电压波动与闪变..
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、闪变与抑制
11．3．2电压波动和闪变的估算
1．电压波动的测量和估算 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，对电压变动进行评估，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 和 时，可用下式计算电压变动。
电动机回路等值电抗为 X st X LR X st。M，根据阻抗分压原理
可得电动机起动时母线的额定标么值为
U
* B
X st ∥ X L X kB X st ∥ X L
U
* S
S kB
S kB S st
QL
U
* S
（11-22）
式中
（11-23）
式中， 、 、 、 分别为电动机起动电流倍数、额定 功率、运行效率、功率因数。
的总阻抗（包括供电系统，电炉变压器和内阻电抗器、短网阻
抗），R为回路的总电阻（以可变的电弧电阻RA为主），P+jQ
为复功率。当R变化时，电弧炉运行的功率P、Q按半圆轨迹移
动，其直径 所示
为理想的最大短路容量(R=0)，如图11-8(b)
电弧炉电压变动计算电路如图11-8所示。
电弧炉电压变动计算电路如图11-8所示。图11-8 (a)为电 弧炉等值电路单线图，图中U0为供电电压，X0为电弧炉供
电动机起动时，电动机端电压为：
（11-24） 电动机起动时，母线的电压波动或电压突降为：
（11-25）
可见电抗越大，则母线电压波动越小，电动机起动时电动 机端电压越低。这表明，在电动机供电回路串接电抗器可以 抑制母线电压波动，但电动机起动转矩亦相应降低。
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。
电力系统中的电压波动与闪变分析
电力系统中的电压波动与闪变分析随着社会的发展和人们对电能的需求日益增长，电力系统的稳定运行成为当代社会的关键问题之一。
在电力系统中，电压波动和闪变是影响电网质量的两个重要指标。
本文将从发生原因、影响和监测方法等方面，对电压波动和闪变进行深入分析。
一、电压波动的发生原因及其对电力系统的影响电压波动是指电网的电压值在一段时间内发生周期性变化或剧烈变化的现象。
其主要原因可以归结为负载变化、电源设备故障、电网故障以及不良的电能质量等。
其中，负载变化包括电力系统内部负载波动和连接到电网中的各种设备的负载波动。
电源设备故障主要指发电机、变压器等电力系统核心设备的故障导致的电压波动。
而电网故障则是由于输电线路、开关设备等发生故障造成的。
电压波动对电力系统的影响是多方面的。
首先，电压波动会引起设备工作的不稳定，甚至会导致设备的损坏。
其次，电压波动还会对电力系统内的其他设备产生连锁反应，从而引发更大范围的故障，严重影响电网的安全稳定运行。
此外，电压波动还会对用户的电子设备产生不利影响，如导致计算机死机、数据丢失等。
二、电压闪变的发生原因及其对电力系统的影响电压闪变是指电网的电压在短时间内发生剧烈变化的现象，其主要原因包括突然的负载变化、电源故障、电弧炉、电动机启动等。
与电压波动相比，电压闪变对系统的影响更为剧烈。
电压闪变对电力系统的影响主要体现在以下几个方面。
首先，电压闪变会导致设备的故障和损坏，尤其是对于对电压波动和闪变较为敏感的设备，如电子设备和精密仪器。
其次，电压闪变还会造成系统负荷的不稳定，从而影响到电网的供需平衡，甚至引发不对称工作，导致更大的电力系统故障。
三、电压波动和闪变的监测方法和解决方案为了确保电力系统的稳定运行，减少电压波动和闪变对设备和用户的负面影响，需要采用科学的监测方法和相应的解决方案。
1.监测方法目前，常用的电压波动和闪变监测方法包括采用数字记录仪、负载模拟法和数学建模等。
数字记录仪是一种高精度的仪器设备，能够实时记录电压的变化情况，并生成相应的波形图和统计图，以供后续分析和处理。
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。
