电压波动和闪烁检测
经常被混淆的电压波动与电压闪变
经常被混淆的电压波动与电压闪变
电压闪变与波动，两个形影不离的兄弟，经常一起出现在我们的视野中。
闪变外向，我们可以从外表觉察到它的变化，而波动则偏内向，心理活动丰富。
除此以外，它们之间还有什幺不同之处呢？
一、电压波动的概念及计算方式
电压波动是指电网内电压有规则的变动，或是变化幅度倍数在0.9~1间的
随机变化。
电压波动可以通过电压方均根值曲线来描述，电压变动d和电压电压变动频度r则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压波动d的定义表
达式为
二、电压闪变的概念及计算方式
闪变是人眼对灯光亮度变化所引起刺激的不稳定感。
即，人对亮度变化的不适感。
闪变严重度则由UIE-IEC闪变测量方法定义，以参数、评估闪变烦扰强度。
其中，短闪变是衡量短时间（目前若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，基本记录周期为10min；长闪变则由短时间闪变值推算出，反映长时间（若
干小时）闪变强弱的量值，其基本记录周期为2h。
根据IEC 61000-4-5:1996制造的IEC闪变测试仪是目前国际上通用的测量闪变的仪器，其简化原理框图如图1所示。
图1 闪变测试仪简化原理框图
“平方一阶滤波”输出的反映了人的视觉对电压波动瞬时闪变感觉水平，进。
电压波动与闪变
配电网闪变监测：EN50160
IEC61000-3-11:2000。
对额定电流为16A至75A的设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪变的限制
中、低压电网(35kV以下)的闪变限制标准：EN50160:1999。 中、高压电网(35kV以上)的闪变技术报告：IEC61000-3-7。
电压源 闪变仪
EUT 被测设备
或电压幅值不超过0.9～1.1的一系列随机变化。
闪变：人眼对照度波动的一种主观感觉。
如果电压幅值变化达到0.5%，每秒钟6到8次，将引起明显的闪变。 闪变算法：由IEC61000-4-15标准定义。由统计学上的“灯－眼－脑”模 型计算，该模型反映了大多数人如何受闪烁的白炽灯影响。 波动与闪变测量的分类范围：电压有效值的变动范围在±10%之内。
起重机：配电网电压波动与闪变
基本测量：
Pst：10分钟短时闪变。1.0的读数将引起50%的人能感觉到的闪变。 Plt：2小时长时间闪变的统计描述。
F430：提供瞬时闪变(PF5)的趋势图
通过比较瞬时闪变(PF5)的趋势与电压、电流有效 值趋势的关系，可以查明导致闪变现象的电压事件。 电弧炉：配电网电压波动与闪变
● 电压波动与闪变并不会影响电气设备(如计算机及控制设备、电动机等)的正常工作。 但其引发的照明灯光闪烁现象，可能会刺激人的视感神经。
2 电气测量技术基础知识与应用 2007年9月
Company Confidential
电压波动与闪变：测量内容与限值
测量项目(IEC61000-4-15)
[电压变动] •Dc：相对的稳态电压变动 •Dmax：最大相对电压变动 •d(t)：相对的电压变动 [闪变] •Pst：短时间闪变，观测时间为10分钟。 •Plt：长时间闪变值，观测时间为2小时。 由12个短时闪变值 “Pst”来计算。
(优选)电压波动和闪烁检测详解.
