电压波动与闪变的测量分析_杨洪耕
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。
第四章电压波动与闪变
电压波动(Voltage fluctuation)
1、电压波动的含义
由于功率波动性负荷的用电特点，引起供电母线电压均方 根值的一系列快速变动或连续改变的现象（其变化周期大于工 频周期，相对于电压偏差现象又称为快速电压变动）。这种现 象将对周边其他负荷正常运行造成危害和影响。其中最突出的 是引起照明亮度的闪烁和对人视觉的影响。
d
U
max
U U
N
min
100 %
通常以 d 的大小作为电压波动的量度。
3、电压均方根值曲线（电压变动特性）
沿时间轴对被测电压每半个周期求得一个方均根值并按时间 轴顺序排列的时间函数曲线。见P90，图4－3
在电能质量标准化中，根据常见的变化规律，电压变动特 性曲线一般表现为4种形式：见P89，图4－2 另外一种描述方法－电压瞬时值的包络线：可将其视为由恒 定不变的工频电压载波，和由波动电压调幅波调制组合而成。
电压变动的基本概念
d (%)
Q 100 Sk
从上式我们可以很清楚了解到，电压波动值与负荷的 无功功率变动量成正比，与公共连接点的短路容量成 反比。这是计算电压变动的基本公式。它从物理意义 上反映了供电电压发生变动的根本原因。 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。
电压变动分类及衡量电压质量的常用指标
1). 电压偏差（Voltage deviation)：
在一定的电网参数下， 由于总负荷或部分负荷的运行状态或特性的改变，以及变压器分 接头调节和电容器/电抗器投切等，所需无功功率与供电网提供的 无功功率不相平衡，供电电压出现持续性偏离运行标称值。电压 偏差为实测电压与额定电压差值的相对百分数：
电压波动和闪变的分析
电压波动和闪变的分析
吴振伟
【期刊名称】《城市建设》
【年(卷),期】2011(000)002
【摘要】随着冲击性及非线性负爹．在电网中的不断增加，使得电网中电压波动和闪变等电能质量问题越来越严重。
大容量电弧炉、点焊机、轧钢机等大功率冲击性负载的接入，早致电压波动和闪变现象时常发生。
电压波动及闪变给人们的日常生活和工业带来了许多不利的影响。
电网中用户负载的剧烈波动会导致电压波动与闪变等电能质量问题。
介绍了电压波动与闪变的基本概念、严生原因与抑制方法。
【总页数】1页(P432-432)
【作者】吴振伟
【作者单位】郑州供电公司变电运行三部,450000
【正文语种】中文
【中图分类】TM63
【相关文献】
1.电力系统的电压波动和闪变：第五讲抑制电压波动和闪变的措施 [J], 林海雪
2.电力系统的电压波动和闪变：第三讲电压波动和闪变的测量 [J], 林海雪
3.电力系统的电压波动和闪变：第四讲电压波动和闪变的计算 [J], 林海雪
4.电压波动与闪变对异步电动机能效的影响分析 [J], 陈子辉; 刘勇浩; 陈积会; 吴非
5.电压波动与闪变对架空线路损耗影响分析 [J], 陈子辉;许巧云;李辰盟;李皓
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电能质量分析_电压波动与闪变
4.1 基本概念
一、均方根值电压的变动特性 电压变动：凡不保持电压均方根值恒定不变的现象，或者说，实际电 压偏离系统标称电压的现象。
电压均方根值：
1 2 U u (t )dt T 0
T
其离散计算公式：
RMS
1 N
K 0
u
N 1
2 k
“均方根值电压” 要与“瞬时值电压”区分： 电压瞬时值的改变可以用以下表达式描述
K( f ) S (t ) 1觉察单位的8.8Hz正弦电压波动值 S (t ) 1觉察单位的频率为f 的正弦电压波动值
K(f ) 1
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显然在此条件下，对应闪变的最大敏感频率8.8Hz有电压波动值d最小
值，所以有
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4电压波动与闪变
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 视感度系数的频率特性曲线。 它反映了不同频率正弦电压波 动所引起的灯光闪烁在人眼和 大脑中产生的主观感觉相对强 弱的程度。
1、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 A B C D 100%
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。
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4.波形因数R（f）
不同波形的电压波动引起的闪变 反映也是不同的。通过对相同频 率的两种不同波形（例如，正弦 调幅波和矩形调幅波）的电压波 动做比较，可以计算出波形因数
