浅谈电压闪变
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。
基于港口供配电系统电压闪变的探究
基于港口供配电系统电压闪变的探究摘要：目前电力电子技术在现代港口电力系统的广泛应用，特别是能量回馈装置在桥吊、门机等港口设备上的大量配置，在特定运行条件下，存在较大的冲击负荷，导致电网电压波形闪变、系统电压不稳定、设备损耗等问题。
其中电压闪变事件不仅影响了港口配电系统的安全稳定运行，还影响了港口桥吊的工作效率及设备的使用寿命。
本文针对港口配电系统存在的问题，将从电压闪变的角度对其进行分析，同时提出治理方案。
关键词：港口；供配电系统；电压闪变1港口供配电系统电力系统是由发电厂、电力网变电站及用户组成的系统。
港口一般都是从地区电力网接受电能，经过降低电压，再分配到各用电场所。
港区面积较大，用电负荷分散分布，其中大部分是220～380V低压设备，而且容量不大。
大型港口的作业区一般接入110kV高压电能，在各码头降压到3～10kV供桥吊设备使用，而低压设备则需要进一步降压再使用。
港口用电负荷等级视具体情况可分为Ⅱ级或Ⅲ级。
对于大型国际性港口，属Ⅱ级负荷；一般中、小型港口属Ⅲ级负荷，负荷分级只是相对的，与港口的规模、性质和当地当时的电力供应情况等都有密切的关系。
应综合考虑各种因素，根据具体条件确定。
本文以寸滩港口为例，该港口属于中型港口，负荷等级Ⅲ级负荷。
该港口供电系统进线由2条10kV电缆组成，采用单相混合敷设。
由于输电线路较长，港区电网抗干扰能力较弱。
港口供配电系统现有2个10kV开关站。
2电压闪变事件2.1事件背景。
日常生产运营中使用黑卷集1路供电，4#岸边轨道式门式起重机总断路器由于失压保护而动作断开，在开闭所10kV进线侧同时检测到电压振荡。
2.2电压闪变事件发生的源头分析基于4#岸边轨道式门式起重机总断路器因失压断开现象，在开闭所10kV进线侧同时检测到电压波动。
对10kVI段母线电压、有功功率和无功功率变化分别检测分析，寻找电压闪变的源头。
分析使用中的黑卷集1路10kV母线电压和功率的录波曲线。
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。
电压闪变解决方案
电压闪变解决方案1. 引言电压闪变是指电力系统中电压的瞬时变化现象，可能会对电力设备的稳定运行和用户的用电质量造成影响。
本文将介绍电压闪变的原因、对设备和用户的影响，并提出解决方案以降低电压闪变的风险。
2. 电压闪变的原因电压闪变的主要原因包括以下几个方面：2.1. 电网突变负载变化当电力系统中的突然负载变化时，电网可能无法及时调整，导致电压发生闪变。
2.2. 电源启动和停机电源的启动和停机过程中，可能会引起电压的瞬时变化，特别是在大功率负载的情况下。
2.3. 短路或过电流事件短路或过电流事件可能导致电网电压瞬时下降，引起电压闪变。
3. 电压闪变对设备和用户的影响电压闪变可能对设备和用户造成以下影响：3.1. 设备故障电压闪变会给电力设备带来额外的应力，导致设备故障或提前损坏。
3.2. 产品品质问题电压闪变可能导致产品生产过程中的不稳定性，进而影响产品的质量。
3.3. 用户投诉当电压闪变导致用户设备故障或用电质量下降时，用户可能会提出投诉。
4. 电压闪变解决方案为了降低电压闪变的风险，可以采取以下解决方案：4.1. 安装电压稳定器电压稳定器可以在电源输入端实时监测电压变化，并根据设定值稳定输出电压，有效降低电压闪变的程度。
4.2. 增加电容滤波器在负载较大的情况下，增加电容滤波器可以平滑电流和电压波动，减小电压闪变的幅度。
4.3. 优化电网规划和运行合理规划电网结构和考虑负载特征，可以减少突然负载变化引起的电压闪变。
4.4. 设置故障保护装置及时检测并处理短路或过电流事件，减少其对电压的影响，降低电压闪变的风险。
5. 总结电压闪变是电力系统中常见的问题，可能对设备和用户造成负面影响。
本文介绍了电压闪变的原因和对设备、用户的影响，并提出了一些解决方案，如安装电压稳定器、增加电容滤波器、优化电网规划和设置故障保护装置等，以降低电压闪变的风险。
