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。
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
第四章电压波动与闪变
LV、MV 2 1.25
HV 1.5 1
r≤1 r≤10
10＜ r≤100 100＜ r≤1000
3
闪变(Flicker)概念与定义
1. 基本定义
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波动值是否能被接受的依据。 由电压波动造成灯光的闪烁，其专业术语称之为闪变（有时 也称为电压闪变 Voltage Flicker ）。因此说，闪变是电压波 动引起的有害结果，是指人对照度波动的主观视感，它不属 于电磁现象。严格讲用电压闪变这一术语从概念上是混淆的。
应注意的几个问题
正周期与半周期的RMS计算 采用均方根值的理由 1）特别强调RMS，是为了注意与瞬时值 电压情况区别。 2）有效值与均方根值的应用差别 3）额定值和标称值的区别
电压变动的基本概念
2．电压(rms)变动的原因——无功功率不平衡
即使系统供端电压幅值保持恒定，由于无功功率 不足，当负荷吸收的无功功率增大时，就会引起负 荷受端母线上的电压下降。
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。
电压波动和闪变的检测与控制方法
电压波动和闪变的检测与控制方法
电压波动和闪变是电力系统中常见的问题，它们会对电力设备的安全性、可靠性和稳定性产生负面影响。
因此，电力系统必须实时检测和控制电压波动和闪变。
电压波动通常是由于电力系统中的突发负荷变化、电视机和电脑等电子设备的开关操作以及闪电等原因引起的。
为了检测电压波动，可以利用电压监测器、数字示波器和功率负载分析仪等设备。
一旦检测到电压波动，应立即采取措施，例如降低负载、调整发电机输出等。
闪变是一种短暂的电压波动，通常由于电力系统中的负载变化、电子设备的开关操作以及风力发电机等新能源设备的变化引起的。
为了检测闪变，可以利用闪变监测器和数字示波器等设备。
在闪变发生时，应采取措施，例如降低负载、调整发电机输出等，以减轻其对电力设备的损害。
总之，电压波动和闪变的检测与控制对电力系统的安全和可靠运行至关重要。
需要采用科学、有效的检测和控制方法，以保障电力设备的正常运行和延长其使用寿命。
- 1 -。
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。
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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。
3 电气测量技术基础知识与应用 2007年9月
F430：瞬时闪变趋势图
F430：电压波动与闪变测量
Company Confidential
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
闪变：限值标准、算法的问题
● 限值标准状况
低压用电设备的闪变限制标准：IEC61000-3-3:2001。
对额定电流不大于16A设备在低压供电系统中产生的电压波动和闪变的限制
Pst 短时间闪变值：按统计算法得出。计算公式如下：
瞬时值与有效值波形示意图 电压(V)
Pst = 0.0314 * P 0.1 + 0.0525 * P1 S + 0.0657 * P 3 S + 0.28 * P10 S + 0.08 * P 50 S
P1S = (P0.7+P1+P1.5)/3, P3S = (P2.2+P3+P4)/3 P10S = (P6+P8+P10+P13+P17)/3, P50S = (P30+P50+P80)/3 其中5个规定值P0.1，P1，P3，P10及P50分别为10分钟内瞬时闪变 视感度超过0.1%，1%，3%，10%及50%时间的觉察单位值，式中的下标 “s”，表示四个规定值应进行平滑处理，如上式所示。 Plt 长时间闪变值
电压波动与闪变：原因
什么是闪变?
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。
产生闪变的原因
低压用电设备：电冰箱、洗衣机、空调等。 配电网：电弧炉、轧机引起的电压波动。
低压用电设备：闪变现象
光通量
电压
当出现大电流时，公用配电网的阻抗会导致电压下降。 电压下降将引起白炽灯亮度变化。 即使电压变动很小，亮度变化也很大。 因为白炽灯的亮度与电压的平方值成比例。
电源与参考阻抗
IEC61000-3-3:2001：低压用电设备的闪变检测
一周测量结果： 三相电压合格，在允许的±10%之内。 三相电压闪变超标。
算法的问题* ：
照明器具非白炽灯，如何计算与评估闪变。
*注：Dr.
Math Bollen, Power quality and EMC State of the art and new developments, STRI, Ludvika, Sweden 2006. Company Confidential
4 电气测量技术基础知识与应用
2007年9月
[亮度] = k x [电压]2
电压变动导致照明亮度的变化
● 电压波动是一种物理现象,闪变是人对灯光亮度变化的一种心理感觉。
准确名称：电压波动与照明闪变
1 电气测量技术基础知识与应用 2007年9月
Company Confidential
电压波动与照明闪变：概况
电压波动：电压幅值在一定幅度内有规则的波动，
背景情况：
▲ 1972年，英国ERA闪变仪。1974年，美国Westinghouse闪变仪。 1976年，法国闪变仪。1978年，日本CRIEPIΔV10闪变仪。 ▲ 闪变国际标准从1986年的IEC868，到1996年的IEC61000-3-7，直至 2002年的IEC61000-4-15，算法没有变化。 ▲ IEC61000-4-30 5.3：闪变统计增加了“标记”的概念与要求。 ▲ IEEE 1453:2004闪变标准，采用了IEC61000-4-15标准。 ▲ 国标1990年版《电压允许波动和闪变》，参照日本的ΔV10标准制定。 2000年版《电压波动和闪变》，等同于IEC标准。
Plt = 3
时间(ms)
闪变：电压波动幅值小于10%，波动频率约10Hz。
∑P
n =1
N
3
sti
/N
限值(EN61000-3-3)
相对的稳态电压变动，dc，不应超过3.3% 最大相对电压变动，dmax，不应高于4% 相对的电压变动值 d(t) 大于3.3%的持续时间不超过0.5s Pst值 (10分钟短时间闪变值) 不应大于1.0 Plt值 (2小时长时间闪变值) 不应大于0.65