复杂组合下电弧炉的电压波动与闪变评估方法
复杂组合下电弧炉的电压波动与闪变评估方法蒋若彬;韩钟宽;关明锋;吴国昌;邵振国【摘要】运行时电弧炉的电弧频繁起断和电极开路短路都会引起供电母线严重的电压波动与闪变.为保证电网优质稳定运行,需要对即将接入电网的电弧炉负荷进行波动闪变预评估.在现有国标的基础上,本文提出一种电弧炉负荷电压波动与闪变评估的实用计算方法,能分析多种类型电弧炉多母线接入所产生电压波动与闪变的复杂情况,同时给出治理方案.通过实际变电站负荷的算例分析,验证了所提方法的可行性.【期刊名称】《电气技术》【年(卷),期】2019(020)004【总页数】5页(P47-51)【关键词】电弧炉;电压波动;闪变;评估【作者】蒋若彬;韩钟宽;关明锋;吴国昌;邵振国【作者单位】福州大学电气工程与自动化学院,福州 350116;福建省电力有限公司莆田供电公司,福建莆田 351100;福建省电力有限公司莆田供电公司,福建莆田351100;福建莆田荔源集团,福建莆田 351100;福州大学电气工程与自动化学院,福州 350116【正文语种】中文电能质量是电能商品的重要属性，劣质供电不仅会给用户带来经济损失，同时也造成了电网本身的不稳定。
电能质量需要供用电双方共同维护，合理地评估是保障公共电网环境的基础[1]。
根据评估对象不同，电能质量评估方法可分为一般负荷评估[2-3]和新能源负荷评估[4-5]；根据评估指标组成，可分为单项评估和综合评估[6-7]。
根据《国家电网公司电网谐波管理规定》（国网（运检/3）919—2018）规定，为确保未投运的新用户生产用电过程中产生的电压波动等电能质量指标符合国标要求，需在接入电网前对其进行电网电能质量影响的预评估。
由交直流电弧炉、电弧焊机、工业轧机、绞车、电力牵引机车等冲击性负荷引起的电压波动与闪变是电能质量指标的重要组成部分。
冲击性负荷接入电网时产生的电压波动与闪变，不仅会影响同接入点其他电气设备的正常运行，还会进而对电网产生剧烈扰动，造成电网不稳定。
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。
电能质量之电压波动与闪变分析与检测方法
电压波动与闪变分析与检测方法前言电能质量包括电压、频率、谐波、三相不平衡度、电压的骤升或骤降等等。
电压波动是多种电能质量问题的1种。
一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部、内部原因造成电网短时故障, 引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象, 但如果设备和系统抵御能力较差, 将给生产带来不应有的损失。
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%。
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,必须对其进行有效的监视与抑制。
1 电压波动的种类及产生原因电压波动的原因多种多样，其危害均是通过电网电压波动或电源的短时消失使工厂生产受到影响的。
引起电压波动的因素有多种多样，有自然界因素引起、有电网本身引起、有用电负荷引起的等等。
电压波动从类别上分有3大类: 暂态扰动、RMS ( Rights Management Services) 扰动及稳态变化，每种类别又对应多种表现形式。
1.1 暂态扰动暂态扰动分为暂态冲击和短时波动2种表现形式( 见图1、图2) ，暂态冲击是由雷电、电焊机、负荷开关及电容器开关的合断所引起；短时波动是由线路或电缆开关、电容器开关及负荷开关的合断所引起。
图 1 暂态冲击表现形式图 2短时波动表现形式1.2 RMS扰动RMS扰动分为电压骤降/ 骤升、电压中断2种表现形式( 见图3、图4) , 电压骤降/ 骤升是由远端系统故障所引起; 电压中断是由系统保护动作、断路器和熔断器的断开及定期检修所引起。
图 3 电压骤降/ 骤升表现形式图 4 电压中断表现形式1.3 稳态变化稳态变化分为低电压/ 过电压、谐波及电压闪变3种表形形式( 见图5、图6、图7) ，低电压/过电压是由电机起动和负荷增加或减少所引起；谐波是由非线性负荷和系统谐振所引起；电压闪变是由间隙性负荷、电机起动及电弧炉所引起。
基于小波测位的闪变检测算法及其实现
基于小波测位的闪变检测算法及其实现
杨坤;杨洪耕
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2004(032)021
【摘要】小波分析是分析非稳定信号的一种有效方法,是一种很好的电能质量信号的检测和分析工具.该文提出了基于快速小波变换的闪变算法,并将该算法在数字信号处理器(DSP)上实现.该算法可以准确定位闪变分量出现的位置,并从该时刻起进行快速傅立叶变换(FFT),从而得到包络信号的频率及幅值.该方法具有良好的检测闪变分量性能,并有效地节约了DSP计算快速傅立叶变换(FFT)的时间.
