电压闪变测量及其衡量标准的分析

２００６年８月　电　力　环　境保护　第２２卷　第４期　电压闪变测量及其衡量标准的分析　Ｔｈｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｌｉｃｋｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｊｕｄｇｉｎｇ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　张方军　（浙江机电职业技术学院电气工程系，浙江杭州　３１００５３）　摘要：在分析电网电压波动、闪变的定义和各国对电压波动、闪变研究现状的基础上，介绍了几种测量和分析电压　波动及闪变的设备及其对电压波动和闪变的测量和评估方法。　关键词：电压；闪变；波动　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｎｅｔ，ｖｏｌｔａｇｅ　ｆｌｉｃｋｅｒ　ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｃｏｕｎｔｒｉｅｓ　ｏｎ　ｉｔ，ｓｏｍｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ；ｆｌｉｃｋｅ；ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ　中图分类号：ＴＭ９３３．２　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００９—４０３２（２００６）０４—００４８—０２　随着社会的发展，电力负荷日益增长，大量非线　弧炉变压器连接点母线处的三相短路容量，在此基　性用电设备的使用，电力电子装置的不断推广，使得　础上，提出了互降常数预测闪变法及其确定的闪变　电网的频率偏移、电压波动和闪变、电压波形畸变等　值。英国在２０世纪７０年代根据不同的闪变定义研　电能质量问题日益突出，其中的频率偏移和电压波　制出了闪变测量仪，同一时期还提出了预测闪变的　形畸变比较早就已经为人们所注意，并做了较多的　短路压降法。法国也研制出了ＥＤＰ闪变仪。　研究，而对于电网电压的闪变则研究得较少和较晚。　虽然许多国家都对闪变问题进行了研究，但对　电压波动和闪变会对用户产生多方面的危害，如电　闪变的定义却不尽相同，因此国际电加热组织、国际　压波动会使得电机的转速不均匀，从而影响生产产　电工委员会也不断对闪变问题进行研究，力图制定　品的质量，也会缩短电机的寿命；对电能质量要求较　国际统一的闪变定义和评价标准，并根据一些工业　高的电子设备、计算机、自动控制设备也可能会因为　国家研究和实验的结果，提出了测量闪变的数学模　电压的波动而无法正常工作；电压波动还影响对电　型和研制闪变仪的设计规范ｕ　Ｊ，尽管如此，却并没有　压变化敏感的工艺和试验结果；电压的闪变会使照　具体规定闪变仪器的具体实现方法，使得闪变仪的　明灯具的灯光发生闪烁，刺激人的大脑和眼睛，使人　设计更具灵活性，许多研究者对此展开了大量的研　疲劳，视力下降，注意力分散。电压的闪变很难完全　究，西欧的一些国家采用国际电工委员会（ＩＥＣ）的标　消除，但可以在对它进行研究的基础上，把它的影响　准，即用短时间闪变值（Ｐｓｔ）和长时间闪变值（Ｐｌｔ）来　限制在允许的范围内，这就需要一种衡量电压闪变　衡量闪变情况。　的标准，来衡量电网电能质量。　我国在２０世纪８０年代引进日本的ＡＶ１０闪变　１国内外对电压闪变的研究现状　仪，此后国内的高等院校和科研机构也相继展开了　这方面的研究工作，并制定了有关电能质量的国家　早期对电压闪变的研究主要是波动记录法，它　标准。　