电压波动的含义电压波动
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
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。
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电压波 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）。
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
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。
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。
配电网电压波动产生的原因及抑制措施
配电网电压波动产生的原因及抑制措施摘要：阐述了电压波动对运行中的电气设备产生的影响及危害，通过对电压波动产生的原因分析，提出了抑制电压波动的措施。
关键词：电压波动；影响；原因；抑制措施电压波动是指电压快速变动时其电压最大值（Umax）与最小值（Umin）之差相对于额定电压的百分比，即电压均方根值一系列的变动或连续的改变，公式为：δU(%)=（Umax—Umax）/UN*100。
按GB12326—1990《电能质量·电压允许波动和闪变》规定，电压快速变动应不低于每秒0.2%。
电压波动的频率用单位时间内电压波动的次数来表示。
统计频率的时段取引起电压波动的冲击性负荷一个周期，电压变化的速度低于0.2%的不统计在变化次数中，同一方向的变化，如间隔时间不大于30ms，则算一次变化。
电力系统公共供电点由冲击表１电压波动允许值才能使用电设备处于最佳工作状态。
当用户端电压波动超过允许值时，则用电设备的性能、生产效率、产品质量等都将受到不同程度的影响，供电线路损耗增加、电动机启动困难，另外还将影响通信、广播电视质量等。
电压波动常给工业生产、科学研究和日常生活增添不少麻烦，有时会损坏设备，造成事故。
表2为电压波动对一些设备的影响。
表２电压波动对一些设备的影响(以电压额定值的100%路点附近节点电压下降，电压波动发生；随着故障消失，短路点附近电压恢复正常，电压波动结束，因而电压波动的持续时间取决于故障清除时间。
短路故障引起的电压波动可以分为两类：对称电压波动（三相短路故障引起）和不对称电压波动（单相接地短路、两相短路以及两相短路接地引起）。
配电系统中的多数故障为单相接地故障，该故障是产生电压波动的最主要原因。
据统计，单相、两相和三相电压波动所占比例分别约为66％、17％和17％。
2、大型电动机启动时引起电压波动。
现在，厂矿中使用的电动机功率越来越大，启动电流（为额定电流的4~7倍）所引起的电压波动是一个不可忽视的问题。
电压波动与闪变
4.4 闪变的评估方法
一、电压波动的起因和危害 起因：电弧炉、轧钢机等大功率波动性负荷引起的。 危害：工业生产、居民生活等，同时产生谐波等干扰。
二、闪变评估和干扰限值 1、短时间闪变值Pst （统计时间10min）确定方法如下：
4.5 电弧炉用电特征分析
二、电弧炉运行的电气特性 4）电弧炉负荷情况复杂，影响因素多，不同运行工况电流、
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。
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）： d U1 U2 100 %
UN
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：参见图4-1所示。
1）闪变干扰的传递：高电压级向中、低电压级的传递系数 等于 0.8-1；中、低电压级向高电压级的传递系数等于 0；同电 压级相邻母线间的传递需通过计算决定。
2）闪变允许值、兼容值、规划值：允许值指负荷产生闪变 的限值；兼容值指遭受干扰设备的安全限值；规划值指对高中
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。
电网监控中的异常现象及处理措施研究
电网监控中的异常现象及处理措施研究随着现代电力系统的建设和发展，电网运行一直在稳步推进，对电网的监控也日渐重要。
然而，即使是最先进的电网系统也无法避免出现异常现象。
这种异常可能会给电网的运行带来危害，甚至有导致电网故障的风险。
因此，在电网监控中发现异常现象并及时采取措施是非常重要的。
电网监控中的异常现象包括以下几个方面:1.电网电压波动电网电压波动是指电网电压发生短暂的瞬变，导致电压与稳定值的偏差超过10%。
电压波动会给当地用户的供电带来影响，并影响通信和控制设备的运行。
处理措施: 可以增加电容和电感器等设备，或者设置自动化设备来控制电网电压。
2.电网频率异常电网频率异常是指电网中的频率超出了设定值。