【总页数】5页(P48-51,75)
【作者】杨坤;杨洪耕
【作者单位】四川大学电气信息学院,四川,成都,610065;四川大学电气信息学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TM764;TM93
【相关文献】
1.IEC闪变检测算法的Matlab数字化实现及校正研究 [J], 杨鸯;陈力;侯勇;万涛;王宝华
2.基于旋转因子变换插值的电压闪变检测算法 [J], 李兰芳;马明;盛超;王泽
3.基于快速小波变换的闪变检测算法 [J], 郝珂
4.基于 L1范数正则化的电压闪变信号检测算法 [J], 乔立华;段文辉;高清维;孙冬;黄
强
5.基于DB小波变换的多频时变电压闪变检测仿真研究 [J], 赵新宽
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递归最小二乘法追踪电压闪变包络线
递归最小二乘法追踪电压闪变包络线
陈雪松;杨洪耕
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2006(26)6
【摘要】应用常规递归最小二乘法(RLS)同时估计2个或2个以上变量时容易产生较大误差,改进RLS根据情况选择遗忘因子的个数:利用前一次估计的结果,把误差分散到不同参数,然后各自选用合适的遗忘因子,使各参数以不同的比率变化,优化追踪结果.通过Matlab仿真,分别用常规RLS和改进RLS追踪电压闪变的包络线和初相角,用改进RLS追踪单频、多频闪变及其加噪后的包络线幅值,并对包络线进行了快速傅里叶变换分析.结果证实该方法提高了准确性.
【总页数】3页(P30-32)
【作者】陈雪松;杨洪耕
【作者单位】四川大学,电气信息学院,四川,成都,610065;四川大学,电气信息学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TM933.2
【相关文献】
1.自适应数字预失真系统的Householder块精确逆QR分解递归最小二乘法 [J], 李明玉;刘金亭;冯文江;蒋阳
2.采用遗传算法和匹配追踪法检测电压闪变参数 [J], 马建;章俊;陈克绪;吴建华
3.基于改进的递归最小二乘法的滤波器研究 [J], 白迪
4.基于K-均值聚类和传统递归最小二乘法的高光谱图像无损压缩 [J], 高放;孙长建;邵庆龙;郭树旭
5.多站测向定位中递归加权最小二乘法的技术分析 [J], 旷平昌;王杰贵;尹学忠
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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。
电压波动与闪变
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。
（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。
（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。
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。
数字化变电站电压波动与闪变检测问题探讨
数字化变电站电压波动与闪变检测问题探讨刘思蒙;王建伟;锁娟【摘要】阐述了电子式互感器在数字化变电站的应用,数字化变电站与传统常规变电站的不同.阐述了数字化变电站采样同步的问题,数字化变电站对采样时间同步的要求,数据的同步问题.对数字化变电站电压波动与闪变的检测应用进行了分析,对电压波动与闪变的检测仪器装置提出了相关的要求,需要仪器符合相关要求才能进行准确的测量分析,并且提出了对数字化变电站电压波动与闪变检测的问题与展望和思考.【期刊名称】《华北电力技术》【年(卷),期】2013(000)011【总页数】4页(P11-14)【关键词】数字化变电站;电子式互感器;电压波动与闪变【作者】刘思蒙;王建伟;锁娟【作者单位】华北电力大学控制与计算机工程学院,北京102206;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045;华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045【正文语种】中文【中图分类】TM760 引言数字化变电站是当今电力系统变电站综合自动化技术发展的一次重大改革，它是以变电站一次、二次设备为数字化对象，对数字化信息统一建模，采用标准化的数据通信平台面实现信息共享和互操作的现代化变电站，是未来变电站发展与建设的一个重要方向。
数字化变电站较传统变电站的重大改革体现在以下方面:(1)采集和处理信号不同。
数据采集、自动化系统保护、测量以及数据处理等方面的工作，信号都要求是数字信号。
(2)互感器类型不同。