这些解决方案可以根据实际情况选择合适的措施来应对电压闪变问题，保障电力设备的稳定运行和用户的用电质量。
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
15
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
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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
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。
电压闪变的相关标准及分析
分比 ,即
d = Umax - Um in ×100 %
(1)
UN
电压变动频度是指单位时间内电压变动的次
数 。标准规定 ,电压由大到小或由小到大的变化 各算一次变动 。
1. 2 闪变觉察率 闪变觉察率 ( Flicker Percep tion Rate) F 是指
在 IEC推荐的实验条件下 (采用不同波形 、频率 、 幅值的调制波对工频电压进行调制并给工频 230 V、60 W 的白炽灯供电 ) ,对观察者的闪变视感度 实验数据进行统计后得到的有明显觉察者与难以
关键词 : 电压闪变 ; 电能质量 ; 短时间闪变水平值 ; 长时间闪变水平值 中图分类号 : TM714. 2 文献标识码 : A 文章编号 : 100125531 (2006) 0220057205
In troduction and Ana lysis of Rela tive Standards of Voltage Flicker
电压闪变的相关标准及分析
低压电器 ( 2006№2)
标准研究 电压闪变的相关标准及分析
与分析
佟为明 , 宋雪雷 (哈尔滨工业大学 电气工程系 ,黑龙江 哈尔滨 150001 )
摘 要 : 电压闪变是电能质量的一个重要指标 ,随着功率波动性负荷的大量使用 , 电压闪变造成的危害程度越来越严重 。简单介绍了电压闪变的基本概念及相关国际标 准和国家标准 ,详细介绍了 IEC标准给出的短时间闪变水平值和长时间闪变水平值 2 个闪变水平评估指标 ,分析了几个基本概念和新国家标准与国际标准的差异 。新国家 标准采用的 IEC闪变水平评估方法具有科学性和准确性 ,同时也指出标准中应对超高 压电网电压闪变限值的规定进行补充 。
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浅谈电压闪变
作者：陈亚刘晓芹
来源：《科技资讯》 2011年第29期
陈亚刘晓芹
(保定电力职业技术学院河北保定 071051)
摘要:电压闪变是影响电能质量的一个重要因素,本文论述了电压闪变产生的原因,简要介绍了几种常用检测技术及抑制闪变的措施,为电力系统电压波动与闪变的监测及抑制提供参考。
关键词:电压波动闪变检测抑制
中图分类号:TM92 文献标识码:A 文章编号:1672-
3791(2011)10(b)-0154-01
1 闪变的产生
引起电压闪变的原因有很多,主要分为三类。
一是电源引起电力系统电压闪变,主要是指风力发电厂发电机发电时产生的闪变;二是负载的切换、电动机的启动引起电压闪变;三是冲击性负荷(如电弧炉、轧钢机、矿山绞机、电力机车等)投入电网运行引起的电压闪变。
2 闪变的测量
现阶段许多工业发达国家正侧重于电压闪变测量技术的研究,已提出的测量电压闪变的技术有以下几种。
(1)快速傅里叶变换(FFT)技术。
(2)FFTprune技术。
(3)卡尔曼滤波器技术。
(4)最小绝对值(LAV)状态估计。
(5)Teager能量算子技术(TEO)。
(6)小波变换技术。
(7)遗传算法技术(GA)。
[1]
上述每种技术在确定电压闪变幅值和频率时各有优缺点。
我国的电力专家及学者通过大量测试和研究,根据我国的情况并参考了国外的研究成果,制定了有关电压波动和闪变的标准。
GB12326-2000规定,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仪器,有模拟式的也有部分或全部是数字式两种结构,其简化原理框图如图1所示。
