжения электропитания, испытательное напряжение должно быть 220 В для однофазных и 380 В - для трехфазных систем электропитания;

б)    Отклонение испытательного напряжения от установленного значения не должны превышать ± 2 %, частоты питания ± 0,5 % номинального значения;

в)    В случае трехфазной системы электропитания несимметрия напряжений должна быть менее 50 % уровня электромагнитной совместимости в части несимметрии напряжений, установленного в (3);

г)    Гармонические составляющие испытательного напряжения U при отсутствии нагрузки, %, не должны превышать:

1,5 - для гармонических составляющих 5-го порядка;

1,25    3-го и 7-го порядков;

0,7    11-го порядка;

0,6    9-го и 13-го порядков;

0,4 - для четных гармонических составляющих от 2-го до 10-го порядка;

0,3 - для гармонических составляющих 12-го порядка и от 14-го до 40-го порядка;

д)    для применения норм, установленных в таблицах 2 и 3, внутреннее полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы значение R_sce было не менее ожидаемого минимального значения R_sce (R_sce min), при котором обеспечивается соответствие ТС установленным нормам (с учетом возможного внесения реактивного сопротивления в измерительную схему).

Для применения норм, установленных в таблице 4, внутреннее полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы значение R_sce было не менее значения, в 1,6 раза превышающее ожидаемое минимальное значение R_sce (Rsce min), при котором обеспечивается соответствие ТС установленным нормам (с учетом возможного внесения реактивного сопротивления в измерительную схему).

ПРИМЕЧАНИЕ коэффициент 1,6 учитывает, что для ТС, подключенного к системе электроснабжения, значение R_sce которой больше, чем R_sce (R_{sce mm}), уровень эмиссии гармонических составляющих тока возрастает, что было учтено при установлении норм в таблицах 2 и 3.

е) полное сопротивление источника электропитания должно включать в себя полное сопротивление токоизмерительных элементов и проводников.

ПРИМЕЧАНИЕ - Выбор указанных выше требований к полному сопротивлению и допустимым искажениям напряжения источника электропитания представляет собой компромисс, учитывающий, что высококачественные источники электропитания с высокой нагрузкой по току редки. Воспроизводимость результатов испытаний при использований различных источников электропитания, отвечающих указанным выше требованиям к допустимым искажениям напряжения и полному сопротивлению, может быть недостаточной. Повторяемость результатов при использований одного и того же источника электропитания является удовлетворительной. Если возможно, следует использовать источники электропитания с более низкими искажениями напряжения и внутренним полным сопротивлением.

Если минимальное значение R_sce, полученное в результате измерений, превышает ожидаемое значение, указанное в перечислении д), измерения следует повторить с указанным новым значением, рассматриваемым в качестве ожидаемого минимального значения R_sce.

Требования к измерительной аппаратуре установлены в [5] (см. также    CT    РК

ИСО 61000-3-2, приложение Б).

В симметричных трехфазных ТС потребляемый ток измеряют в одной из фаз, но при сомнений в результатах измерений и в случаях испытаний несимметричных трехфазных ТС измерения проводят во всех фазах. Для однофазных ТС допускается измерение тока в нейтральном проводнике вместо измерения тока в фазном проводнике. Измерения проводят в точке подключения между источником электропитания и испытуемым ТС.

ПРИМЕЧАНИЕ При оценке эмиссии гармонических составляющих тока см. 4.2 настоящего стандарта, а также [5].

7.2 Требования к моделированию

Оценка уровней эмиссии гармонических составляющих тока и соответствующей величины R_sce min может быть проведена с применением компьютерного моделирования ТС конкретного вида. Моделирование может быть проведено в тех случаях, когда установленные в 7.1 требования в отношении источника электропитания не могут быть выполнены. При этом для валидации результатов моделирования должны быть выполнены следующие шаги:

a)    проводят в соответствии с 7.1 измерение гармонических составляющих тока, потребляемого образцом ТС при нормальных лабораторных условиях. При этом допускается повышенные искажения испытательного напряжения, однако значения индивидуальных гармонических составляющих напряжения источника электропитания не должны превышать уровней электромагнитной совместимости, установленных в СТ РК ГОСТ Р 51317.2.4 для оборудования класса 3. Проведенные испытания должны подтвердить соответствие ТС установленным нормам. Фиксируют спектр испытательного напряжения, а также полное сопротивление источника электропитания. Значение полного сопротивления измеряют либо непосредственно на основной частоте сети, либо путем измерения S_sc, с учетом полного сопротивления токоизмерительных элементов и проводников;

b)    проводят моделирование, используя программное обеспечение ИТС и сведения о его функционировании, предоставленные изготовителем. При моделировании в качестве входных параметров используют значения спектральных составляющих испытательного