电压波动与闪变分解
v
'
(t
)
mU
2 m
cos
F
t
0.35U
m2 d
电弧炉用电特性分析
由于电弧炉炼钢在
技术经济上的优越性， 工业生产采用交流电 弧炉已日益增多，单 台容量也不断增大， 因此电弧炉对供电系 统的干扰也愈加突出-交流电弧炉是供电系 统各类功率波动性负 荷中对电压特性影响 最大的负荷。
其不利影响主要包
括有功功率和无功功 率冲击性快速变化引 起的电压波动和闪变， 电弧电阻的非线性导 致的电力谐波畸变， 以及三相负荷不对称 带来的供电系统动态 不平衡干扰等。
电压波动与闪变概述
闪变觉察率超过50％，则说明半数以上的实验观察者 对电压波动有明显的或难以忍受的视觉反映。 三、瞬时闪变视感度S（t） 为反映人的瞬时闪变感觉水平，用闪变强弱的瞬时值随时 间变化来描述，即瞬时闪变视感度S（t）。它是电压波动 的频度、波形、大小等综合作用的结果，其随时间变化的 曲线是对闪变评估衡量的依据。 通常规定闪变觉察率F＝50%为瞬时闪变视感度的衡量单位， 对应的称之为S（t）＝1觉察单位。 若s（t）＞1觉察单位，说明实验观察者中有更多的人对灯光 闪烁有明显感觉，则规定为对应闪变不允许水平。
式中，m称为调制指数， m＜1。按照同步 检测方法，可将调制波电压自乘求平方， 得到
u
2
(t
)
U
2 m
(1
2m
cos
F
t
m2
cos2
F
t
)
cos2
N
t
U
2 mBiblioteka 2(1m2 2
)
U
2 m
m
cos
F
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。
电压波动及闪变原因
电压波动及闪变原因
一般出现这种情况，可以从以下几方面分析：
1.电压波动与闪变形成的原因
（1）用电设备具有冲击负荷或波动负荷，如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等。
（2）系统发生短路故障，引起电网波动和闪变。
（3）系统设备自动投切时产生操作波的影响，如备用电源自动投切、自动重合闸动作等。
（4）系统遭受雷击引起的电网电压波动等。
2.电压波动与闪变存在的影响
电压闪变主要是表征人眼对灯闪主观感觉的参数。
它一般是由开关动作或与系统的短路容量相比出现足够大的负荷变动引起的。
有些电压波动尽管在正常的电压变化限度以内，但可能产生10Hz左右照明闪烁、干扰计算机等电压敏感型电子设备和仪器的正常运行。
电压波动和闪变大多产生于配电系统，并通过配电变压器传递到低压侧的用户电源端。
产生电压波动和闪变的主要原因是工业用电负荷，如电弧炉、电焊机的运行和电容器投切等，都可能产生快速的电压变化。
电压波动与谐波的产生有类似的物理原因，如冲击性负荷的非线性特性、规则或不规则的分合闸操纵等。
使非线性的交变负荷电流在与频率有依赖关系的电网阻抗上造成电网的电压波动。
对电压波动与闪变的影响，首选的解决办法是采用电力电子技术，用快速无功补偿器消除电源的闪变，使电压中工频以外的分量降低。
3.建议高压设备试验及安装电压监测仪，以便分析出具体原因。
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。
电压波动和闪变 标准
电压波动和闪变标准电压波动和闪变。
电压波动和闪变是电力系统中常见的问题，它们对电力设备和系统的安全稳定运行造成了严重影响。
电压波动是指电压在短时间内发生的周期性变化，而电压闪变则是指电压在短时间内突然发生的大幅度变化。
本文将对电压波动和闪变进行详细介绍，并探讨其标准化管理方法。
首先，电压波动和闪变的产生原因有很多，主要包括电力系统负荷突变、电动机启动、电弧炉工作、电力电子设备开关等。
这些因素都可能导致电压波动和闪变的发生，从而影响电力设备的正常运行。
因此，对电压波动和闪变进行有效管理至关重要。
其次，针对电压波动和闪变的管理，国际上已经建立了一系列的标准和规范。
