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 -。
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。
电压波动和闪变
电能质量电压波动和闪变Power quality—Voltage fluctuation and flickerGB12326—2000代替GB12326—1990前言本标准是电能质量系列标准之一，目前已制定颁布的电能质量系列国家标准有：《供电电压允许偏差》（GB 12325—1990）；《电压允许波动和闪变》（GB 12326—1990）；《公用电网谐波》（GB/T 14549—1993）；《三相电压允许不平衡度》（GB/T 15543—1995）和《电力系统频率允许偏差》（GB/T 15945—1995）。
本标准参考了国际电工委员会（IEC）电磁兼容（EMC）标准IEC 61000-3-7等（见参考资料），对国标GB 12326—1990进行了全面的修订。
和GB 12326—1990相比，这次修订的主要内容有：1）将系统电压按高压（HV）、中压（MV）和低压（LV）划分，分别规定了相关的限值，以及对用户指标的分配原则。
2）将国标中闪变指标由引用日本ΔV10改为IEC的短时间闪变P st和长时间闪变P lt 指标，以和国际标准接轨，并符合中国国情。
3）将电压波（变）动限值和变动频度相关联，使标准对此指标的规定更切合实际波动负荷对电网的干扰影响。
4）将原标准中以电压波（变）动为主，改为以闪变值为主（原标准中ΔV10均为推荐值），以和国际标准相对应。
5）对于单个用户闪变允许指标按其协议容量占总供电容量的比例分配，并根据产生干扰量及系统情况分三级处理（原标准中无此内容），既使指标分配较合理，又便于实际执行。
6）引入了闪变叠加、传递等计算公式，高压系统中供电容量的确定方法以及电压变动的计算和闪变的评估等内容，并给出一些典型的实例分析。
7）对IEC 61000-4-15规定的闪变测量仪作了介绍，并作为标准的附录A，以利于测量仪器的统一。
8）整个标准按国标GB/T1.1和GB/T1.2有关规定作编写。
原标准名称的引导要素“电能质量”英译为“Power quality of electric energy supply”改为国际上通用的“Power quality”，并将本标准名称改为《电能质量电压波动和闪变》。
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。
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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
压系统提出的质量目标值（等于或小于兼容值）。
4.2 电压波动现象分析
二、供电系统电压波动原因和波动值计算
由电力系统课：
U1
U2
R+jX
P+jQ
若R + jX不变，电压变化决定负荷的有功功率和无功功率； 对高压系统有R<<X，因此电压变化主要决定无功功率变化。
d
RP XQ U 2N
100 %
XQ U 2N
100 %
Q Sd
100 %
不平衡负荷电压波动计算自看，依据物理概念。
3、4、5与前面重复略，但说明电压变动现象复杂。
4.2 电压波动现象分析
一、电压波动频度 电压波动值为一系列电压变动的两个相邻有效值之差，可
引出电压波动频度的概念，如图所示。
电压波动频度r：单位时间内电压波动的次数，为调幅波频 率的2倍。电压波动值为调幅波的峰谷差值。即
γ =2fF（次/s） Biblioteka γ =2*60*fF（次/min）
三、闪变严重度简捷预测算法（略）
4.5 电弧炉用电特征分析
电弧炉是对电压波动影响最大的负荷，研究 目的在于为防治、抑制打基础。 一、电弧炉负荷的运行特点
电弧炉运行周期包括：熔化期、氧化期和还原期。 运行特点：熔化期—使炉料迅速熔化，由于材料、工艺和 技术等原因，电流不稳定、电压波动大；氧化和还原的精练期 引起的电压波动相对小一些。 二、电弧炉运行的电气特性（影响因素） 1）大电流在短网不对称电感回路产生不平衡压降； 2）电弧电压不稳定、不对称，产生基波负序分量； 3）电弧炉本身为非线性负荷，产生复杂谐波成分；
1、闪变觉察率F（%）
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。
实验条件：230V、60W白枳灯施加不同波动电压。
2、瞬时闪变视感度S（t） 电压波动引起照度波动对人的主观视觉反映称为瞬时闪变
视感度S（t）。用闪变强弱的瞬时值变化来描述，它是电压波 动的频度、波形、大小等综合作用的结果。
3）闪变敏感频率范围：6—12Hz；最大敏感频率：8.8Hz
IEC推荐的视感度系数K(f)为： 由表4.2数据和上式可算各频率的K(f)，得图4-8特性。
4、波形因数R（f） 不同波形电压波动引起的闪变不同，常用波形因数R（f）表
示：
由表4-2数据和上式可计算R（f）；由结果图 4-9可知：矩 形电压波动（非正弦）比正弦电压波动的影响更严重。 5、闪变视觉系统模型
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%。
二、典型电压变动现象 1、电压偏差：指实测电压与额定电压相对差值的百分数。
电压偏差也称长期电压变化或稳态电压变化，是电网运行 的主要考核指标之一。合格率常指一周内95%的10min平均电压 不超过标准规定的允许值。 2、电压波动： 冲击性负荷变化引起的、明显偏离额定值的快 速电压变动。电压波动值用一系列电压有效值的相邻两个极值 之差的百分数来表示。
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S=1为觉察单位。换言之，若S>1为闪变不允许值 。 3、视感度频率特性和视感度系数K（f）
人的视觉反映与照度波动的频率有关：
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 截止频率，上限值又称为停闪频率）
Pst计算公式：
2、单位闪变
IEC推荐取Pst = 1作为低压供电的短时间闪变限值，称为单 位闪变。单位闪变代表标准实验条件下，实验人数的 80%有明 显感觉的闪变程度。
Pst < 0.7时，一般察觉不出闪变； Pst > 1.3时，闪变会使人感到不舒服。 3、长时间闪变值Plt ： 与Pst 的区别：统计时间需在1h以上，典型值取2h。 定义方法：对统计期间内，将S（t）的 99% 时间概率不超 标或1%时间时间超标的Pst作为长时间闪变值Plt 。即
Plt = Pst99% =P1 IEC推荐的Plt算法：
4、闪变干扰限制值： 国标限值如下：
系统电压等级 低压（LV） 中压（MV） 高压（HV）
Pst (10min)
1.0
0.9(1.0)
0.8
Plt(2h)
0.8
0.7(0.8)
0.6
注：评估取系统较小方式，波动负荷最大周期的实测值。
5、闪变限值补充说明