CT РК 2141-2011

напряжения и полного сопротивления источника электропитания. Вычисленные в процессе моделирования уровни гармонических составляющих тока сравнивают с результатами измерений, проведенных по перечислению а).

Результаты моделирования рассматривают как прошедшие процедуру валидации, если расхождение между измеренными и рассчитанными значениями гармонических составляющих тока до 13-го порядка включительно не превышают наибольшего из следующих значений: ±2% основной составляющей тока; ± 10 % измеренного значения.

ПРИМЕЧАНИЕ Установленные в настоящем стандарте процедуры не обеспечивают проведения моделирования с высокой степенью точности в отношений гармонических составляющих тока высокого порядка. Поэтому нецелесообразно устанавливать допустимое расхождение результатов моделирования и измерений для гармонических составляющих тока свыше 13-го порядка. Вместе с тем изготовителем ТС при сравнений результатов измерений и моделирования рекомендуется проводить измерения гармонических составляющих тока до 40-го порядка включительно и анализировать любые расхождения между результатами измерения и моделирования.

Значительные расхождения между результатами измерений и моделирования для гармонических составляющих тока свыше 13-го порядка означают для изготовителя риск несоответствия продукции установленным нормам.

При проведении валидации гармонические составляющие тока с измеренными значениями менее 1 % значения основной составляющей не учитывают.

Результаты моделирования считают прошедшими процедуру валидации для всех ТС из совокупности подобных по конструкции изделий с потребляемым током в пределах от 16 А до 75 А при условии, что валидация проведена для двух ТС из указанной совокупности, с минимальным и максимальным значениями потребляемого тока.

Повторяют моделирование, используя неискаженное симметричное напряжение и индуктивное внутреннее полное сопротивление источника электропитания. Для применения норм, установленных в таблицах 2 и 3, внутреннее полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы значение R_sce было не менее ожидаемого минимального значения R_{sce m}in при котором обеспечивается соответствие ТС установленным нормам. Для применения норм, установленных в таблице 4, внутреннее полное сопротивление источника электропитания должно быть таким, чтобы значение R_sce было не менее значения, в 1,6 раза превышающего ожидаемое минимальное значения R_sce min при котором обеспечивается соответствие ТС установленным нормам.

Вычисленные по результатам второго моделирования значения считают значениями гармонических составляющих тока, потребляемого ТС, и используют их для получения минимального значения R_sce в таблицах 2-4.

Однако если полученное минимальное значение R_sce превышает ожидаемое значение, моделирование следует повторить с указанным новым значением, рассматриваемым в качестве ожидаемого минимального значения R_sce.

7.3 Общие условия испытаний и моделирования

ТС испытывают в том виде, как представлено изготовителем. Перед испытаниями, при необходимости, изготовитель должен провести предварительную проверку электрических приводов, с тем чтобы результаты соответствовали нормальной эксплуатации ТС.

Испытания следует проводить при установке органов управления ТС, применяемых, или автоматических программ так, чтобы обеспечить при нормальных рабочих условиях максимальное действующее значение высших гармонических составляющих тока I (см. 3.12). Вместе с тем, нет необходимости проводить при испытаниях поиск условий, соответствующих наибольшей эмиссии помех.

ПРИМЕЧАНИЕ В стандартах МЭК для однородной продукции могут быть приведены условия проведения испытаний ТС конкретных видов, учитывающие особенности оценки гармонических составляющих потребляемого тока по результатам измерений или моделирования.

Условия испытаний, установленные в CT РК ИСО 61000-3-2, приложение В, могут быть применены для тех видов ТС, которые соответствуют области применения СТ РК ИСО 61000-3-2.

