2012年电能质量第二讲.ppt

第二章 电压波动与闪变 电气信息学院 肖先勇 Discovery (Mark Twain) What is there that confers the noblest delight? What is that which swells a man’s breast with pride above that which any other experience can bring to him? Discovery! To know that you are walking where none others have walked; that you are beholding what human eye has not seen before; that you are breathing a virgin atmosphere. To give birth to an idea, to discover a great thought—an intellectual nugget, right under the dust of a field that many a brain—plough had gone over before. To find a way to make the lightning carry your messages. To be the first—that is the idea. 第一节 基本概念与术语 方均根值电压及其变动特性 方均根电压（RMS Voltage） 电力网的瞬时值电压u是随时间t作周期性变化的。周期性非正弦波形的电压，可以分解为基波和谐波电压，基波电压的周期与非正弦电压的周期相同。工频基波电压的标准频率为50Hz，周期为20ms。 在工程上通常以电压整周期的方均根值来衡量电压的大小。分析如下： 如左图： 将工频电压的半周期分成N个等分点，每隔T/2N逐点取电压的瞬时值。设在kT/2N时刻电压的瞬时值为uk，则沿半周期内瞬时电压序列为u0,u1,u2,…,un-1，于是方均根电压U的计算公式为： 方均根电压的变动特性 方均根值电压变动特性U(t)是方均根电压的时间函数，它是沿每基波半周期取方均根值顺序逐点画出的图形。 供电电压在两个相邻的、持续时间1s以上的电压方均根值U1和U2之间的差值，称为电压变动(Voltage change). 通常用标准电压的百分数来表示电压变动的相对值d： 一般来说，电动机起动一次后电压下降随后回升，应该说发生了两次电压变动。电动机的频繁起动、电弧炉和间歇通电的负荷，会引起一系列的电压变动。 电压波动 电压波动（Voltage fluctuation）为一系列电压变动或连续的改变。电压波动值为相邻电压方均根值的两个极值和之差，常用标称电压的百分数来表示其相对百分值，即： 闪变觉察和瞬时闪变视觉度 电压波动常会使许多电工设备不能正常工作。一般来说，对计算机和控制设备不需要特别关心，因为他们的容量小并且能够在相对耗资不大的条件下加设抗干扰设施。日光灯和电视机等设备对电压波动的敏感度远远低于白炽灯，而几乎所有建筑的照明都装有大量的白炽灯，如果电压波动的大小不足以引起白炽灯闪变（Flick），则可以肯定不会使电视机和日光灯等工况异常。因此，白炽灯的工况可以作为判断电压波动值是否可以接受的依据。 闪变的主要决定因素 供电电压波动的幅值、频率和波形； 照明装置，以白炽灯的照度波动影响最大，而且与白炽灯的瓦数和额定电压等有关； 人对闪变的主观视感。由于人们视感的差异，需要观察者的闪变视觉感作抽样调查。 IEC推荐采用的闪变觉察率 为了得到闪变对人的视觉反映程度，IEC推荐采用不同波形、频率、幅值的调幅波对工频电压进行调制，向工频230V、60W白炽灯供电照明，经观察者抽样调查，闪变觉察率的统计公式为：其中，A为没有觉察的人数；B为略有觉察的人数；C为有明显觉察的人数；D为不能忍受的人数。 短时间闪变值 Pst 对于波动性负荷运行所引起的电压波动，不仅要检查其最大电压波动，还要在足够长时间（一般取10分钟）内观察电压波动的统计特征。 同一供电母线上 Pst 的合成 n个波动性负荷各自引起的闪变及背景闪变在同一公共供电母线上产生的pst合成算式的一般形式为： 其中，m的值取决于主要闪变的性质及其工况的重叠可能性：m=1用于波动性负荷引起电压变动同时发生重叠率很高的工况；m=2用于随机波动性负荷引起电压变动同时发生的工况（如：熔化期重叠的电弧炉）；m=3用于波动性负荷引起的电压变动同时发生的可能较小的工况；m=4仅用于熔化期不重叠的电弧炉所引起的电压变动合成。 供电系统各电压级间Pst的传递 广义的闪变包括电压波动，限制闪变干