例如，国际电工委员会（IEC）发布了IEC 61000-4-30标准，对电压波动和闪变进行了详细描述，并提出了相应的测量方法和限值要求。
此外，国家标准化管理委员会（GB/T）也发布了GB/T 12325-2008《电力系统电压波动和闪变测量与评估技术规范》，对国内电力系统中电压波动和闪变的管理提出了具体要求。
在实际应用中，针对电压波动和闪变问题，可以采取一系列的技术手段进行管理和控制。
例如，可以通过安装电压稳定器、滤波器、电容器等设备来减小电压波动和闪变的影响。
此外，对电力系统中的故障设备和设备工作状态进行定期检测和维护，也可以有效减少电压波动和闪变的发生。
综上所述，电压波动和闪变是电力系统中常见的问题，对电力设备和系统的安全稳定运行造成了严重影响。
针对这一问题，国际上已经建立了一系列的标准和规范，并提出了相应的管理和控制方法。
在实际应用中，可以通过技术手段和定期维护来减小电压波动和闪变的影响，保障电力系统的安全稳定运行。
希望本文能够对电压波动和闪变问题有所启发，促进电力系统的安全稳定运行。
电压波动和闪变标准
电压波动和闪变标准
电压波动和闪变是指电力系统中电压的快速变化和短时间的波动现象。
这些现象通常由于电力系统中的突然负载变化或故障引起。
电压波动可以导致设备的误动作、速度变化或停机，对电力设备和生产过程造成破坏或中断。
电压波动标准的目的是规定电压波动的限值，以保护设备免受电压波动的影响。
闪变是指电压短时间的波动，通常是周期性的。
闪变会导致光源的亮度变化，可能对灯光、显示屏等灵敏设备造成不适或影响观察效果。
闪变标准的目的是规定闪变的限值，以保证人眼对闪光的舒适性和安全性。
国际电工委员会（IEC）和国际电信联盟（ITU）制定了一系
列电压波动和闪变的标准，如IEC 61000-2-8和ITU-T G.1010。
这些标准根据电力系统的不同类型和应用需求，规定了电压波动和闪变的限值，以供电力公司和设备制造商参考和遵守。
电压波动和闪变
5.4 电压波动和闪变的产生和抑制
二、电压波动的抑制
国外抑制电压波动的装置
（1）高压TSC无功补偿装置
对于轧机、碎石机、锯木机和电阻焊机等波动性负荷，为了减少无功功 率冲击引起的电压波动，国内外普遍应用了晶闸管投切电容器（TSC）无 功补偿装置。TSC具有快速响应性、可频繁动作性和分相补偿能力，故可 有效地抑制这些负荷所引起的电压波动问题，起到改善电能质量的作用。 TSC生产制造，国外知名的电气厂商如ABB、GE、SIEMENS等。 大容量高压TSC无功补偿装置，在20世纪80年代后期已在国外电力系 统中得到了商业化运行。 目前，我国中高压输配电网中，无功和电压的实时、动态补偿和自动 调节技术还相对落后，也缺乏有效解决中高压配电网中电能质量的技术手 段，因此高压TSC装置具有很大的推广应用价值。
5.4 电压波动和闪变的产生和抑制
二、电压波动的抑制 主要补偿装置的分析比较
（3）动态电压恢复期（DVR）
逆变器采用3个单相结构，目的是为 了更灵活的对三相电压和电流进行 控制，并提供对系统电压不对称情 况下的补偿。
5.4 电压波动和闪变的产生和抑制
二、电压波动的抑制 主要补偿装置的分析比较
（4）统一电能质量控制器（UPFC）
5.4 电压波动和闪变的产生和抑制
（4）统一电能质量控制器（UPFC）
usa usb usc
* A *
uca N2 uca N1 * B * ucb ucc ucb
* C *
uLa uLb uLc
isa isb isc
* ica
ila ilb
* icb
非线性 负载
5.4 电压波动和闪变的产生和抑制
二、电压波动的抑制
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
电压波动和闪变
电压波动： 冲击性负荷变化引起的、明显偏离额定 值的快速电压变动。电压波动值用一系列电压有效 值的相邻两个极值之差的百分数来表示。
闪变：灯光照度不稳定造成的视感。
闪变觉察率F（%） 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。