框1为输入级,它除了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的功能外,还产生标准的调制波,用于仪器的自检。
框
2/3/4综合模拟了灯-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,获得与电压波动成线性关系的电压;框3的带通加权滤波器反映了人对230V 60W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,用来模拟灯-眼-脑环节对灯光照度变化的暂态非线性响应和记忆效应。
框4的S(t)作不同的处理来反映电网电压引起的闪变情况。
进入框5的S(t)值是用积累概率函数CPF的方法进行分析。
[2]
3 闪变的抑制
我国电力系统闪变情况比较严重,应该及早治理,加以抑制。
闪变的主要原因是负荷引起的电源电压波动。
因此抑制电压闪变的方法和抑制电压波动的方法本质上是相同的。
为了抑制电压波动,可以采取以下措施。
(1)合理的选择变压器的分接头以保证用电设备的电压水平。
在新建变电站或用户新增配电变压器,条件许可时应尽可能采用有载调压变压器。
(2)设置电容器进行人工补偿。
电容器分为并联补偿和串联补偿。
并联电容补偿主要是为了改变电网中无功功率的分配,从而抑制电压的波动、提高用户的功率因数、改善电压的质量。
串联补偿主要是为了改变线路参数,从而减少线路电压损失、提高末端电压并减少电能损耗。
(3)线路出口加装限流电抗器。
在发电厂10kV电缆出线和大容量变电所线路出口加装限流电抗器,以增加线路的短路阻抗,限制线路故障时的短路电流,减小电压的波及范围,提高变电所的35kV母线遭短路时的电压。
(4)采用电抗值最小的高低压配电线路方案。
通常,架空线路的电抗约为0.4Ω/km,电缆线路的电抗约为0.8Ω/km。
可见在同样长度的架空线路和电缆线路上因负载波动引起的电压波动是相差悬殊的。
因此条件许可时,应尽量优先采用变压器阻抗唯一方法。
(5)配电变压器并列运行。
变压器并列运行是减少变压器阻抗的唯一方法。
(6)大型感应电动机带电容补偿。
其目的是为了对大型感应电动机进行个别补偿。
在线路结构上使电动机和电容器同时投入运行,电动机较大的滞后启动电流和电容器较大的超前冲击电流的抵消作用,使其从一开始启动就有良好的功率因数,并且在整个负荷范围内都保持良好的功率因数,对电力系统电压波动起到了很好的稳定作用。
(7)采用电力稳压器稳压。
随着电力电子技术的进一步发展,目前国产的各种类型的电力稳压器质量都较可靠。
这种电力稳压器主要用于低压配电系统,能在配电网络的供电电压波动或负载变化时自动保持输出电压的稳定,确保用电设备的正常运行。
(8)电弧炉改为利用三相整流的交流电弧炉,可以有效的减少闪变和不对称的影响;提高供电系统能力,比如将冲击性负荷接到较高电压等级的供电网络,由于系统短路容量的增大,导致相对电压波动减小,也即闪变的影响减小,但所需投资较大。
[3]
目前,大部分用于改善和提高电能质量的补偿装置都具有抑制电压波动和闪变的功能,灵活交流输电系统(FACTS)也能抑制电压波动和闪变。
该系统通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流,使输送容量更接近线路的热稳极限,能提高输电系统输送容量。
目前主要的FACTS 有:静止无功补偿器(STATCOM),晶闸管投切电容器型(TSSC),可控串联补偿电容器(TCSC)等。
根据前面的式(2)知,在10kV以上系统中,通过FACTS改变线路电抗能减小电压波动,特别是并联补偿装置——STATCOM,通过与系统进行无功功率交换,以维持线路电压恒定,因此是抑制系统电压波动、闪变和提高系统稳定性特别是电压稳定性的有力工具。
参考文献
[1]程浩忠．电能质量概论[M]．中国电力出版社,2008.
[2]GBT12326-2000．电能质量-电压波动和闪变[S].北京．国家技术监督局,2000.
[3]陈建业．工业企业电能质量控制[M]．机械工业出版社,2008.。