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值
(2) 电压波动
几个概念：相对稳态电压变动值dc 、相对动态电压 变动值dd 、相对最大电压变动值dmax：
dc
U c UN
100 %
dd
U d UN
100 %
dmax
U UN
100 %
IEC相关标准规定：dc不超过3%；dd超过3%的持 续时间小于200ms；dmax不超过4%。
压有效值的两个极值之差，且用其相对值的百分数表示：
d
U max
U m in
100%
U
N
通常以 d 的大小作为电压波动的量度。
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
图 2 周期性矩形（或阶跃）电压变动的单位闪变（Pst＝1）曲线
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
完整的测试系统包括纯净电源、参考阻抗 网络和谐波/ 电压波动/闪烁分析仪。
纯净电源G的内阻抗和串接于电路的分析 仪M的电流取样通道A的内阻抗均应足够小， 并接于电路的分析仪M的电流取样通道V的内 阻抗均应足够大。
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
电压 标称值
稳态电压 变动值
UN
稳态电压 变动值
最大电压 变动值
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值
(2) 电压波动 (Voltage fluctuation)
由于部分负荷在正常运行时出现冲击性功率变化，造
成实际电压在短时间里较大幅度波动，并且连续偏离额定
第四章 电压波动与闪变
F
t)
Vm ∆V = U m 2 2U
N
2
二、IEC闪变测量环节分析 IEC闪变测量（国标）简化原理框图如图所示。
输入适配 自测信号 平方检测 滤波器 带通和 加权滤波 平方器 低通滤波 S（t） 闪变的 统计评定 输出 Pst
Plt
平方和
1min 积分
记录
主要两部分：第一部分模拟灯-眼-脑环节的频率响应特性， 主要由图中框 2、框3和框4组成。第二部分为测量到的瞬时闪 变视感度的统计分析，由框 5组成。 现对图中各框的传递函数进行简要介绍。
式中，A：没有觉察的人数，B：略有觉察的人数，C：有明显 觉察的人数，D：难以忍受的人数。 实验条件：230V、60W白枳灯施加不同波动电压。
2、瞬时闪变视感度S（t） 电压波动引起照度波动对人的主观视觉反映称为瞬时闪变 视感度S（t）。用闪变强弱的瞬时值变化来描述，它是电压波 动的频度、波形、大小等综合作用的结果。 规定闪变觉察率F=50%为瞬时闪变视感度的衡量单位，对 应的S=1为觉察单位。换言之，若S>1为闪变不允许值 。 3、视感度频率特性和视感度系数K（f） 人的视觉反映与照度波动的频率有关： 1）闪变的觉察频率范围：1—25Hz 2）闪变的最大觉察频率范围：0.05-35Hz（其上下限值称为 截止频率，上限值又称为停闪频率） 3）闪变敏感频率范围：6—12Hz；最大敏感频率：8.8Hz
供电系统电能质量
电气2003级 电气2003级
2006— 2006—2007 学年 第一学期
第四章 电压波动与闪变
4.1 基本概念
一、有效值电压的变动 理想供电系统（PCC 点Sd 无穷大，等值 Z零）电压恒定不 变。实际电压偏离标称值的现象称电压变动。这里强调有效值 电压变动（以区别瞬时电压变动）： U1 − U 2
电压波动和闪烁测试方法
电压波动和闪烁测试方法电压波动和闪变是电网电能质量的两个重要指标，电压波动是指电网电压方均根值(有效值)一系列的变动或连续的改变，闪变是指灯光照度不稳定造成的视感。
下面本文主要根据GB12326 电能质量电压波动和闪变介绍电压波测量及闪变测量的相关内容。
一、电压波动测量电压波动可通过电压方均根值曲线U(t)来描述，电压变动d 和电压变动频度r则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压变动d的定义表达式为：式中：△U——电压方均根值曲线上相临两个极值电压之差；UN——系统标准电压。
当电压变动频度较低且具有周期性时，可通过电压方均根值曲线U(t)的测量，对电压波动进行评估。
单次电压变动可通过系统和负荷参数进行估算。
当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化量分别为△Pi和△Qi，可用下式计算：式中：RL、XL分别为电网阻抗的电阻、电抗分量。
在高压电网中，一般XL》RL，则：式中：Ssc——考察点(一般为PCC)在正常较小方式下的短路容量。
在无功功率的变化量为主要成分时(例如大容量电动机启动)，可采用下式进行粗略估算。
对于平衡的三相负荷：式中：△Si——三相负荷的变化量。
对于相间单相负荷：式中：△Si——相间单相负荷的变化量。
二、闪变测量根据IEC 61000-4-15制造的IEC闪变仪是目前国际上通用的测量闪变的标准仪器，其简化原理框图如下图所示。
图1：IEC闪变仪模型简化框图框1为输入级，主要用来实现把不同等级的电源电压(从电压互感器或输入变压器二次侧取得)降到适用于仪器内部电路电压值，同时还产生标准的调制波，用于仪器自检。
图2：由S(t)曲线作出的CPF曲线示例框2、3、4综合模拟灯-眼-脑环节对电压波动的反应。
其中框2对电压波动分量进行解调，获得与电压变动成线性关系的电压;框3的带通加权滤波器反映了人对60w230V钨丝灯在不同频率的电压波动下照度变化的敏感程度，通频带为0.05Hz~35Hz;框4包含一个平方器和时间常数为300ms的低通滤波器，用来模拟等-眼-脑环节对灯光照度变化的暂态非线性相应和记忆效应。