频率异常会导致整个电网系统无法正常运转，导致设备故障或损坏，并可能引起线路断电的安全隐患。
处理措施: 通过适当调节发电机的功率，或采取自动控制措施来解决电网频率异常。
3.电网谐波电网谐波是指电网中的谐波频率超过了正常的频率范围。
谐波会导致电网的电压和电流产生扭曲，因此可能会导致设备中的电子元件故障。
另外，谐波还会影响上下游设备，导致多个设备同时故障。
处理措施: 可以增加滤波器和变流器等设备，控制谐波频率，或者采取其他措施来减少谐波。
电网电流异常是指电网中的电流大小超出了额定值。
这种电流异常可能会导致线路过载，在达到额定容量之前使设备过早热结，从而使设备寿命减少。
总的来说，电网监控中的异常现象不能被忽略。
只有对于异常现象有足够的了解并及时采取措施来处理，才能保证电网的正常操作。
对于稍大规模的电网，可以借助高速云服务器等先进电力计算系统来提高精确度和响应速度，从而更好地监控和解决电网中的异常现象。
这将是未来电力行业不可或缺的先进技术。
电网电压波动范围
电网电压波动范围
2010年06月03日星期四 09:34
（1）电压波动。
电网电压的波动常常是因电网负载出现了较大的增加或减少而引起的。
例如在用电高峰时电压往往偏低，有设备停机时电压往往偏高。
电网电压波动的影响是较大的。
国家标准对电压波动等级有如下规定：
电压等级 A级 B
级 C级
波动范
围≤±5%≤+7%,≤-10%
≤±10%
（2）各地的电网范围基本都在上述范围，而电器的承受波动为15%.如果30%范围就会引发重大事故，如沈阳局“11•15”事故，晋东南电网“4.10”，河南电网7月1日过载跳闸事故。
（3）从苏州、南京等地一批IT高新技术企业向供电公司提出供电电能质量和供电可靠性的要求，就鲜明的反映了电能质量的现实发展趋势。
其余像上海、北京这样的城市市电电压也很稳定。
电网结构脆弱，容易波动的地区主要有山西，河南，贵州等地。
（4）“桑美”带来的狂风暴雨给温州电网造成重创，确实有达到上限280V的记录，带来了相当长时间的“电荒”，不过温州最近重点建设电网，政府也投入巨大资金，情况应该会得以好转。
目前也正在建设中，你可以去看2008-2012年温州电网规划
电网电压幅值的实际变化范围随电网供电容量的大小、输配电设备质量的好坏、用电负载量的大小等条件的不同而有很大的差别，在供电条件较好的城市和工业区，变化范围通常在正负15%左右，而在供电条件较差的农村和边远地区，变化范围要大得多，有时甚至达到20%~30%。
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2020/3/26
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4电压波动与闪变
对于随机性不规则的电压波动，国标中规定电压波动的限值为： （1）HV： dHV 1.5% ； （2）MV：dMV 2.0% ； （3）LV： dLV 2.0% 。
4.3 闪变（Voltage Flicker）
一、基本概念与定义
电光源的电压波动造成灯光照度不稳定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。
PCC处的短路容量计算公式：
Sd 3U0Id
Sd
U
2 0
Z0
假定系统阻抗电压降相对于系统标称电压很小时，供电电流变化量也 可用接入的负荷容量（视在功率）的变化量来表示，可以写出：
IL
S A 3U 0
U ILZ0
S A 3
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4电压波动与闪变
u' (t) f (t)Um cos0t
均方根值电压变动特性U（t），简称电压特性，是指沿基波半个周期 及其整数倍求取的电压均方根值随时间变化的函数关系。
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4电压波动与闪变
图4－1（a）中电动机启动结束后的稳态电压均方根值与额定电压之 间的差 Uc为稳态电压变动值。
启动过程中相邻两点极值电压之差 Ud 为动态电压变动值。
r 2 fF 次/s 或 r 2 60 fF 次/mis
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4电压波动与闪变
二、波动性负荷对电压特性的影响
引起电压波动的主要原因：功率冲击性波动负荷（频繁发生且持续时 间较长的电压波动 ）
其它：短路故障或开关操作，或者是无功功率补偿装置、大型整流设 备的投切。
波动性负荷可分为两大类型： （1）电压按一定规律周期变动的负荷（由于频繁启动和间歇通电引
白炽灯的光功率与电源电压的平方成正比，所以受电压波动影响最大。 通常选白炽灯光照设备受影响的程度作为判断电压波动是否能被 接受的依据。
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4电压波动与闪变
闪变的主要决定因素： 供电电压波动的幅值、频度和波形（频谱分布） 照明装置类型 人对闪变的主观视感