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 。
电压波动和闪变产生的原因及危害
原因：电弧炉、轧机等大功率且快速波动 性负荷的应用引起的。 危害：电压波动会影响工业生产、居民生 活等，而闪变会引发视觉疲劳、偏头痛， 引发错觉等。
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。
GB 12326电压波动和闪变
作为电磁兼容（ＭＣ 标准， Ｃ ００３７ Ｅ ） Ｉ ６ ０－－ 等涉及的内容相对较多， Ｅ １ 论述上不够简洁。在国标修订 中选取相关内容， 基本上删去对概念和原理的解释部分， 因为国内将陆续发布等同于 ＩＣ ００的 Ｅ ６ ０ １
Ｅ ＭＣ系列标准， 可作为执行电能质量国家标准参考。对于国标 中所需要的一些定义 、 符号和缩略语 ， 以
中华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
Ｇ １３ ６ ００ Ｂ ２ －２ ０ ２
电 质 电 波 和闪 变 能 量 压 动
Ｐ ｗ ｒ ａｉ －Ｖ ｌ ｇ ｆｕｔａｉｎ ｆｉｋｒ ａｄ ｃｅ ｏ ｅ ｑ ｌｙ ｏｔ ｅ ｃｕ ｔ ｕ ｔ ａ ｌ ｏ ｎ ｌ
及相关闪变测量仪规范和闪变（． 的表达式等， Ｐ） 主要参考了ＩＣ ００３３ＩＣ ００４１， Ｅ ６ ０－－， ６ ０－－５ １ Ｅ １ 须指出， 在采用ＩＣ ００ Ｅ ６ ０ 相关内容中， １ 本标准对于下列几点作了修改： １ 按ＩＣ标准， ） Ｅ 对闪变 Ｐ ． ． ： Ｐ 指标， ， 每次评定测量时间至少为一个星期， ”％概率大值衡量。 取 这
本标准从实施之日起， 代替 Ｇ １３６ ９０ Ｂ ２－１９， ２
本标准的附录 Ａ、 附录 Ｂ都是标准的附录。 本标准的附录 Ｃ、 附录 Ｄ都是提示 的附录。 本标准由国家经贸委电力司提出。 本标准由全国电压电流等级和频率标准化技术委员会归 口。 本标准起草单位 ： 国家电力公 司电力科学研究院、 清华大学、 北京供 电局、 北京钢铁设计研究总院、 机械科学研究院。 本标准主要起草人 ： 林海雪、 孙树勤、 赵刚、 陈斌发 、 王敬义 、 李世林。
１９ ） ９５。
「１
本标准参考了国际电工委员会（ Ｃ 电磁兼容（ＭＣ 标准ＩＣ ００３７等（ Ｉ ） Ｅ Ｅ ） Ｅ ６ ０－－ １ 见参考资料）对国 ， 标Ｇ １３６ ９０ Ｂ ２－１９ 进行Ｔ全面的修订。 ２ 和Ｇ １３６ ９０ ２－１９ 相比， Ｂ ２ 这次修订的主要内容有： １ 将系统电压按高压（ Ｖ）中压（ ） Ｈ 、 ＭＶ） 和低压（Ｖ） Ｌ 划分， 分别规定了相关的限值， 以及对用户指
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u (t ), u 2 (t ), v' (t )
基于MATLAB的闪变仪检测算法仿真流程
电弧炉用电特性分析
由于电弧炉炼钢在 技术经济上的优越性， 工业生产采用交流电 弧炉已日益增多，单 台容量也不断增大， 因此电弧炉对供电系 统的干扰也愈加突出-交流电弧炉是供电系 统各类功率波动性负 荷中对电压特性影响 最大的负荷。 其不利影响主要包 括有功功率和无功功 率冲击性快速变化引 起的电压波动和闪变， 电弧电阻的非线性导 致的电力谐波畸变， 以及三相负荷不对称 带来的供电系统动态 不平衡干扰等。
电压波动与闪变概述
闪变觉察率超过50％，则说明半数以上的实验观察者 对电压波动有明显的或难以忍受的视觉反映。 三、瞬时闪变视感度S（t） 为反映人的瞬时闪变感觉水平，用闪变强弱的瞬时值 随时间变化来描述，即瞬时闪变视感度S（t）。它是电压 波动的频度、波形、大小等综合作用的结果，其随时间变 化的曲线是对闪变评估衡量的依据。 通常规定闪变觉察率F＝50%为瞬时闪变视感度的衡 量单位，对应的称之为S（t）＝1觉察单位。 若s（t）＞1觉察单位，说明实验观察者中有更多的 人对灯光闪烁有明显感觉，则规定为对应闪变不允许水平。
电压波动
二、电压波动的量度
