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經(jīng)常被混淆的電壓波動與電壓閃變

2017-11-09
作者:ZLG致遠電子

電壓閃變與波動,兩個形影不離的兄弟,經(jīng)常一起出現(xiàn)在我們的視野中。閃變外向,我們可以從外表覺察到它的變化,而波動則偏內(nèi)向,心理活動豐富。除此以外,它們之間還有什么不同之處呢?

一、電壓波動的概念及計算方式

電壓波動是指電網(wǎng)內(nèi)電壓有規(guī)則的變動,或是變化幅度倍數(shù)在0.9~1間的隨機變化。電壓波動可以通過電壓方均根值曲線來描述,電壓變動d和電壓電壓變動頻度r則是衡量電壓波動大小和快慢的指標。電壓波動d的定義表達式為

二、電壓閃變的概念及計算方式

閃變是人眼對燈光亮度變化所引起刺激的不穩(wěn)定感。即,人對亮度變化的不適感。閃變嚴重度則由UIE-IEC閃變測量方法定義,以參數(shù)、評估閃變煩擾強度。

其中,短閃變是衡量短時間(目前若干分鐘)內(nèi)閃變強弱的一個統(tǒng)計量值,基本記錄周期為10min;長閃變則由短時間閃變值推算出,反映長時間(若干小時)閃變強弱的量值,其基本記錄周期為2h。

根據(jù)IEC 61000-4-5:1996制造的IEC閃變測試儀是目前國際上通用的測量閃變的儀器,其簡化原理框圖如圖1所示。

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圖1 閃變測試儀簡化原理框圖

    “平方一階濾波”輸出的反映了人的視覺對電壓波動瞬時閃變感覺水平,進入“在線統(tǒng)計評價的值是使用積累概率函數(shù)CPF的方法進行分析(具體見GBT 12326-2008 電能質(zhì)量電壓波動和閃變),如圖2所示,做出CPF曲線。

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圖2  CPF曲線

由CPF曲線獲得短時間閃變值,、、、、分別為CPF曲線上等于0.1%、1%、3%、10%、50%時間的值。

長時間閃變嚴重度的觀測時間為Tshort的整數(shù)倍N,N=12,觀測時間為2h,由12個短時間閃變嚴重度值()計算,

三 、動和閃變的危害表現(xiàn)在以下五點:

l 照明燈光閃爍,引起人的視覺不適和疲勞,影響工效;

l 電視機畫面亮度變化,垂直和水平幅度搖動;

l 電動機轉(zhuǎn)速不均勻,影響產(chǎn)品質(zhì)量;

l 使電子儀器、電子計算機、自動控制設備等工作不正常;

l 影響對電壓波動較敏感的工藝或試驗結(jié)果。

四、波動與電壓閃變之間的關系

閃變是電壓波動的一種特殊情況,主要反應了電壓頻繁波動造成照明視覺的煩擾影響。廣義的閃變包括電壓波動的全部有害作用,但不能以電壓波動來代替閃變,因為閃變是人對照度波動的主觀視感。

在電力系統(tǒng)中具有沖擊性功率的負荷(如軋機、電弧爐)時,電力網(wǎng)中的電壓降將發(fā)生相應變化,導致電壓波動。電壓波動使電能用戶不能正常工作,在人民生活中最受影響的是白熾燈的閃變(flieker)。頻率在5~12Hz范圍內(nèi)的電壓波動值,即使只有額定電壓的1%,其引起的白熾燈照明的閃變,已足以使人感到不舒適,所以選白熾燈的工況作為判斷電壓波動值,把電壓變動而引起人對燈閃的主觀感覺叫“閃變”,如圖3所示。

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圖3 白熾燈的電壓閃變

電壓閃變又與常見的電壓波動不同。

l 電壓閃變是指電壓形上一種快速的上升及下降,而波動指電壓的有效值以低于工頻的頻率快速或連續(xù)變動;

l 閃變的特點是超高壓 、瞬時態(tài)及高頻次。如果直觀地從波形上理解,電壓的波動可以造成波形的畸變、不對稱,相鄰峰值的變化等,但波形曲線是光滑連續(xù)的,而閃變更主要的是造成波形的毛刺及間斷。

五、電壓波動和閃變的措施

通常采取的技術(shù)措施有:

l 改進運行操作和工藝:電動機降壓起動等技術(shù)措施,電弧爐電極升降的自動調(diào)節(jié)和將爐料中大的廢鋼鐵塊加以破碎等;

l 提高供電能力;架設專線將大容量沖擊性負荷用戶接至較高電壓等級的供電系統(tǒng);

l 安裝補償器:采用快速響應的靜止無功補償器或靜止無功發(fā)生器對負荷波動進行實時動態(tài)補償,是最常用的技術(shù)措施。

六、電壓波動和閃變等電能質(zhì)量的監(jiān)測

在電力系統(tǒng)發(fā)展的早期,電力負荷的組成比較簡單,主要由同步電動機、異步電動機和各種照明設備等線性負荷組成。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,非線性電力電子器件和裝置在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣泛應用。這些設備的運行使得電網(wǎng)中電壓和電流波形畸變越來越嚴重,諧波水平不斷上升。另外,沖擊性、波動性負荷,例如電弧爐、大型軋鋼機等,運行中不僅會產(chǎn)生大量的高次諧波,而且還會產(chǎn)生電壓波動、閃變、三相不平衡等電能質(zhì)量問題。如圖4所示為現(xiàn)在必不可少的電力機車,其運行中也會產(chǎn)生以上現(xiàn)象。

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圖4 電力機車運行引起電能質(zhì)量問題

這時就需要一種設備去檢測以幫助我們?nèi)ブ卫?。致遠電子E6500手持式、E8300和E2000在線式電能質(zhì)量分析儀都可以對各種電能質(zhì)量進行監(jiān)測。

其中E6500電能質(zhì)量分析儀是全球獨家具備錄波功能的電能質(zhì)量分析儀,它可以捕捉故障現(xiàn)場的諧波、電壓波動、閃變、功率和三相不平衡等常見的電能質(zhì)量問題,同時具備瞬態(tài)測量,錄波分析,逆變器測試,能耗統(tǒng)計,需量統(tǒng)計,污染評估等高級功能??蓽蚀_定位配電系統(tǒng)即配電盤、開關箱、變壓器、斷電器、接觸器、保險絲、電纜、發(fā)電機、繞組裝備、油枕、UPS等電氣設備溫度過高、工作異常的原因。是智能電網(wǎng)、新能源、電氣化鐵路和大型工業(yè)電能質(zhì)量必不可少的專業(yè)測量分析工具,如圖5所示。

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圖5 E6500電能質(zhì)量分析儀


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