Условия испытаний для ТС других видов будут указываться, исходя из потребности.

16

СТ РК 2141-2011

Содержание

1    Область применения    1

2    Нормативные ссылки    2

3    Термины и определения    2

4    Условия измерений    6

5    Требования и нормы для ТС    8

6    Эксплуатационные документы    12

7    Условия испытаний и моделирования    13

Приложение А    Зависимость норм гармонических    составляющих

(обязательное)    потребляемого тока от R_sce    17

Приложение Б    Формулы приближенной интерполяции    18

(обязательное)

Приложение В ТС, не соответствующие требованиям и нормам (информационное)    настоящего стандарта    19

Приложение Г    Сведения о частичном взвешенном    коэффициенте

(информационное)    гармонических составляющих    20

Приложение Д.Е Сведения о соответствии государственных стандартов (информационное)    ссылочным международным стандартам    22

Библиография    23

III

СТРК 2141-2011

Приложение А

(обязательное)

Зависимость норм гармонических составляющих потребляемого тока от К_же

Допустимые значения индивидуальных гармонических составляющих потребляемого тока линейно возрастают при увеличении значения R^e от минимального (Rsce ⁼ 33) до максимального, приведенного в таблице 2 — 4. Зависимость норм гармонической составляющей тока 5-го порядка от R^e приведена на рисунке А. 1.

33    120    250    350    R,

Рисунок А.1 — Зависимость норм гармонической составляющей тока 5-го порядка от R_sce

17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

Совместимость технических средств электромагнитная ОГРАНИЧЕНИЕ ГАРМАНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКА, СОЗДАВАЕМЫХ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ С ПОТРЕБЛЯЕМЫМ ТОКОМ БОЛЕЕ 16 А, НО НЕ БОЛЕЕ 75 А (В ОДНОЙ ФАЗЕ), ПОДКЛЮЧАЕМЫМИ К НИЗКОВОЛЬТНЫМ СИСТЕМАМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ Нормы и методы испытаний

Дата введения 2012-07-01

1 Область применения

Настоящий стандарт предназначен для применения при ограничении гармонических составляющих тока, инжектируемых в системы электроснабжения общего назначения.

Стандарт распространяется на электротехнические, электронные и радиоэлектронные изделия и оборудования с номинальным потребляемым током более 16 А, но не более 75 А в одной фазе (далее - технические средства), предназначенные для подключения к низковольтным распределительным электрическим сетям систем электроснабжения общего назначения переменного тока, следующих видов:

-    Однофазным двух- или трехпроводным номинальным напряжением до 240 В;

-    Трехфазным трех- или четырехпроводным номинальным напряжением до 600 В;

-    Номинальной частотой 50 Гц.

Стандарт не распространяется на технические средства (ТС) предназначенные для подключения к электрическим сетям других видов.

Нормы, установленные в настоящем стандарте, применяют для ТС, подключаемых к электрическим сетям систем электроснабжения напряжением 220/380 В частотой 50 Гц (см. также раздел 5).

ПРИМЕЧАНИЕ Нормы для других систем электроснабжения будут приведены в последующих изданиях настоящего стандарта.

Требования настоящего стандарта распространяется на ТС, предназначенные для подключения к низковольтным электрическим сетям, получающим электрическую энергию от систем электроснабжения общего назначения при низком уровне напряжения. Стандарт не распространяется на ТС, предназначенные для подключения только к частным низковольтным системам электроснабжения общего назначения при среднем или высоком уровне напряжения.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 Область применения настоящего стандарта ограничена ТС, подключаемыми к низковольтным электрическим сетям систем электроснабжения общего назначения, потому что эмиссия помех от ТС, установленных в частных низковольтных системах, может контролироваться в совокупности в точке общего подключения при среднем уровне напряжения с использованием процедур, установленных в [1] и/или на основе соглашений между оператором системы электроснабжения и абонентом. Операторы частных систем электроснабжения должны контролировать уровни эмиссии электромагнитных помех так, чтобы обеспечить соответствие с требованиями [1] или соглашениями с абонентами.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Если ТС предназначено для подключения только к частным системам электроснабжения, изготовитель должен указать назначение ТС в эксплуатационных документах.

