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IEC61000-3-3:2023中文版解读电磁兼容(EMC)第3-3部分:限值每相额定电流≤16A且无条件接入的设备在公用低压供电系统中产生的电压变化、电压波动和闪烁的限值技术文档
2025年5月
一、标准概述IEC61000-3-3:2023是国际电工委员会(IEC)发布的电磁兼容(EMC)标准,规定了每相额定电流≤16A且无条件接入公用低压供电系统的设备所产生的电压变化、电压波动和闪烁的限值。该标准是IEC61000系列标准的重要组成部分,对于保护公用电网的电能质量具有重要意义。电压波动和闪烁是指电压有效值在短时间内发生快速变化的现象。当大功率设备启动、停止或负载变化时,会在电网中产生电压波动,导致照明设备闪烁、精密仪器工作异常、其他用户设备受影响等问题。随着电力电子设备的广泛应用,电压波动和闪烁问题日益突出,需要通过标准加以限制。2023版标准是对2013版的修订,在技术内容、试验方法、限值要求等方面进行了更新和完善。该标准已被我国等同采用为GB/T17625.2,在国内具有同等的效力。二、适用范围(一)适用设备本标准适用于以下设备:1.基本条件每相额定电流≤16A接入公用低压供电系统无条件接入(不需要征求供电部门同意)额定电压:220V-250V(相电压)、380V-415V(线电压)2.典型设备家用电器:洗衣机、冰箱、空调、微波炉等电动工具:电钻、电锯、电磨等照明设备:调光器、电子镇流器等信息技术设备:计算机、打印机、复印机等消费类电子产品:电视机、音响设备等其他设备:电焊机、电热设备等(二)不适用情况以下情况不在本标准适用范围内:每相额定电流>16A的设备:适用IEC61000-3-11需要征求供电部门同意才能接入的设备连接到非公用供电系统的设备专业设备:工业设备、医疗设备等(适用专用标准)三、基本概念(一)电压波动电压波动是指电压有效值在短时间内发生的一系列快速变化。电压波动通常由负载的快速变化引起,其特征参数包括:1.相对电压变化(d)相对电压变化是指电压变化量与额定电压的比值:d=ΔU/UnΔU:电压变化量Un:额定电压单位:无量纲或百分比(%)2.最大相对电压变化(dmax)最大相对电压变化是指在电压波动过程中,电压变化的最大幅度。3.稳态相对电压变化(dc)稳态相对电压变化是指电压变化后达到稳态时的相对电压变化。(二)闪烁闪烁是指亮度或光谱分布随时间变化的光度印象。在电气工程中,闪烁通常指由电压波动引起的照明设备亮度变化。1.短期闪烁指示值(Pst)短期闪烁指示值是评估短时间(通常10分钟)内闪烁严重程度的参数:测量周期:10分钟计算方法:基于电压波动波形进行统计分析Pst=1:闪烁刚好被人眼察觉的阈值Pst>1:闪烁可能引起不适2.长期闪烁指示值(Plt)长期闪烁指示值是评估长时间(通常2小时)内闪烁严重程度的参数:测量周期:2小时计算方法:由12个连续的Pst值计算得出Plt=(ΣPst³/12)^(1/3)Plt=0.65:长期闪烁的限值(三)电压变化特征1.电压变化类型阶跃变化:电压从一个稳态值突变到另一个稳态值斜坡变化:电压在一段时间内连续变化周期性变化:电压按一定周期重复变化随机变化:电压不规则地变化2.电压变化速率电压变化的速率影响闪烁的感知程度:快速变化(<100ms):容易引起闪烁感知中速变化(100ms-1s):闪烁感知较明显慢速变化(>1s):闪烁感知较弱四、限值要求(一)基本限值电压波动和闪烁限值参数符号限值说明短期闪烁指示值Pst≤1.0测量周期:10min长期闪烁指示值Plt≤0.65测量周期:2h最大相对电压变化dmax见下表根据变化次数确定稳态相对电压变化dc≤3.3%稳态电压变化限值(二)相对电压变化限值最大相对电压变化(dmax)的限值根据每分钟电压变化的次数确定:最大相对电压变化限值每分钟变化次数rdmax限值(%)r≤0.54.0%0.5<r≤13.0%1<r≤102.5%10<r≤1002.0%100<r≤10001.5%r>10001.0%说明:r:每分钟电压变化的次数变化次数越多,限值越严格对于周期性变化,r为每分钟的周期数对于随机变化,r为每分钟超过阈值的次数(三)特殊情况1.手动开关设备对于通过手动开关操作的设备,电压变化限值可以放宽:每天操作次数≤24次dmax限值可以放宽到7%需要在产品说明书中说明操作限制2.电动机启动对于电动机启动产生的电压变化:启动次数≤每小时1次:dmax≤6%启动次数>每小时1次:应满足标准限值启动电流应采取措施加以限制五、测量方法(一)测量设备1.闪烁测量仪闪烁测量仪应符合IEC61000-4-15的要求:测量参数:Pst、Plt、d、dmax、dc测量精度:符合IEC61000-4-15规定的精度要求测量范围:覆盖被测设备的电压变化范围校准:应定期校准2.参考阻抗测量应使用标准规定的参考阻抗:参考阻抗值元件相线中性线电阻R0.24Ω0.16Ω电感L0.15mH0.10mH电抗X(50Hz)0.047Ω0.031Ω参考阻抗模拟了公用低压供电系统的阻抗,用于评估设备接入电网后对电压的影响。(二)测量配置1.测量电路电源:稳定的交流电源,电压和频率符合要求参考阻抗:串联在电源和被测设备之间测量点:在参考阻抗之前测量电压被测设备:按正常工作状态连接2.