根据数字化变电站的特征，现阶段大多数数字化变电站主要采用了ECT(电子式电流互感器)/EVT(电子式电压互感器)，数字化变电站ECT/EVT输出信号是带有时标符合IEC60044-7/8或IEC61850-9-1/2规约的数字离散信号。
近些年，电能质量问题变得越来越重要，对变电站电能质量的检测也是非常重要，而数字化变电站是一种新型的变电站，有别于传统变电站，所以对数字化变电站的电能质量的检测进行研究是非常必要的。
基于小波变换的电压波动与闪变检测方法的研究的开题报告
基于小波变换的电压波动与闪变检测方法的研究的
开题报告
题目：基于小波变换的电压波动与闪变检测方法的研究
研究背景：
电力系统中的电压波动和闪变对电力设备和用户的电器设备可能产
生严重影响，因此，在电力系统中，电压波动和闪变的检测和分析变得
非常重要。
然而，传统的电压波动和闪变检测方法可能存在一些问题，
例如，处理速度太慢、精度不高、适应性不强等等。
为了解决这些问题，本研究计划采用小波变换技术，研究一种高效、准确、实用的电压波动
和闪变检测方法。
研究内容：
本研究计划采用小波变换技术进行电压波动和闪变的检测。
具体而言，将通过以下步骤实现：
1. 采集电力系统中的电压数据，并进行预处理。
2. 进行小波变换，并对小波系数进行特征提取。
3. 利用机器学习技术，建立电压波动和闪变的分类模型。
4. 对测试数据进行实验验证，评估该方法的效果和优劣。
研究意义：
本研究可以为电力系统中电压波动和闪变的快速检测提供一种新的
方法，并为电力设备的保护和电器设备的稳定运行提供有效的保障。
同时，本研究的结果也能够为电力系统的运行和维护提供高效的数据支持。
关键词：小波变换，电压波动，闪变，机器学习，分类模型。
基于间谐波泄漏估算的谐波间谐波分离检测法
基于间谐波泄漏估算的谐波间谐波分离检测法惠锦;杨洪耕【摘要】某次谐波附近存在间谐波时,信号会发生闪变.本文以IEC61000-4-7推荐的测量环境为前提,提出了一种频谱分离法用于检测谐波及引起闪变的主导间谐波.首先研究了同步采样下谐波、间谐波之间的频谱干扰特性;根据间谐波离散频谱泄漏的特点,利用谐波频点左右谱线,通过变量重组,估算其在谐波频点上的泄漏值;用泄漏值修正原始频谱得到准确的谐波参数;原始信号减去重采样后的拟谐波信号得拟间谐波信号,通过时域补零或CZT求得间谐波参数.仿真算例和实测分析表明,该方法能够有效地分离信号中的谐波和间谐波成分、抑制它们之间的频谱干扰;当某一间谐波与谐波频率差小于5Hz时,仍能较为准确地提取出其中的间谐波参数.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2011(026)001【总页数】8页(P183-190)【关键词】谐波间谐波检测;离散傅里叶变换;快速傅里叶变换;频谱干扰时域平均【作者】惠锦;杨洪耕【作者单位】四川大学电气信息学院,成都610065;四川大学电气信息学院,成都610065【正文语种】中文【中图分类】TM7111 引言间谐波和闪变的研究在电能质量领域已引起广泛关注[1-8]，变频装置及高压直流输电的使用导致大量间谐波注入电力系统。
间谐波频率与基频的不同步会使信号峰值和有效值发生周期性波动，从而引发信号闪变。
在闪变的成因上，研究表明，由间谐波引起的电压闪变已逐步占据主导地位[7-8]。
目前对间谐波分析的研究重点主要为：①如何判定间谐波是否存在；②若间谐波存在，如何准确检测出主导间谐波成分。
离散傅里叶变换（Discrete Fourier Transform,DFT）和快速傅里叶变换（Fast Fourier Transform,FFT）是目前分析谐波、间谐波的最常用工具。
但是观测数据的有限性和采样的非同步性会使信号在频域出现频谱泄漏。
抑制泄漏影响最简单的方法就是加长采样窗口或者选取合适的窗口长度，使信号中各个频率成分近似相互同步[9]。
电气工程及其自动化专业论文 配电网中电压波动和闪变的分析与检测
· ……………………. ………………. …………………xxxx 大学 毕 业 论 文 配电网中电压波动和闪变的分析与检测院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化5班 届 次 2015 届 学生姓名 xxxxxx 学 号 xxxxxxxx 指导教师 xxxx 副教授装订线……………….