如何区分电压波动与电压闪变
如何区分电压波动与电压闪变电压闪变与波动，两个形影不离的兄弟，经常一起出现在我们的视野中。
闪变外向，我们可以从外表觉察到它的变化，而波动则偏内向，心理活动丰富。
除此以外，它们之间还有什么不同之处呢？一、电压波动的概念及计算方式电压波动是指电网内电压有规则的变动，或是变化幅度倍数在0.9~1间的随机变化。
电压波动可以通过电压方均根值曲线)t (U 来描述，电压变动d 和电压电压变动频度r 则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压波动d 的定义表达式为%100d ⨯∆=N U U 二、电压闪变的概念及计算方式闪变是人眼对灯光亮度变化所引起刺激的不稳定感。
即，人对亮度变化的不适感。
闪变严重度则由UIE-IEC 闪变测量方法定义，以参数）（st P 、）（lt P 评估闪变烦扰强度。
其中，短闪变）（st P 是衡量短时间（目前若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值，基本记录周期为10min ；长闪变）（lt P 则由短时间闪变值）（st P 推算出，反映长时间（若干小时）闪变强弱的量值，其基本记录周期为2h 。
根据IEC 61000-4-5:1996制造的IEC 闪变测试仪是目前国际上通用的测量闪变的仪器，其简化原理框图如图1所示。
图1 闪变测试仪简化原理框图“平方一阶滤波”输出的）（t S 反映了人的视觉对电压波动瞬时闪变感觉水平，进入“在线统计评价的）（t S 值是使用积累概率函数CPF 的方法进行分析（具体见GBT 12326-2008 电能质量电压波动和闪变），如图2所示，做出CPF 曲线。
图2 CPF 曲线由CPF 曲线获得短时间闪变值5010311.0st 08.028.00657.00525.00314.0P P P P P P ++++=，1.0P 、1P 、3P 、10P 、50P 分别为CPF 曲线上等于0.1%、1%、3%、10%、50%时间的）（t S 值。
长时间闪变严重度的观测时间为T short 的整数倍N ，N=12，观测时间为2h ，由12个短时间闪变严重度值（）（st P ）计算， =lt P 31i 3sti 1∑=N N P三 、动和闪变的危害表现在以下五点：● 照明灯光闪烁，引起人的视觉不适和疲劳，影响工效；●电视机画面亮度变化，垂直和水平幅度摇动；● 电动机转速不均匀，影响产品质量；● 使电子仪器、电子计算机、自动控制设备等工作不正常；● 影响对电压波动较敏感的工艺或试验结果。
电压波动和闪变
对国家相关电能质量标准的理解与综述1 电压波动和闪变范围本标准适用于交流50Hz 电力系统正常运行方式下，由波动负荷引起的公共连接点电压的快速变动及由此可能引起人对灯光闪烁明显感觉的场合。
1.1 定义：（1）电压波动（voltage fluctuation ）电压方均根值（有效值）一系列的变动或连续的改变（2）电压方均根值曲线R.M.S. voltage shapeU （t ）每半个基波电压周期方均跟值（有效值）的时间函数（3）电压变动relative voltage changed电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示。
（4）电压变动频度rate of occurrence of voltage changesr单位时间内电压变动的次数（电压由大到小或由小到大各算一次变动）。
不同方向的若干次变动，如间隔时间小于30ms ，则算一次变动。
1.2电压波动的测量和估算电压波动可以通过电压方均根值曲线U （t ）来描述，电压变动d 和电压变动频度r 则是衡量电压波动大小和快慢的指标。
电压变动d 的定义表达式为： %100⨯∆=NU U d 式中：△U----电压方均根值曲线上相邻两个极值电压之差。
U N ----系统标称电压。
当电压变动频度较低且具有周期性时，可通过电压方均根值曲线U （t ）的测量，对电压波动进行评估。
单次电压变动可通过系统和负荷参数进行估算。
当已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化率分别为△P i 、 △Q i 时，可用下式计算： %1002⨯∆+∆=Ni L i L U Q X P R d 式中R L 、X L 分别为电网阻抗的电阻电抗分量。
在高压电网中，一般X L ＞＞ R L 则式中：S SC ---考察点（一般为PCC ）在正常较小方式下的短路容量。
在无功功率的变化量为主要成分时（例如大容量电动机启动），可采用以下两式进行粗略估算对于平衡的三相负荷：%100⨯∆≈sci S S d 式中：△S i ---三相负荷的变化量。
电压波动和闪烁检测
条。
30
31
5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
1、测量电路（单相）
32
5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
2、标准运行条件和正常负载
33
5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
27
图A2 由S(t)曲线作出的CPF曲线示例
累积概率函数 cumulative probability function（CPF） 其横坐标表示被测量值(例如瞬时闪变值)，纵坐标表示超