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
三、电压波动限值 在波动性负荷中，以电弧炉引起的电压波动最为严重。多数国家在制
定的电压波动与闪变标准中的条款通常是针对电弧炉负荷设定的。
表中公共连接点标称电压等级划分为：
（1）低压（LV）：
；
（2）中压（MV）： UN 1kV
；
（3）高压（HV）： 1kV UN 35kV 。
35kV UN 220kV
4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： U
1 T u 2 (t)dt
T0
N 1
其离散计算公式：URMS
1
N
uk2
K 0
“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
1.电压偏差 （欠电压与过电压）
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4电压波动与闪变
2.电压波动 3.电压暂降与暂升 4.短时间电压中断 5.长时间电压中断
4.2电压波动
一、电压波动的含义
电压波动（Voltage Flactuation）：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。
仅含单一频率的调幅波对工频载波的调制， 调制波解析式的一般表达式为：
u(t) [Um v(Ft)]cosNt
若调幅波电压为单一频率的正弦波形， 则有：
u(t)
U m [1
Vm Um
cos F t ] cos N t
U m [1
m cosFt]cosNt
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4电压波动与闪变
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4电压波动与闪变
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
d U1 U2 100% U 100%
UN
UN
相对稳态电压变动值
dc
Nc UN
100%
相对动态电压变动值
dd
Nd UN
100%
相对最大电压变动值
dmax
Nmax UN
100%
二、典型电压变动现象
起）。例如，轧钢机和绞车、电动机、电焊机等。 （2）连续的不规则的随机电压变动的负荷。例如，炼钢电弧炉等。
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4电压波动与闪变
电压波动值的简化计算方法：
考虑三相平衡负荷，用户侧供电电压波动量
近似表达式：
U R0P X 0Q UN
供电母线相对电压波动值d的计算公式：
d
R0P X 0Q
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
F C D 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。
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4电压波动与闪变
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。
U
2 N
100%
d Q 100% Sd
电压波动值与负荷的无功功率变动量△Q成正比，与公共连接点的短 路容量成反比。它从物理意义上反映了供电电压发生变动的根本 原因。
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4电压波动与闪变
在工程实际应用中，可进一步利用简化计算结果对将要连接到供电系 统中的波动性负荷对公共连接点（PCC）的电压反作用进行预测 估算。具体方法如下：
电压变动频度r—单位时间内电压变动的次数（单位：时间的倒数）。 国家电能质量标准规定：电压由大到小或由小到大的变化各算一次变
动。同一方向的若干次变动，如果变动间隔时间小于30ms，则算 一次变动。 （图4-4（b）所示的l0Hz正弦调幅波电压波形曲线，其电压波动值为调幅波
的峰谷差值，变动频度为20 次/s ） 连续电压波动的频度为调幅波基波频率的2倍， 常用的关系式为
配电系统运行中，这种电压波动现象有可能多次出现，变化过程可能
是规则的、不规则的，亦或是随机的。
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4电压波动与闪变
导致原因举例：(a)单一阻性负荷投切；(b)多重负荷投切； (c)非线性电阻负荷运行；(d)随机的功率波动负荷运行。
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4电压波动与闪变
为分析方便且又不失一般性，常抽象地将恒定不变的工频电压看作载 波，将波动电压看作调幅波。