……. …………. …………. ………目录摘要 (I)Abstract (II)1电压波动与闪变的背景及研究现状 (1)1.1 研究的背景 (1)1.2电压波动与闪变检测技术的研究现状 (2)2 电压波动与闪变的定义及特性指标 (2)2.1电压波动与闪变的概念 (2)2.1.1电压波动 (2)2.1.2 闪变 (4)2.2 电压波动与闪变的特征量 (5)2.2.1 闪变觉察率F(%)与瞬时闪变视感度S(t) (5)2.2.2 视感度系数K (f) (6)2.2.3 灯一眼一脑环节的传递函数 (7)2.2.4 短时间闪变水平值P st (8)2.2.5 长时间闪变水平值P lt (9)3 闪变的发生和影响及其危害 (9)3.1 闪变的发生和影响 (9)3.2 电压闪变的主要来源 (10)3.3 闪变的危害 (10)4 电压波动和闪变的抑制与检测 (11)4.1 电压波动与闪变的抑制 (11)4.1.1 提高供电能力 (11)4.1.2 改善用电设备特性 (11)4.1.3 补偿装置 (11)4.2 检测方法分析 (12)4.2.1 平方解调检波法 (12)4.2.2 全波整流检波法 (13)4.2.3 半波有效值检波法 (14)4.2.4 小波变换 (15)4.2.5 Teager能量算子检波法 (15)4.2.6 Hilbert检波法 (16)5 IEC 闪变仪的仿真 (17)5.1 仿真的介绍 (17)5.2 仿真结果 (18)5.3 仿真结果分析 (22)5.4 IEC闪变仪的数字化实现 (22)6 总结与展望 (23)参考文献 (24)致谢 (25)ContentsAbstract (II)1 Research background and status (1)1.1 Research background (1)1.2 Research status of voltage fluctuation and flicker detection (2)2 Definitions and basic concepts (2)2.1 Definition of voltage fluctuations and V oltage flicker (2)2.1.1 Definition of voltage fluctuations (2)2.1.2 V oltage flicker (4)2.2 Feature quantity of voltage fluctuations and flicker (5)2.2.1 Flicker sensation rate and instantaneous flicker sensation level (5)2.2.2 Frequency characteristic coefficient of sensation level K(f) (6)2.2.3 The transfer function of lamp-eye-brain (7)2.2.4 Short-term severity P st (8)2.2.5 Long-terns severity P lt (9)3 Harm and influence of V oltage Fluctuation and Flicker (9)3.1 Influence of V oltage Fluctuation and Flicke (9)3.2 Source of V oltage Fluctuation and Flicker (10)3.3 Harm of V oltage Fluctuation and Flicker (10)4 Suppression and detection of V oltage Fluctuation and Flicker (11)4.1 Increase power supply capacity (11)4.1.1 Increase power supply capacity (11)4.1.2 Improving characteristics of electrical equipment (11)4.1.3 Compensation device (11)4.2 Overview of the V oltage Fluctuation and Flicker Detection Method (12)4.2.1 Square detection method (15)4.2.2 Rectifier detection method (13)4.2.3 RMS detector method (15)4.2.4 Wavelet Transform (16)4.2.5 Teager detection method (15)4.2.6 Hilbert transform detection method (16)5 IEC flicker meter emulation (17)5.1 Introduction of the simulation (17)5.2 Results of tne simulation (18)5.3 Analysis of simulation results (22)5.4 The digital realization of IEC flicker meter (22)6 Summary and prospects (23)References (24)Acknowledgment (24)配电网中电压波动和闪变的检测与分析李乐（山东农业大学机械与电子工程学院泰安 271018）摘要：电能质量诸多指标中，电压波动与闪变是较为重要的。