Ресми басылым

ПРИМЕЧАНИЕ 3 Профессиональные ТС с потребляемым током больше или равным 16 А в одной фазе, не соответствующие требованиям и нормам, установленным в СТ РК ИСО 61000-3-2, могут получить разрешение на подключение к определенным низковольтным системам электроснабжения так же, как и ТС с потребляемым током меньше 16 А в одной фазе, не соответствующие требованиям и нормам, установленным в настоящем стандарте (см. приложение В).

ПРИМЕЧАНИЕ 4 Нормы, установленные в настоящем стандарте, не применяют для автономно используемых фильтров гармоник.

Настоящий стандарт устанавливает:

а)    требования к ТС и нормы эмиссии помех от ТС;

б)    методы испытаний и моделирования при определении соответствия ТС нормам настоящего стандарта.

Испытания в соответствии с требованиями настоящего стандарта являются типовыми (испытания одного или нескольких конструктивно завершенных образцов ТС, изготовленных в соответствии с техническими документами на ТС конкретного вида, имеющих идентичные характеристики, с целью подтвердить соответствие нормам настоящего стандарта).

Соответствие нормам, установленным в настоящем стандарте, может быть также установлено путем проведения моделирования, включающего в себя процедуру валидации.

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные нормативные документы:

СТ РК 1782-2008 Электромагнитная совместимость технических средств. Термины и определения.

СТ РК ГОСТ Р 51317.2.4 - 2007 ГСИ РК. Совместимость технических средств электромагнитная. Электромагнитная обстановка. Уровни электромагнитной совместимости для низкочастотных кондуктивных помех в системах электроснабжения в промышленных предприятий.

СТ РК ИСО 61000-3-2-2009 ГСИ РК. Электромагнитная совместимость (ЭМС). ЧастьЗ-2. Нормы. Нормы эмиссии гармонических составляющих тока для оборудования с потребляемым током меньше или равным 16 А в одной фазе.

ГОСТ 13109 - 97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

ГОСТ 21128 - 83 Системы электроснабжения, сети, источники, преобразователи и приемники электрической энергии. Номинальные напряжения до 1000 В.

ПРИМЕЧАНИЕ При пользовании настоящим Стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по ежегодно издаваемому информационному указателю «Указатель нормативных документов по стандартизации» по состоянию на текущий год и соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим Стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замен, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по СТ РК 1782, ГОСТ 13109, а также следующие термины с соответствующими определениями:

CT РК 2141-2011

3.1 Суммарный коэффициент гармонических составляющих, (СКГС):

Отношение среднеквадратического значения суммы гармонических составляющих к среднеквадратическому значению основной составляющей. Суммарный коэффициент гармонических составляющих тока вычисляют как отношение среднеквадратического значения суммы гармонических составляющих тока 1_п порядка и от 2 до 40 к среднеквадратическому значению основной составляющей тока Ii по формуле:

СКГС= У

WAL)

ПРИМЕЧАНИЕ Определение приведено в соответствии с [2].

3.2 Частичный взвешенный коэффициент гармонических составляющих, (ЧВКГС): Отношение среднеквадратического значения суммы выделенных высших гармонических составляющих, взвешенных с коэффициентами, равными порядку гармонической составляющей, к среднеквадратическому значению основной составляющей. Частичный взвешенный коэффициент гармонических составляющих тока вычисляют как отношение среднеквадратического значения суммы гармонических составляющих тока, начиная с 14-го порядка, взвешенных с коэффициентами, равными порядку гармонической составляющей, к среднеквадратическому значению основной составляющей тока, по формуле

ЧВКГС = Yj —

V”=¹⁴v I и

ПРИМЕЧАНИЕ ЧВКГС применяют, чтобы гарантировать значительное снижение влияния гармонических составляющих тока высших порядков на результаты испытаний, при котором нет необходимости устанавливать для указанных гармонических составляющих индивидуальные нормы.

3.3    Точка общего присоединения: Точка электрической сети общего назначения, электрически ближайшая к сетям рассматриваемого потребителя электрической энергии, к которой присоединены или могут быть присоединены электрические сети других потребителей.

3.4    Однофазное ТС: ТС, подключаемое к фазному и нейтральному проводникам.