过对应横坐标值的时间占整个测量时间的百分数(见图A2)。
28
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
进入框5的S（t）值是用积累概率函数CPF的方法 进行分析。在观察期内（10min），对上述信号进行统 计。
3、试验判定标准
判定标准请查阅国标GB/T 12326-2008标准。
34
课后作业
P.72: 1, 2
35
36
长时间闪变值Plt long term severity，Plt 由短时间闪变值Pst推算出，反映长时间（若干小时） 闪变强弱的量值。
18
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
闪变的评估方法
电压变动类型
Pst评估方法
各种类型电压波动(在线评值超过50%，说明半数以上的实验观察者有 明显的或难以忍受的视觉反映，若把F(%)大于50%定为 闪变限值，则对应的电压变动值为该实验条件下电压波动 允许值。
9
瞬时闪变视感度 S(t)
为表示人对照度波动的瞬时主观视觉反应，常用闪变强 弱的瞬时值变化来描述，称为瞬时闪变视感度S(t)。 它是电压波动的频度、波形、大小等综合作用结果，其随时 间变化的曲线是对闪变评估衡量的依据。
电压波动与闪变
电压波动与闪变电压波动与闪变一、电压波动与闪变的定义电压波动就是电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。
电压波动造成灯光照度不稳定（灯光闪烁）的人眼视感反应称为闪变，换言之，闪变反映了电压波动引起的灯光闪烁对人视感产生的影响；电压闪变是电压波动引起的结果，它不属于电磁现象。
电压闪变与常见的电压波动不同。
（1）电压闪变是指电压形上一种快速的上升及下降，而波动指电压的有效值以低于工频的频率快速或连续变动。
（2）闪变的特点是超高压、瞬时态及高频次。
如果直观地从波形上理解，电压的波动可以造成波形的畸变、不对称，相邻峰值的变化等，但波形曲线是光滑连续的，而闪变更主要的是造成波形的毛刺及间断。
二、电压波动与闪变的检测方法由于电压波动是电压有效值的快速变动，它的波形是工频电压的调幅波。
因此，闪变测试首先是通过检波的方法将波动信号从工频电压中分离出来。
目前国内外电压波动的检测方法有三种，即平方检测、整流检测和有效值检测。
对三种检测方法，论文予以分析、比较，最终确定选用平方检测法的改进法，即本文采用同步电压和小波多分辨率分析检测电压闪变信号。
并对小波分解和同步检波对波动信号的检测文中加以说明。
常用的几种闪变仪中电压波动的检测方法，可归结为由上式解调出调幅波v = mcos ?t，介绍如下。
2.1 平方检波法IEC 推荐的闪变仪采用平方检测方法，即由u (t)、u (t)2和v (t)的波形图例，如图3－1 所示。
经过0.05~35Hz 的带通滤波器滤去直流分量和工频及以上的频率分量，便可以检测出调幅波即电压波动分量，其输出2.2 整流检波法英国ERA 闪变仪采用整流检测的方法。
图3-2（a）所示的电压u ( t )经过整流的波形g ( t )如图3-2(c)所示。
理论上，将g(t)可看成u(t)乘以幅值为±1、频率为工频的矩形波p(t)。
p(t)的波形图如图3-2(b)所示。
电能质量指标：电压波动与闪变
CD F 100% A B C D
闪变概念与定义
3. 瞬时闪变视感度S（t）
为表示人对照度波动的瞬时主观视觉反应，常用闪变强 弱的瞬时值变化来描述，称为瞬时闪变视感度S（t）。它 是电压波动的频度、波形、大小等综合作用结果，其随时 间变化的曲线是对闪变评估衡量的依据。通常规定F=50% 为瞬时闪变视感度的衡量单位，对应为S=1觉察单位，换 言之，若S>1（觉察单位）为闪变不允许值。
电压变动的特有形式－电压波动
2、电压波动的表示
为具体描述造成实际电压在短时间里较大幅度变动的特征，将一系列电压变动值中的相 邻两个极值之间的变化称为一次电压波动，把两个相邻极值之差称为电压波动值（或波动 大小）。 实际上，电压波动表现为严重连续偏离额定电压，因此用一系列电压方均根值的两个极 值之差，且用其相对值的百分数表示：
U rms 1 N
2 u k N 1
K 0
电压变动值计算
在电能质量标准中，通常以标称电压的相对百分 数来表示电压变动值，即
U1 U 2 U d (%) 100 100(%) UN UN
电压标称值
稳态电压 变动值
UN
动态电压 变动值
最大电压 变动值
电压变动的分类及类型介绍
电弧炉引起电压波动录波图
电压变动的其它类型
3)．短时间电压变动：
短时间电压中断
当电压迅速下降，且跌至〈 0.1p.u，经一段时间 ( 数周波 ~1 分钟 ) 后又恢复到标称值，称为短时间电压 中断。关于电压暂降和短时间电压中断等问题将在本 讲义第五章中专题介绍。
电压变动的其它类型
电压暂降与暂升(Voltage sags, swells)：
第四章 电压波动与闪变
不平衡负荷电压波动计算自看，依据物理概念。
三、电压波动限值
国标规定：P93表4-1。电弧炉引起的电压波动最严重，标 准条款一般是针对电弧炉负荷制定的。
4.3 闪变
一、基本概念与定义 电压波动造成灯光闪烁的专业术语称为闪变。 因此闪变是电压波动引起的有害结果，是人对照度波动的 主观视感反映，闪变本身不属于电磁现象。 人对闪变感受与电压波动的幅值和频度有关。 闪变程度是对观察者进行视感调查、统计的结果。 1、闪变觉察率F（%）
2
2
2
可以看出，调制波电压的平方项含有以下频率分量 N ,2N , F ,2F ,2(N F ),2N F