一种电压波动与闪变检测装置[实用新型专利]
![一种电压波动与闪变检测装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f71295851eb91a37f0115c3c.png)
专利名称：一种电压波动与闪变检测装置
专利类型：实用新型专利
发明人：史三省,李伟,杨乃贵,郅擎宇,赵睿,石菡,赵岩,高利明申请号：CN201721067274.8
申请日：20170824
公开号：CN207216012U
公开日：
20180410
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种电压波动与闪变检测装置，由DSP芯片以及其外围电路构成，所述的外围电路包括有复位电路、时钟电路、AD采样电路、信号变换调理电路、外扩存储器、通讯模块、人机接口单元和电源电路，所述的信号变换调理电路通过AD采样电路与DSP芯片相连接，而复位电路、时钟电路、外扩存储器、通讯模块、人机接口单元和电源电路分别与DSP芯片相连接。
本实用新型采用以TMS320C5402 DSP芯片为核心器件的硬件结构，不仅省略了IEC推荐方法中较复杂的滤波器设计工作，简化了软件计算过程，而且硬件电路简单，装置成本低，容易数字化实现。
申请人：国网河南省电力公司电力科学研究院,国家电网公司
地址：450052 河南省郑州市二七区嵩山南路85号
国籍：CN
代理机构：郑州联科专利事务所(普通合伙)
代理人：刘建芳
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电能质量问题的研究和技术进展(四)--电压波动与闪变的测量分析
电能质量问题的研究和技术进展(四)--电压波动与闪变的测量
分析
杨洪耕;肖先勇;刘俊勇
【期刊名称】《电力自动化设备》
【年(卷),期】2004(024)001
【摘要】首先明确电压波动与闪变的一般定义.描述了它们的计算公式和测量方法及国标的考核要求.提出用电网分析原理计算电压波动与闪变在电网中传递的方法,推导出电压波动传递系数与闪变传递系数.根椐工频范围高压电网电抗占优的特征,证实电压波动与闪变和频率近似无关.因此,简化了计算并且不失其有效性.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】杨洪耕;肖先勇;刘俊勇
【作者单位】四川大学,电气信息学院,四川,成都,610065;四川大学,电气信息学院,四川,成都,610065;四川大学,电气信息学院,四川,成都,610065
【正文语种】中文
【中图分类】TM761;TM92
【相关文献】
1.电压波动与闪变对电能计量的影响 [J], 赖思敏
2.电能质量讲座第八讲电压波动与闪变 [J], 张志刚
3.电力系统的电压波动和闪变：第四讲电压波动和闪变的计算 [J], 林海雪
4.浅谈电压波动与闪变对电能计量的影响 [J], 邓世谦
5.电能质量国家标准系列讲座第4讲电压波动和闪变标准 [J], 林海雪
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由 于 电 压 变 动 幅 值 远 小 于 工 频 幅 值 $- 种 方 法 都能检测出稳定的正弦电压波动信号 $ 但平方检测 法适合用数字信号处理的方法实现 ! 这 - 种方法都是检测单一频率调制信号 ! 在处 理时变的非正弦电压波动信号可能带来误差! 另 外 $用 数 字 方 式 获 取 电 压 波 动 分 量 时 $因 频 率 变 化 产生的频谱泄漏会影响精度 ! 利用小波变换的时频 局部 特 征 抽 取 电 压 波 动 信 号 的 检 测 方 法 也 在 研 究 中 %($2&$ 这类方法能从非正弦电压波动中分解出多个 频率的正弦电压波动分量 ! 但如何建立不同非正弦 分量的波形系数仍是难题 ! 在确定不同时段的 ) 值后 $用统计方法计算短 时闪变 *’;’
余各项 $通过隔直和滤波 $则
由表 # 看出 $ 电压变动限值与该电压的频度 ( 电 压等级有关 ! 对随机性不规则的电压变动 $ 按 A2 > 概率大值衡量 "表 # 中打星号值 #! 由于中压 (高压电 网应考虑上级电网对下级的传导作用$其闪变限值随电 压增高变小 ! 中压电网所有用户为同电压级 $即在不 考虑对低压用户的传递影响时$可用表 ! 括号内的值! 波动用户接入电网的基本要求是按其用户协议 容量占公共联接点供电容量的比例 $从公共联接点总 的电压波动和闪变限值中合理分配指标 ! 同时考虑 实际情况允许作一些调整 ! 国标 BC #!-!3*!555 给 出了 - 级评估方法 $ 包括小用户的自然接入 ( 按用户 协议容量占公共联接点供电容量的比例分配指标 ( 低背景水平条件下适当放宽限值等 $ 这里不再累述 !
