(优选)电压波动和闪烁检测详解.
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电压波动与闪变
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
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。
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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。
电压波动和闪烁检测
条。
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5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
1、测量电路（单相）
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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
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5.3 电压波动和闪烁检测方法及过程
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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)。
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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。
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课后作业
P.72: 1, 2
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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。
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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
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。
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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
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。
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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：
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
电压，所以也称为快速电压变动。电压波动值为一系列电
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
R(
f
)
S S
1觉察单位的正弦电压波动d 1觉察单位的矩形电压波动d
(%) (%)
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）：
闪变觉察率F(%)
根据IEC推荐的实验条件，采用不同波形、频度、幅 值的调幅波工频电压为载波向230V、60W白炽灯供电照 明，并对观察者的闪变视感实验进行统计可得到有显觉 察和难以忍受者的数量占观察者总数量的比，即
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。
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。
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
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。
电压波动和闪烁检测原理。
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 波动值是否能被接受的依据。
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(在线评估)
直接测量
Ut(t)已确定的所有电压波动
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。
电压波动和闪烁检测
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； 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。
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：
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。
5.1 电压波动和闪烁检测的基础内容
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：
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 (%)
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。 （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）。
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