ПРИМЕЧАНИЕ К однофазным ТС относят оборудование, в котором отдельные нагрузки подключены к одному или нескольким фазным проводникам и нейтральному проводнику.

3.5    Двухфазное ТС: ТС, подключаемое к двум фазным проводникам. Нейтральный проводник при нормальных условиях функционирования не используется в качестве токоведущего проводника.

3.6    Трехфазное ТС: ТС, подключаемое к трем фазным проводникам. Нейтральный проводник при нормальных условиях функционирования не используется в качестве токоведущего проводника.

ПРИМЕЧАНИЕ ТС, предназначенное для подключения к трем фазным и нейтральному проводникам при условий использования нейтрального проводника в качестве токоведущего проводника, рассматривается как совокупность трех однофазных ТС. ⁴

3.6.1    Симметричное трехфазное ТС: ТС, подключаемое к трем фазным проводникам трехфазной системы электроснабжения, в котором три фазных тока равны по амплитуде и идентичны по форме, прием каждый из указанных токов сдвинут по фазе относительно двух других на одну треть периода основной частоты.

3.6.2    Несимметричное трехфазное ТС: ТС, подключаемое к трем фазным проводникам трехфазной системы электроснабжения, в котором три фазных тока не равны по амплитуде и не идентичны по форме, или любые два из указанных токов сдвинуты по фазе на значение, отличающееся от одной трети периода основной частоты.

3.7    Гибридное ТС: Комбинация симметричной трехфазной нагрузки и одной или большего числа нагрузок, подключенных между фазными и нейтральными проводниками или между фазными проводниками.

3.8    Мощность короткого замыкания S_sc: Мощность короткого замыкания трехфазной системы электроснабжения, вычисляемая с учетом значений номинального линейного напряжения системы U_nom и ее полного сопротивления Z в точке общего присоединения на частоте сети по формуле:

S =U^{2 /z}    (з)

sc Су пат    ⁵ '

3.9    Полная номинальная мощность ТС S_equ: Величина, вычисляемая с учетом среднеквадратических значений номинального фазного тока образца ТС I_equ, установленного изготовителем, и номинальных значений фазного напряжения сети U_p (для однофазных ТС) или линейного напряжения Uj (для двухфазных ТС) по формулам:

a)    S_equ= Up I_equ- для однофазных ТС и однофазных частей гибридных ТС;

b)    Sequ = U; Iequ - для двухфазных ТС;

c)    Sequ — -Л Ui Iequ ^_ для симметричных трехфазных ТС и трехфазных частей гибридных ТС;

d)    Sequ = х/З U, I_equ max “ ДЛЯ НеСИММетрИЧНЫХ ТрехфаЗНЫХ ТС, где Iequ max

представляет собой максимальное среднеквадратическое значение тока, протекающего в одной из трех фаз.

ПРИМЕЧАНИЕ Если ТС функционирует в диапазоне напряжений электропитания, величины U_p и Ui представляют собой номинальные напряжения системы электроснабжения в соответствии с [3] (например 120 или 230 В для однофазных ТС или 400 В (линейное напряжение) для трехфазных ТС).

3.10    Отношение короткого замыкания R_sce: Величина, характеризующая образец ТС, вычисляемая по формулам:

a)    Rsce = Ssc/Sequ - для однофазных ТС и однофазных частей гибридных ТС;

b)    R_sce = S_sc/2Sequ - для двухфазных ТС;

c)    Rsce = Ssc/3 Sequ - для всех трехфазных ТС и трехфазных частей гибридных ТС.

ПРИМЕЧАНИЕ 1 R_sce вычисляют на основе основных электрических величин по формулам:

Rsce = U_nam / (Z I_equ) - для однофазных ТС и однофазных частей гибридных ТС;

Rsce = и_пат/( х/з Z I_equ) - для межфазных ТС;

Rsce = U_nam/( х/з Z I_equ) - для симметричных трехфазных ТС и трехфазных частей гибридных ТС;

Rsce = U_nam/( х/З Z I_equ max) - Для несимметричных трезфазных ТС, где Una_m принимают равным U или

л/3 U_p.

ПРИМЕЧАНИЕ 2 Определение R_sce в настоящем стандарте не совпадает с определением, приведенным в [4].