进行滤波处理和忽略倍频分量，得调幅波检测电压
2 v' (t ) m Um cosF t U m (Vm cosF t )
m
Vm V 1 d Um 2 2U N 2 2
注：两种估算方法仅能估算电压波动大小，可判断电压波 动是否超标。也可用下面经验公式估算闪变严重程度：
短时间闪变值：P (0.48 ~ 0.85)d 0.5d st max max
lt (0.35 ~ 0.5)d max 0.4d max 长时间闪变值：P
四、线性时变电弧电阻模型 为对电弧炉负荷进行数值分析，需建立电弧炉的负荷模型， 负荷模型可用功率、阻抗表示。教材介绍了一种改进的三相线 性时变电弧电阻模型求取方法。
三、电弧炉电压波动的估算
从计算结果可以看出：电压波动超标，需要加补偿装置。 2）最大无功功率变动法
电压波动是无功冲击引起的，可通过ΔQmax计算dmax。
d max 100 Qmax 其中： 2 2 Q S cos S cos N X max d N B X0 SB
电压波动和闪烁检测讲解
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值 (2) 电压波动 (Voltage fluctuation)
由于部分负荷在正常运行时出现冲击性功率变化，造 成实际电压在短时间里较大幅度波动，并且连续偏离额定
电压，所以也称为快速电压变动。电压波动值为一系列电 压有效值的两个极值之差，且用其相对值的百分数表示：
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Yangtze Normal University
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
短时间闪变值Pst short term severity，Pst
衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值。 Pst＝1为闪变引起视感刺激性的通常限值。 长时间闪变值Plt long term severity，Plt 由短时间闪变值 Pst推算出，反映长时间（若干小时） 闪变强弱的量值。
并接于电路的分析仪 M的电流取样通道 V的内
阻抗均应足够大。
《电磁兼容检测技术与应用》
21
Yangtze Normal University
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
1、阻抗要求 对单相来说： R jX 0.4 j 0.2 A A 对三相来说： RA 0.24 ;
jX A 0.15 jX N 0.10
放宽到表5-1所示限值的1.33倍。
《电磁兼容检测技术与应用》
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Yangtze Normal University
5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
完整的测试系统包括纯净电源、参考阻抗 网络和谐波/ 电压波动/闪烁分析仪。 纯净电源G的内阻抗和串接于电路的分析 仪 M的电流取样通道 A的内阻抗均应足够小，
电压波动和闪烁检测
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值
(2) 电压波动
几个概念：相对稳态电压变动值dc 、相对动态电压 变动值dd 、相对最大电压变动值dmax：
dc
Uc UN
10% 0
dd
Ud UN
10% 0
dmaxU UN 10% 0
IEC相关标准规定：dc不超过3%；dd超过3%的持 续时间小于200ms；dmax不超过4%。
如果该比值超过50%，说明半数以上的实验观察者有 明显的或难以忍受的视觉反映，若把F(%)大于50%定为 闪变限值，则对应的电压变动值为该实验条件下电压波动 允许值。
瞬时闪变视感度 S(t)
为表示人对照度波动的瞬时主观视觉反应，常用闪变强 弱的瞬时值变化来描述，称为瞬时闪变视感度S(t)。 它是电压波动的频度、波形、大小等综合作用结果，其随时 间变化的曲线是对闪变评估衡量的依据。
仿真法，直接测量
周期性等间隔电压波动
利用Pst=1曲线
电压变动间隔时间大于1s的电压波 闪变时间分析法、仿真
动
法、直接测量
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
3、限值
当电压波动是由人为开关引起的或发生率小于每小时 1次时，不考虑Pst和Plt，电压波动的三项要求的限值可 放宽到表5-1所示限值的1.33倍。
400mm长的线束，且与测量仪器的距离不小于800mm。 (5) 人工电源网络接地用长宽比不超过3:1、厚度为0.5mm的薄铜
条。
5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
1、测量电路（单相）
5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
2、标准运行条件和正常负载
5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
电压波动与闪变
电压波动与闪变一、电压波动与闪变的定义电压波动就是电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象，其变化周期大于工频周期（20ms）。