是测量出调幅电压中各个频率电压分量，然后根据　电压变化的幅度和频率，画出分布图，进而估计闪变　２电压闪变的测量和评估　值。由于波动记录法是近似的方法，其结果不太令　对于闪变的测量主要有预测法和直接测量法。　人满意。　２．１闪变预测法　随着炼钢用电弧炉容量的不断增大，人们发现　针对不同原因产生的闪变可以有各种预测方　电弧炉容量与电压闪变有直接的联系。试验表明：　法，如对于电弧炉闪变的预测方法有互降常数法、短　电力系统能够接受的电弧炉容量大小取决于连接电　路压降法、最大功率预测法等。当设计或制造新的　４８　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６血　张方军：电压闪变测量及其衡量标准的分析　第４期　电炉时，可以根据电炉运行经验，结合设计时的各项　参数，来预测新电炉投入运行后在电网上产生的电　压闪变。此种方法不常使用。　２．２闪变的直接测量和评估方法　闪变的预测法只能够大致地评估闪变，无法知　道电压闪变的确切值是多少，只有在公共的供电处　直接测量，才能准确知道闪变值是多少。　２．２．１　英国的ＥＲＡ闪变测量仪　它是在整流检波及一系列的滤波后，对检测到　的波动电压值求１　ｍｉｎ的均方根值，其原理见图１。　输人　图１　ＥＲＡ闪变仪测量原理　主要检测过程为：　（１）被检测电压的适配。输入单元把被测电压　适配成ｍＶ级的电压。　（２）谐波滤波。滤掉工频电压的谐波，谐波对闪　变的影响很小。　（３）整流滤波。采用全波桥式整流电路进行电　压波动量的检测。　（４）检测滤波。由于整流后的信号中除含有波　动电压外，还有较大的直流分布和由于整流器的不　平衡所产生的谐波，所以要进行直流和低通滤波。　（５）均方根计算。对检测出的动电压进行１　ｍｉｎ　均方根计算，输出１　ｍｉｎ波动电压的平均值。　２．２．２　法国ＥＤＦ闪变测量仪　这种闪变仪以闪变剂量作为评价标准，而闪变　剂量的定义是：　在△ｔ的时间内（Ａｔ＝１　ｍｉｎ）　ｒ＋△ｆ　Ｄ＝Ｉ　ｓ　（ｔ）　ｇ２（厂）ｄｔ　式中ｓ（ｔ）为波动电压信号；ｇ（ｆ）为人的眼、脑对波　动电压的反应。　根据该定义研究的闪变仪原理如图２所示。　输人　一　圈佃一团　ｆ　＋　田一田一圈一回　图２　ＥＤＦ闪变仪测量原理　该仪器每分钟给出一个测量结果，还可以把每　分钟的闪变剂量累加起来，它是用闪变累加剂量来　衡量闪变的。　２．２．３　ＩＥＣ闪变测量仪　ＩＥＣ闪变仪的原理如图３。　输入　一圉一国一圜朋　图３　ＩＥＣ闪变仪测量原理　从图３可以看出，闪变仪分为两部分：第一部分　是由框１到框４组成，主要模拟眼睛和大脑对灯的　响应特性，框１是将输入的电压适配成适合仪器的　电压值；框２主要是模拟灯的作用，用平方检测法解　调出反映电压波动的调幅波；框３模拟人眼的频率　选择特性；框４模拟人脑神经的反映和记忆效应。　它可以由模拟或数字电路构成，只要符合ＩＥＣ的标　准就可以。第二部分由框５组成，用于在线统计分　析闪变信号，给出统计结果。　３　结语　本文在对电网电压波动和闪变的定义和研究现　状进行分析的基础上，介绍了几种测量和分析电压　波动和闪变设备的构成及其对电压波动和闪变的测　量和评估方法，目前ＩＥＣ只是对闪变测量的数学模　型和研制闪变仪的设计提出了规范，但并没有具体　规定测量闪变仪器的具体实现方法，因此，可以根据　这种方法来设计电压波动及闪变的测量、评估设备。　参考文献：　［１］刘萍．电压波动和闪烁测试系统研究及其国际标准最新修正［Ｊ］　．家用电器科技．２００２．２２（５）：２２—２５．　收稿日期：２００５．０９．２０；修回日期：２００６－０４．１８　作者简介：张方军（１９７５．），男，浙江衢州人，硕士，主要从事配电　网自动化研究。　４９