有关手册中查到! 其他非正弦波难以给出波形系 数 ’可 以 比 对 它 相 应 的 频 率 分 量 ’在 矩 形 波 与 正 弦 波之间选取 ! 现有的闪变仪从其工作原理来说 ’仍是 针对正弦电压波动的测定 ’ 将电压波形看作是工频 电 压 为载波 " 其电压的均方根值或峰值受以正弦电 压变动量作为调幅波的调制 ! 其对电压变化的数学 描述为 #% & (#)& > * # $@ + ABC ! ) &ABC !,) 式中 *’!, 分别为工频载波电压的幅值和角频率 ( + ’! 分别为调幅波电压的幅值和角频率 ! 目前 ’国内外的闪变仪测量电压变动的方法有以 下 & 种)
收稿日期 !%!!& . !’ . $$ ( 修回日期 !)##* + #, + )-
!" 平方检测法 ’ 这是 +,- 推荐方法 ! 将电压变
化进行平方运算后 ’ 再经过解调滤波器得到电压波
!
动信号 ! 由公式 "!# 两边平方 $ 有
电 力 自 动 化 设 备
并且计算 ! ? 的长时闪变值 *@; 为
" # # &$ # # & #$ & %# # & *<%8 式中 % # # & 是频率为 # 的电压变动 (& # # & 是视感度 系数 ( $ # # & 是波形系数 ! & # # &> ! >$ 觉察单位的 ?<? :; 正弦电压变动 ! >$ 觉察单位的 ’ :; 正弦电压变动 $ # # &> ! >$ 觉察单位的 ?<? :; 正弦电压变动 ! >$ 觉察单位的非正弦电压变动 如 ?<? :; 的 *<%8 5 正 弦 电 压 变 动 被 定 为 $ 个 闪变单位即 ! >$ ! 矩形波 " 三角波的波形系数可从 !>
!
引言
电压波动与闪变由波动负荷产生 ! 交直流电弧
炉 " 电弧焊机 " 工业轧机 " 绞车 " 电力牵引机车等是产 生这类电能质量问题的扰动源 ! 根据电压波动与闪变的国家标准 "# $%&%’(%)** # 参考国际电工委员会电磁兼容标准 +,- ’$***.&./ 制定 &’ 电压波动是指每半个基波电压周期均方根
闪变值 电压等级
经过带通滤波便可从上式右侧第二项检测出电
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F4 5<A"#<5 # 5<:"5<) #
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!! # ! ""#" !& # %&’ ! " "3 # " $ % #" 有 效 值 检 测 法 $ 这 是 日 本 "4#5 闪 变 仪 使 用 的方法 ! 对式 "- # 两边在工频周期求均值并减去直 流分量 #! 6 !$ 考虑右边第二项的积分结果远大于其
$$%
6
电压波动与闪变测量方法
国际通用的测量闪变的仪器 ’首先测出电压变动
的幅值和频率 ’ 由此推算闪变的觉察单位 ! 为
值的一系列变动或连续的改变 ! 其每一次改变称作 电压变动 ’以标称基波电压的百分比表示 ! 衡量电压 变动的量是幅度和频度 # 指每秒 " 每分钟或每小时电 压变动的次数 &’ 频度在数值上是频率的 % 倍 ! 电压变动不同于电压偏差 ’电压变动反映了基波 包络线波峰与波谷之间的每一次差值 (电压偏差是指 基波包络线波峰与波谷相对于标准基波电压的变化 量 ’ 通常取 $* 012 内的平均值 $3%! 电压变动与电压凹陷#或电压 骤 降 &的 区 别 在 于’在电压变动中其幅度不超过标准供电电压的