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：
d U
max
U U
N
min
100 %
通常以 d 的大小作为电压波动的量度。
采用SVC装置抑制闪变原理
TCR是由一对相反 极性并联的晶闸管(串) 和控制的电抗器串联 组成。 一般用控制角α 来 表示晶闸管(串)的触发 瞬间，它是从电压过 零点到触发时刻的角 度，它的大小决定了 流过电抗器电流f的大 小，相当于改变电抗 器的电抗值。
采用SVC装置抑制闪变原理
SVC中的可控部分（TCR）： （1）由可控硅阀和空心线性电抗器构成 （2）控硅的触发角可在90—180范围内变化，使 TCR的无功功率Q从100%变化到0 （3）TCR触发角和导通角之间的关系式： 2( ) （4） TCR基波电流有效值为：
电压变动特性曲线四种基本形式
电压波动与闪变概述
四、电压波动波动值计算 电压闪变是电压波动的一种特殊反映 电 压变动量遵循下面规律:
在10 kV 以上系统中, 由于R 远小于X , 故有
电压波动与闪变概述
Δ Q——无功功率的冲击量，Mvar; Sk——供电母线最小短路容量，MVA。
闪变概述
一、闪变定义 电光源的亮度或光谱分布随时间波 动造成的不稳定视觉感受。换言之，闪变 是指人视觉系统在光源光照强度变化时产 生的不适应。 闪变现象由两种要素构成，即造成光照 强度变化的电压波动以及感受这些变化的 人。
电压波动与闪变
The Voltage Fluctuation and Flicker
电压波动与闪变
1）电压波动与闪变概述 2）电压波动与闪变产生原因 3）电压波动与闪变的危害 4）电压波动与闪变的测量 5）电压波动与闪变的抑制措施
电压波动与闪变概述
一、电压波动定义 波动幅值不超过10%的周期性电压变动。 通常，这个变化值远小于大部分电气设备 敏感限制，因此只在少数情况下才会发生 运行上的问题。
各级电网电压波动限值
波动限值 d（％） 变动频度
r (h 1 ) r (h 1 )
波动限值 d（％） 变动频度
r(h1 )
LV、MV 4
HV 3 2.5
LV、MV 2 1.25
HV 1.5 1
r≤1 r≤10
10＜ r≤100 100＜ r≤1000
3
电压波动与闪变的危害
（1）照明灯光闪烁，影响人的视觉； （2）电视机画面不稳定； （3）电动机的转速不稳定； （4）对电压波动较敏感的工艺过程或试验结果产生 不良影响； （5）导致电子仪器和设备、计算机系统、自动控制 生产线以及办公自动化设备等工作不正常，或受 到损坏。
左图是电压基波频 率50HZ，有效值为 70.721V，低频次间谐 波频率为105HZ，相对 幅值均为3%时的波形。 左图可知，如果频率 接近偶次倍谐波，其 波形包络线将呈现正 弦变化。
电压波动与闪变尚待开展的研究
（1）随着时代的发展，照明技术与设备也在 进步。不同灯具具有不同的光照特性，它 们对电压波动的敏感响应怎样？人的视觉 反应又有什么变化？ （2）照明采用不同电压等级后的频率特性有 什么变化？灯眼脑反映链又如何描述？
电压波动与闪变的抑制措施
（1）提高供电电源的电压等级，以提高与电 网公共连接点的短路容量，使其对电网的 影响限制在允许的范围内； （2）采用SVC装置，使其多项指标限定在允 许的范围内。
采用SVC装置抑制闪变原理
TCR 型静止无功功率补偿装置原理图
采用SVC装置抑制闪变原理
由于电容器C 为固定值, 所以超前的无功 功率QC 为固定值, 当负载滞后而无功功率 QF变化时, 可以连续控制滞后无功功率QL , 使( QC- QL) 变化。即不管负载的无功功率 QF 如何变化, 总要使由系统供给的无功功 率QS= QF + QL - QC≈常数, 以限制电压 的闪变。
u(t ) U (1 m cos t ) cost
m
其中， U —工频载波电压的幅值，
m
调制波电压幅值 m 1 工频载波电压幅值
— 调幅波电压的调制系数，
—工频载波电压的角频率， —调幅波电压的角频率
闪变测量推荐方法