电压波动造成灯光照度不稳定（灯光闪烁）的人眼视感反应称为闪变，换言之，闪变反映了电压波动引起的灯光闪烁对人视感产生的影响；电压闪变是电压波动引起的结果，它不属于电磁现象。
电压闪变与常见的电压波动不同。
（1）电压闪变是指电压形上一种快速的上升及下降，而波动指电压的有效值以低于工频的频率快速或连续变动。
（2）闪变的特点是超高压、瞬时态及高频次。
如果直观地从波形上理解，电压的波动可以造成波形的畸变、不对称，相邻峰值的变化等，但波形曲线是光滑连续的，而闪变更主要的是造成波形的毛刺及间断。
二、电压波动与闪变的检测方法由于电压波动是电压有效值的快速变动，它的波形是工频电压的调幅波。
因此，闪变测试首先是通过检波的方法将波动信号从工频电压中分离出来。
目前国内外电压波动的检测方法有三种，即平方检测、整流检测和有效值检测。
对三种检测方法，论文予以分析、比较，最终确定选用平方检测法的改进法，即本文采用同步电压和小波多分辨率分析检测电压闪变信号。
并对小波分解和同步检波对波动信号的检测文中加以说明。
常用的几种闪变仪中电压波动的检测方法，可归结为由上式解调出调幅波v = mcos Ωt，介绍如下。
2.1 平方检波法IEC 推荐的闪变仪采用平方检测方法，即由u (t)、u (t)2和v (t)的波形图例，如图3－1 所示。
经过0.05~35Hz 的带通滤波器滤去直流分量和工频及以上的频率分量，便可以检测出调幅波即电压波动分量，其输出2.2 整流检波法英国ERA 闪变仪采用整流检测的方法。
图3-2（a）所示的电压u ( t )经过整流的波形g ( t )如图3-2(c)所示。
理论上，将g(t)可看成u(t)乘以幅值为±1、频率为工频的矩形波p(t)。
p(t)的波形图如图3-2(b)所示。
可控硅 电压波动和闪烁 算法
可控硅电压波动和闪烁算法
可控硅电压波动和闪烁算法是指在可控硅调压驱动中，用于检测电压波动和闪烁的方法和策略。
下面是一些可能的算法：
- 低通滤波：在输入GPIO口前加入R、C低通滤波电路，可以滤除由于电压波动而在光耦次级产生的毛刺，从而减少对可控硅的干扰。
- 去抖动：TMS320F28335的GPIO口具有输入去抖动功能，可以进一步过滤掉输入信号中的高频干扰脉冲，降低电压波动对可控硅的影响。
- 调节脉宽：过零脉宽的调节与输入的市电幅度有关，幅度越高，过零点位置电压波形越抖，脉宽越宽。
因此，可以在检测电路中加入可调电阻，调节输入的市电幅度，从而调节过零信号的脉宽，减少电压波动对可控硅的影响。
可控硅电压波动和闪烁算法的设计和实现需要综合考虑各种因素，如电路结构、电源质量、干扰情况等。
通过采用合适的算法，可以有效地减少电压波动对可控硅的影响，提高系统的稳定性和可靠性。
电压波动与闪变的检测及控制方法(doc 7页)
电压波动和闪变的检测与控制方法随着大量的基于计算机系统的控制设备和自动化程度很高的用电设备相继投入使用，工业用户对电能质量的要求越来越高，甚至几分之一秒的不正常就可造成的巨大的损失。
据统计，自动化程度很高的工业用户一般每年要遭受10～50次与电能质量问题有关的干扰，其中因包括电压波动和闪变在内的动态电压质量问题造成的事故数约占事故总数的83％[1]。
电压波动和闪变已成为威胁许多重要用户供电可靠性的主要原因之一，必须对其进行有效地监视与抑制。
电力系统的电压波动和闪变主要是由具有冲击性功率的负荷引起的[2]，如变频调速装置、炼钢电弧炉、电气化铁路和轧钢机等。
这些非线性、不平衡冲击性负荷在生产过程中有功和无功功率随机地或周期性地大幅度变动，当其波动电流流过供电线路阻抗时产生变动的压降，导致同一电网上其它用户电压以相同的频率波动。
这种电压幅值在一定范围内(通常为额定值的90％～110％)有规律或随即地变化，即称为电压波动。
电压波动通常会引起许多电工设备不能正常工作，如影响电视画面质量、使电动机转速脉动、使电子仪器工作失常、使白炽灯光发生闪烁等等。
由于一般用电设备对电压波动的敏感度远低于白炽灯，为此，选择人对白炽灯照度波动的主观视感，即“闪变”，作为衡量电压波动危害程度的评价指标。
1 电压波动与闪变的检测1.1 调幅波检测要对电压波动与闪变进行有效的抑制，首先的任务就是要准确的提取出波动信号，通常将波动电压看成以工频额定电压为载波、其电压的幅值受频率范围在0.05~35Hz的电压波动分量调制的调幅波。
因此，电压波动分量的检出方法可采用通信理论中大功率载波调制信号解调方法，用与载波信号同频同相的周期信号乘以被调信号，将电压波动分量与工频载波电压分离，通过带通滤波器得到波动分量。
考虑电压波动分量，就是在基波电压上叠加有一系列的调幅波，为使分析简化又不失一般性，研究电压波动的检测方法可分析某单一频率的调幅波对工频载波的调制，将工频电压u(t)的瞬时值解析式写成：式中：A为工频载波电压的幅值，ω0为工频载波电压的角频率，m为调幅波电压的幅值，mcos(Ωt)为波动电压。
电压波动和闪烁测量试验作业指导书
电压波动和闪烁测量试验作业指导书电压波动和闪烁测量试验作业指导书1. 范围：本作业指导书规定了电压波动和闪烁测量试验方法。
2. 引用标准：GB 17625.2-2007《电磁兼容限值对每相额定电流≤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》GB/T 4365-2003《电磁兼容术语》IEC 61000-3-2《Electromagnetic compatibility--Limits--Limits for harmonic current emissions(equipment input current≤16A per phase)》EN 61000-3-2《Electromagnetic compatibility--Limits--Limits for harmonic current emissions(equipment input current≤16A per phase)》3. 术语和定义3.1 电压波动 voltage fluctuation一连串的电压变化或电压包络的周期性变化。