! ""#! 将 ! ""# 分解为傅里叶级数 $则 !""# !""#" ! # $ ! & # %&’ ! " $ ! " !! # %&’ ! ! ’" $) #
压变动分量 " 含衰减系数 #$ 即
"2 #
表 ! 电力系统公共联接点闪变限值 JKL<! J?M V@8%WMT @8=8;’ K; PQQ 89 R&SMT ’U’;M=
Hale Waihona Puke 4$* 5 $6%( 而电压凹陷中电压下降的幅值低于标准供
电电压 7* 5 甚至达到 6* 5 以下 ! 当供电电压下降 到额定值的 6 5 以下时 ’ 称为电压中断 $%’&%! 闪变是人对光线照度波动的主观视感 ’即人的视 觉所觉察到的由电压波动引起的光线变化 ! +,- 以 试验观察者 8* 5 闪变觉察率作为瞬时闪变的衡量 单位 ! 闪变较为敏感的频率范围大约在 ’ 96% :; ’ 并 与波形有关 ! 这样 ’ 闪变值应理解为一定频率 " 波形 与强度这 & 种要素支配的电压变动水平的综合评 估 ’ 并用持续一段时间的统计结果表示 ! 闪变不仅通过白炽灯照度变化对人的视 觉 " 精 神产生影响 ’ 与闪变有关的电压波动同样影响到电
另外 ! 公式 "$ %所描述的电压变化可分解为
"!$%
’%’%
对于环状电网 ! 可以借助于电网导纳矩阵与迭 加原理 $ 这一方法类似于电网短路电流计算 ! 闪变 源用等值电压源 #0 代替 ! 并在对应节点产生闪变电 流 )0$ 同步电机根据波动频率用暂态电抗或次暂态 电抗代替 ! 其余电网元件亦用阻抗或电抗代替 $ 除 闪变源外 ! 所有其他电压源对地短路 , 电流源对地开 路 $ 这样 ! 闪变源 #0 与电网各节点电压波动的关系 能用节点导纳矩阵描述 & !2 ’ $ 1!! - 1!# - 1!2 ’$ !#! ’ $
- / $ 的 # 个扰动电压源施加在该点 $ 考虑电力系统 元件是线性的 !则电压波动的传递可看作是式 )%-%右
第 %" 卷第 ( 期 %!!" 年 $ 月
电 力 自 动 化 设 备
,HIAJK1A LBMIK FNJB0OJ1B2 ,PN1Q0I2J
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电能质量问题的研究和技术进展 !四"
# ## 电压波动与闪变的测量分析
杨洪耕 !肖先勇 !刘俊勇
"四川大学 电气信息学院 !四川 成都 ’$**’8# 摘要 ! 首先明确电压波动与闪变的一般定义 $ 描述了它们的计算公式和测量方法及国标的考核要 求 $ 提出用电网分析原理计算电压波动与闪变在电网中传递的方法 ! 推导出电压波动传递系数与 闪变传递系数 $ 根椐工频范围高压电网电抗占优的特征 !证实电压波动与闪变和频率近似无关 $ 因 此 !简化了计算并且不失其有效性 $ 关键词 ! 电压波动 % 闪变 % 传递系数 中图分类号 ! DE /’$(DE 7% 文献标识码 ! F 文章编号 ! 6))’ . ’)G/ "%))" ##$ . )))6 . )G 气设备 ’例如) *<6 = * ! 的电压均方根值变动会使生产 的 精 密 产 品 质 量 受 到 损 失 $3%( 电 视 机 或 监 视 器 画 面 闪烁 " 抖动 ( 电动机转速不均匀 ’ 影响电机寿命和产 品质量等 !
表 # 电力系统公共联接点供电电压变动限值
JKL<# J?M N&@;KOM %?K9OM @8=8;’ K; PQQ 89 R&SMT ’U’;M=