调制波电压自乘求平方，有
u 2 (t ) U 2 (1 2V sin t V 2 sin 2 t ) sin 2 t U2 V2 U2 V2 U 2V 2 2 (1 ) U V sin t (1 ) cos 2t cos 2t 2 2 2 2 4 U 2V 2 U 2V 2 cos 2( )t cos 2( )t 8 8 U 2V U 2V sin 2( )t sin 2( )t ... 2 2
k( f ) s 1觉察单位的8.8Hz正弦电压波动 d (%) s 1觉察单位的 fHz正弦电压波动 d (%)
闪变概念与定义
不难看到，在S=1（觉察单位）时，对应闪变的最大敏感 频率8.8Hz存在有电压波动d(%)最小值（如表4－2中，8.8Hz对应有 电压波动值d(%)最小，为0.250。所以有，K（f）〈=1。 图4－8给出了在正弦电压波动 条件下，由试验数据描绘出的 视感度系数频率特性曲线。
sin I 11 U X1
TCR中的无功控制
间谐波对电压波动影响
一、单个间谐波对电压有效值的影响
Δ U -------电压波动有效值; U--------间谐波成分幅值; m------- 间谐波相对幅值; fI--------基波频率；fIH--------间谐波频率
单个间谐波对电压有效值的影响
这是一条很有价值的实验曲线。
f（Hz）
图4-8视感度系数频率特性曲线
矩形电压变动对闪变察觉的的限制
电压波动与闪变产生原因
在实际运行中，由 于波动性负荷功率因 数低，无功功率变动 量相对较大，并且功 率变化过程快，所以 波动性负荷是引起电 压波动的主要原因。 （1）电弧炉等波动性负 荷则会引起供电点出 现连续电压波动，并 且是无规律的随机电 压波动； （2）轧钢机和绞车等负 荷的电动机频繁启动 和焊机等负荷的间歇 通电，会引起时常电 压波动，并且是有一 定规律的周期电压波 动。
电弧炉引起电压波动录波图
电压波动与闪变产生原因
此外，还有下列故障可能引起闪变 (1)系统发生短路故障,引起电网电压波动和 闪变； (2)系统设备自动投切时产生操作波的影响, 如备用电源自动投切,自动重合闸动作等； (3)系统遭受雷引起的电网电压波动等。
电压波动限值
国标中以典型的电弧炉负荷为对象设定了Байду номын сангаас压波 动的极限值（实际上，电压波动限值很少考核， 而代之以闪变值作为主要指标）。
1. 0 0.9 0.8
K( f ) 0.7
（当F＝50 ％，S＝ 1觉察单位时） 8.8Hz正弦电压波动 d (%) k( f ) f Hz正弦电压波动 d (%)
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
0
1 2 3
4 5
6
7 8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
电压波动与闪变概述
二、闪变觉察率F 依据IEC推荐的实验条件，采用不同波形、频 率、幅值的调幅波并以工频电压为载波向工频 230V、60W白炽灯供电照明，闪变觉察率为
CD F 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。
• 可以看出，调制波电压的平方项含有以下频率分量，
2, ,2,2( ),2
闪变测量推荐方法
若利用 0.05-35Hz 的带通滤波器滤除其中的 直流分量和工频及以上频率的分量，并考 虑到存在调幅波电压的倍频分量，由于其 幅值远小于调幅波的幅值，可忽略不计， 便可近似获得加权的调幅波电压，
1、电压有效值的波动水平和 间谐波成分的幅值是成正 比关系的 2、随着间谐波频率的增大， 电压有效值的波动水平趋 向于越来越小，并且在各 谐波频率处有效值的波动 水平为零。
二、一对间谐波对电压波动的影响
左图是电压基波频率 50HZ，有效值为 70.721V，低频次间谐 波频率为55HZ，相对 幅值均为3%时的波形。 通过左图，可知当其 间谐波频率接近奇数 次倍数的谐波时，其 波形包络线在正负两 个方向上同时膨胀或 缩减。