3.2 闪烁flick亮度或频谱分布随时间变化的光刺激所引起的不稳定的视觉效果。
3.3 闪烁计flickermeter用来测量闪烁量值的仪表。
3.4 电压波动幅度magnitude of a voltage fluctation电压波动期间，均方很值或峰值电压的最大值与最小值之差。
3.5 有效值电压波形 R. M. S voltage shape以连续的基波电压的半周期分段评定有效值电压对时间的函数。
3.6 电压变化特性△U（t）voltage change characteristic △U（t）在处于稳态至少1s的两个相邻电压之间，有效值电压随时间变化的函数。
3.7 最大电压变化△Umax maximum voltage change △Umax电压变化特性的最大有效值与最小有效值之差。
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IEC 相关标准规定： dc 不超过 3% ； dd 超过 3% 的持 续时间小于200ms；dmax不超过4%。
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电压 标称值
稳态电压 变动值
UN
稳态电压 变动值
最大电压 变动值
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s 1觉察单位的8.8Hz正弦电压波动 d (%) k( f ) s 1《电磁兼容检测技术与应用》 觉察单位的 fHz正弦电压波动 d (%)
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波形因数 R( f )
不同波形的调幅波引起的闪变效果也不同。对两种典 型波动电压做比较，给出波形因数如下式
由S(t)曲线作出的CPF曲线示例记忆效应。 框4的输出S(t)反映了人的视觉对电压波动的瞬时闪变 感觉水平，如图A2 a)所示，可对S(t)作不同的处理来反映 电网电压引起的闪变情况。
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图A2 由S(t)曲线作出的CPF曲线示例
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5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
短时间闪变值Pst short term severity，Pst
衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值。 Pst＝1为闪变引起视感刺激性的通常限值。 长时间闪变值Plt long term severity，Plt 由短时间闪变值 Pst推算出，反映长时间（若干小时） 闪变强弱的量值。
累积概率函数 cumulative probability function（CPF） 其横坐标表示被测量值(例如瞬时闪变值)，纵坐标表示超 过对应横坐标值的时间占整个测量时间的百分数(见图A2)。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值 (2) 电压波动 (Voltage fluctuation)
由于部分负荷在正常运行时出现冲击性功率变化，造 成实际电压在短时间里较大幅度波动，并且连续偏离额定
电压，所以也称为快速电压变动。电压波动值为一系列电 压有效值的两个极值之差，且用其相对值的百分数表示：
压下的 60W螺旋灯丝白炽灯在电压波动情况下所产生 的闪烁的感受程度。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
根据IEC 61000-4-15制造的IEC闪变仪是目前国际上通用
的测量闪变的仪器，有模拟式的也有部分或全部是数字式两
进入框5的S（t）值是用积累概率函数CPF的方法 进行分析。在观察期内（10min），对上述信号进行统
计。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
3、实验配置
(1) 接地平板厚度>0.5mm，面积>2 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ0mm× 2 000mm的金属板； (2) 接地线用薄铜条：长宽比<5:1；厚度0.5mm; (3) 器具与屏蔽室距离>800mm, 落地式器具离接地平板的绝缘高 度为100mm±25%； (4) 器具与人工电源网络的距离为800mm，超出部分应折叠成300~
U1 U 2 d 100% UN
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5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值 (2) 电压波动
几个概念：相对稳态电压变动值dc 、相对动态电压 变动值dd 、相对最大电压变动值dmax：
U c dc 100% UN U d dd 100% UN U d max 100% UN