ПРИМЕЧАНИЕ 3 Метод вычисления R_sce для гибридных ТС приведен в 5.2.

CT РК 2141-2011

3.11    Действующее значение основной составляющей тока Ii:

Среднеквадратическое значение основной составляющей номинального фазного тока ТС lequ (см. также 4.1).

3.12    Действующее значение высших гармонических составляющих тока I:

Среднеквадратическое значение суммы гармонических составляющих тока порядка от 2 до 40, вычисляемое по формуле:

J40

Т.Ч    <⁴>

п=2

3.13    Ждущий режим:    Нерабочий    режим ТС, характеризующийся малым

энергопотреблением, который может длиться неограниченное время.

3.14    Угол фазового сдвига гармонической составляющей тока 5-го порядка Is относительно основной составляющей фазного напряжения U_pi: Фазовый угол as, определяемый в соответствии с рисунками 1 и 2.

Рисунок 1 - Определение угла фазового сдвига гармонической составляющей тока 5-го порядка I5 относительно основной составляющей фазового напряжения Upi(UpitU5>0)

Рисунок 2 - Определение угла фазового сдвига гармонической составляющей тока 5-го порядка I5 относительно основной составляющей фазового напряжения Upi (I5 отстает от Upi, U5 < 0)

3.15 Профессиональное ТС: ТС, применяемое в профессиональной деятельности, коммерческих учреждениях или в промышленности, не предназначенное для применения в быту. Назначение ТС должно быть установлено изготовителем.

5

4 Условия измерений

4.1 Действующее значение основной составляющей тока

Действующее значение основной составляющей тока I; (см. 3. 11) либо измеряют, либо вычисляют, как указано ниже.

a)    Если действующее значение основной составляющей тока измеряют, то измерения усредненной величины I; должны быть проведены, как указано в 4. 2. 1. В течении времени измерения действующего значения основной составляющей тока среднеквадратического значение фазного тока должно быть равным номинальному фазному току I_equ, установленному изготовителем.

b)    Если действующее значение основной составляющей тока вычисляют, то вычисление проводят с учетом номинального фазного тока I_equ по формуле:

Вычисленное по указанной формуле действующее значение основной составляющей тока должно быть установлено изготовителем ТС и зафиксировано им в протоколе испытаний. Эту величину следует применять при пользовании таблицами 2-4 для установления норм эмиссии гармонических составляющих тока.

Действующее значение основной составляющей тока, определенное с использованием методов измерений, установленных в настоящем разделе, при испытаниях на помехоэмиссию, иных, чем первоначальные испытания, проведенные изготовителем на соответствие нормам настоящего стандарта, должно быть не менее 90 % и не более 110 % действующего значения основной составляющей тока, установленного изготовителем в протоколе испытаний. В случае, если измеренная величина находится вне указанных пределов установленного значения, для установления норм должно быть использовано измеренное действующее значение основной составляющей тока.

4.2 Измерения гармонических составляющих тока

Установленные в настоящем стандарте нормы гармонических составляющих тока применяют для фазных токов при всех видах подключения к сети и нагрузок. Токи индивидуальных гармонических составляющих менее 1 % действующего значения основной составляющей тока не учитывают.

4.2.1    Проведения измерений

Измерения гармонических составляющих тока проводят следующим образом:

-    Для гармонической составляющей каждого порядка измеряют сглаженное (соответственно применению фильтра первого порядка с постоянной времени 1,5 с) среднеквадратическое значение гармонической составляющей тока в каждом измерительном окне дискретного преобразования Фурье, как установлено в [5] (см. также CT РК ИСО 61000-3-2, приложение В);

-    Для гармонической составляющей каждого порядка рассчитывают среднеарифметическое значение измеренных величин в каждом измерительном окне дискретного преобразования Фурье за полный период наблюдения, установленный в 4. 2. 6.

Условия испытаний при измерениях или вычислениях гармонических составляющих тока приведены в разделе 7.

4.2.2    Повторяемость результатов испытаний

Должна быть обеспечена повторяемость результатов испытаний.

6

1

Указывают значение S_sc, соответствующее минимальному значению R_sce, при котором уровни эмиссии

2

гармонических составляющих тока ТС не превышают норм, установленных в таблицах 2, 3 или 4.

3

4

5