测量条件电源电压:额定电压±2%电源频率:额定频率±0.5Hz电源谐波:THD≤3%环境温度:23°C±5°C(三)测量程序1.Pst测量将被测设备连接到测量电路设置闪烁测量仪的测量周期为10分钟使被测设备在典型工作状态下运行记录Pst值重复测量,取最大值2.Plt测量将被测设备连接到测量电路设置闪烁测量仪的测量周期为2小时使被测设备在典型工作状态下运行记录Plt值对于有工作周期的设备,应覆盖完整的工作周期3.电压变化测量将被测设备连接到测量电路使被测设备在产生最大电压变化的状态下工作记录电压变化波形计算d、dmax、dc值统计每分钟电压变化次数r(四)测量不确定度测量结果应考虑测量不确定度的影响:Pst测量不确定度:典型值±5%d测量不确定度:典型值±5%当测量结果接近限值时,应考虑不确定度的影响六、试验配置(一)被测设备配置1.工作状态典型工作状态:设备在正常使用中的典型工作状态最大电压变化状态:产生最大电压变化的工作状态稳定工作状态:设备达到稳定工作后进行测量工作周期:对于有工作周期的设备,应覆盖完整周期2.负载条件额定负载:按制造商规定的额定负载典型负载:实际使用中的典型负载空载:对于可能空载运行的设备满载:对于可能满载运行的设备(二)典型设备试验1.家用电器测量状态:启动、运行、停机、模式切换工作周期:按实际使用情况确定典型设备:洗衣机(完整洗涤周期)、冰箱(启动和停机)2.照明设备测量状态:启动、调光、稳定运行调光设备:测量不同调光级别的电压变化典型设备:调光器、电子镇流器3.信息技术设备测量状态:启动、待机、正常工作、休眠工作周期:按实际使用情况确定典型设备:计算机、打印机、复印机七、典型设备分析(一)电动机类设备1.电压变化特点启动电流大:电动机启动电流可达额定电流的5-8倍电压变化大:启动时产生较大的电压降持续时间短:启动过程通常持续几秒到几十秒变化次数少:启动次数通常较少2.限值应用启动次数≤每小时1次:dmax≤6%启动次数>每小时1次:应满足标准限值应采取措施限制启动电流:软启动器、变频器等(二)电热设备1.电压变化特点功率大:电热设备功率通常较大周期性控制:采用通断控制或相控调功电压变化周期性:功率控制产生周期性电压变化变化次数多:周期性控制导致频繁的电压变化2.限值应用应满足Pst和Plt限值应满足电压变化限值控制周期应优化,减少闪烁建议采用连续控制而非通断控制(三)电子设备1.电压变化特点功率变化:设备在不同工作模式下功率变化突变:模式切换时功率突变变化幅度:通常较小,但可能频繁发生典型设备:计算机、打印机、复印机等2.限值应用应满足Pst和Plt限值应满足电压变化限值电源管理应考虑电压变化影响模式切换应平滑过渡八、减少电压波动和闪烁的措施(一)设备设计措施1.电动机类设备采用软启动器:限制启动电流,减少电压降采用变频器:平滑启动,减少电压变化优化启动方式:星-三角启动、自耦变压器启动等减少启动次数:优化控制策略2.电热设备采用连续控制:SCR调功、PWM控制等优化控制周期:增加控制周期,减少闪烁分散控制:将功率分散到多个控制周期采用智能控制:根据负载需求优化控制3.电子设备优化电源管理:平滑模式切换减少功率突变:逐步改变功率储能元件:使用电容等储能元件平滑功率变化功率因数校正:减少无功功率变化(二)系统措施1.供电系统增加供电容量:提高短路容量,减少电压变化专用供电:大功率设备采用专用供电线路稳压设备:使用稳压器稳定电压无功补偿:减少无功功率变化2.设备安装合理布线:减少线路阻抗分散安装:将大功率设备分散安装错峰运行:避免多个大功率设备同时启动监控管理:实时监控电压质量九、新版标准的主要变化IEC61000-3-3:2023相较于2013版,主要变化包括:(一)技术内容更新更新了引用标准版本细化了测量方法说明增加了对新型设备的考虑完善了限值的应用说明(二)测量方法优化细化了测量配置要求明确了测量不确定度的处理增加了对特殊设备的测量程序完善了试验配置说明(三)文档结构优化重新组织了标准结构,提高可读性增加了附录内容,提供更多技术指导明确了与IEC61000-3-11的关系十、总结与建议(一)核心要点IEC61000-3-3是电压波动和闪烁限值的基础标准标准适用于每相额定电流≤16A且无条件接入的设备Pst≤1.0和Plt≤0.65是基本的闪烁限值电压变化限值根据变化次数确定测量应使用标准规定的参考阻抗(二)实施建议1.对于制造商在产品设计阶段考虑电压波动和闪烁影响优化设备的启动和控制策略建立完善的试验流程定期进行符合性验证2.对于用户选择符合标准要求的设备合理安装和使用设备避免多个大功率设备同时启动关注电压质量问题参考文献IEC61000-3-3:2023Electromagneticcompatibility(EMC)-Part3-3:Limits-Limitationofvoltagechanges,voltagefluctuationsandflickerinpubliclow-voltagesupplysystems,forequipmentwithratedcurrent≤16AperphaseandnotsubjecttoconditionalconnectionGB/T17625.2电磁兼容限值对每相额定电流≤16A且无条
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