S 1觉察单位的正弦电压波 动d (%) R( f ) S 1觉察单位的矩形电压波 动d (%)
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5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值
(2) 电压波动
理想供电系统电压恒定不变。实际电压偏离标称值 的现象称电压变动。这里强调有效值电压变动（以区别 瞬时电压变动）：
于仪器的自检。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
框2、3、4综合模拟了灯-眼-脑环节对电压波动的反应。 其中框2对电压波动分量进行解调， 获得与电压变动成线 性关系的电压。框 3 的带通加权滤波器反映了人对 60W 、
U U d 100 % U
max min N
通常以 d 的大小作为电压波动的量度。
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5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
2、 Pst 1 曲线
图 2 周期性矩形（或阶跃）电压变动的单位闪变（Pst＝1）曲线
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了解电压波动和闪烁的危害；
了解相关的国际标准、国家标准及其要求；
掌握电压波动和闪烁检测的方法。
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项目5 电压波动和闪烁检测
重点：
电压波动和闪烁检测技术的基本内容和概念；
电压波动和闪烁检测的方法；
难点：
电压波动和闪烁检测原理。
并接于电路的分析仪 M的电流取样通道 V的内
阻抗均应足够大。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
1、阻抗要求 对单相来说： R jX 0.4 j 0.2 A A 对三相来说： RA 0.24 ;
jX A 0.15 jX N 0.10
RN 0.16 ;
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5.1 检测的指标及其限值
2、闪烁测量仪
国际电热协会 IEC868《闪烁测量仪功能和设计规 范》规定了闪烁测量仪的技术条件和实施。 闪烁测量仪实际上是一个用电网载频输入进行工
作的专用幅度调制分析仪，用以模拟人对50Hz交流电
觉察单位，换言之，若S>1(觉察单位)为闪变不允许值。
（注：S>1（觉察单位）对应有电压波动限定值，但表现为 非线性多元关系，一般不能简单地用波动值等效表示）。
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视感度—频率特性 K( f )
通过闪变实验研究，还可得到人的视觉对照度波动的频 率特性，可概括为：（此时以调制波的频率为单位给出，它 是波动频次的1/2）： ① 闪变的觉察频率范围：1—25Hz ② 闪变的最大觉察频率范围：0.05-35Hz（其上下限值称为 截止频率，上限值又称为停闪频率。） ③ 闪变的敏感频率范围：6—12Hz ④ 闪变的最大敏感频率：8.8Hz ⑤ 为了从本质上认识电压波动引起的人对照度波动的频率 特性，引入了视感度系数K(f)，它是在觉察单位下，最 小电压波动值与各频度电压变动值的比：
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电子信息工程学院 朱 斌
E-mail: 2489832893@
2014-2015 秋
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项目5 电压波动和闪烁检测
目标：
掌握电压波动和闪烁检测技术的基本内容和概念；
230V钨丝灯在不同频率的电压波动下照度变化的敏感程度，
通频带为0.05Hz～35Hz。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
框4包含一个平方器和时间常数为300ms的低通滤波器，
用来模拟灯 -眼-脑环节对灯光照度变化的暂态非线性响应，
F CD 100% A B C D
式中，A：没有觉察的人数， B：略有觉察的人数， C： 有明显觉察的人数，D：难以忍受的人数。
如果该比值超过50%，说明半数以上的实验观察者有 明显的或难以忍受的视觉反映，若把 F(%) 大于 50% 定为 闪变限值，则对应的电压变动值为该实验条件下电压波动 允许值。
放宽到表5-1所示限值的1.33倍。
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5.2 电压波动和闪烁检测试验仪器配置
完整的测试系统包括纯净电源、参考阻抗 网络和谐波/ 电压波动/闪烁分析仪。 纯净电源G的内阻抗和串接于电路的分析 仪 M 的电流取样通道 A的内阻抗均应足够小，
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
1、考核的指标及其限值 （1）闪烁
电压波动会引起部分电气设备不能正常工作。一
般来说，对电子计算机和控制设备不需要特别去关注， 而在商用和民用建筑的照明设备中，白炽灯占有相当大 的数量，电压的波动会造成白炽灯光明显闪烁，严重时 使人眼难以忍受，为此，选白炽灯的工况作为判断电压
电压变动间隔时间大于1s的电压波 闪变时间分析法、仿真 动 法、直接测量