电能质量分析与控制4电压波动与闪变.ppt

4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：其离散计算公式： “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 均方根值电压变动特性U（t），简称电压特性，是指沿基波半个周期及其整数倍求取的电压均方根值随时间变化的函数关系。 4电压波动与闪变图4－1（a）中电动机启动结束后的稳态电压均方根值与额定电压之间的差 为稳态电压变动值。 启动过程中相邻两点极值电压之差为动态电压变动值。 4电压波动与闪变 在电能质量标准中，通常以标称电压的相对百分数来表示电压变动值，即 相对稳态电压变动值 相对动态电压变动值 相对最大电压变动值 二、典型电压变动现象 1.电压偏差 （欠电压与过电压） 4电压波动与闪变 2.电压波动 3.电压暂降与暂升 4.短时间电压中断 5.长时间电压中断 4.2电压波动 一、电压波动的含义 电压波动（Voltage Flactuation）：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。 配电系统运行中，这种电压波动现象有可能多次出现，变化过程可能是规则的、不规则的，亦或是随机的。 4电压波动与闪变导致原因举例：(a)单一阻性负荷投切；(b)多重负荷投切； (c)非线性电阻负荷运行；(d)随机的功率波动负荷运行。 4电压波动与闪变 为分析方便且又不失一般性，常抽象地将恒定不变的工频电压看作载波，将波动电压看作调幅波。 仅含单一频率的调幅波对工频载波的调制， 调制波解析式的一般表达式为： 若调幅波电压为单一频率的正弦波形， 则有： 4电压波动与闪变 电压变动频度r—单位时间内电压变动的次数（单位：时间的倒数）。 国家电能质量标准规定：电压由大到小或由小到大的变化各算一次变动。同一方向的若干次变动，如果变动间隔时间小于30ms，则算一次变动。 （图4-4（b）所示的l0Hz正弦调幅波电压波形曲线，其电压波动值为调幅波的峰谷差值，变动频度为20 次/s ） 连续电压波动的频度为调幅波基波频率的2倍， 常用的关系式为次/s 或次/mis 4电压波动与闪变 二、波动性负荷对电压特性的影响 引起电压波动的主要原因：功率冲击性波动负荷（频繁发生且持续时间较长的电压波动 ） 其它：短路故障或开关操作，或者是无功功率补偿装置、大型整流设备的投切。 波动性负荷可分为两大类型： （1）电压按一定规律周期变动的负荷（由于频繁启动和间歇通电引起）。例如，轧钢机和绞车、电动机、电焊机等。 （2）连续的不规则的随机电压变动的负荷。例如，炼钢电弧炉等。 4电压波动与闪变 电压波动值的简化计算方法： 考虑三相平衡负荷，用户侧供电电压波动量 近似表达式： 供电母线相对电压波动值d的计算公式：电压波动值与负荷的无功功率变动量△Q成正比，与公共连接点的短路容量成反比。它从物理意义上反映了供电电压发生变动的根本原因。 4电压波动与闪变 在工程实际应用中，可进一步利用简化计算结果对将要连接到供电系统中的波动性负荷对公共连接点（PCC）的电压反作用进行预测估算。具体方法如下： PCC处的短路容量计算公式： 假定系统阻抗电压降相对于系统标称电压很小时，供电电流变化量也可用接入的负荷容量（视在功率）的变化量来表示，可以写出：4电压波动与闪变 三、电压波动限值 在波动性负荷中，以电弧炉引起的电压波动最为严重。多数国家在制定的电压波动与闪变标准中的条款通常是针对电弧炉负荷设定的。表中公共连接点标称电压等级划分为： （1）低压（LV）：； （2）中压（MV）：； （3）高压（HV）：。 4电压波动与闪变 对于随机性不规则的电压波动，国标中规定电压波动的限值为： （1）HV：； （2）MV：； （3）LV：。 4.3 闪变（Voltage Flicker） 一、基本概念与定义 电光源的电压波动造成灯光照度不稳定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。 白炽灯的光功率与电源电压的平方成正比，所以受电压波动影响最大。通常选白炽灯光照设备受影响的程度作为判断电压波动是否能被接受的依据。 4电压波动与闪变 闪变的主要决定因素： 供电电压波动的幅值、频度和波形（频谱分布） 照明装置类型 人对闪变的主观视感 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 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。 4