电压波动和闪烁测试方法

电压波动和闪变是电网电能质量的两个重要指标，电压波动是指电网电压方均根值(有效值)一系列的变动或连续的改变，闪变是指灯光照度不稳定造成的视感。下面本文主要根据GB12326 电能质量电压波动和闪变介绍电压波测量及闪变测量的相关内容。
一、电压波动测量
　　电压波动可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：

　　式中：
　　△U——电压方均根值曲线上相临两个极值电压之差；
　　UN——系统标准电压。
　　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量分别为△Pi和△Qi，可用下式计算：

　　式中：
　　RL、XL分别为电网阻抗的电阻、电抗分量。
　　在高压电网中，一般XL》RL，则：

　　式中：
　　Ssc——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)，可采用下式进行粗略估算。
　　对于平衡的三相负荷：

　　式中：
　　△Si——三相负荷的变化量。
　　对于相间单相负荷：

　　式中：
　　△Si——相间单相负荷的变化量。
二、闪变测量
　　根据IEC 61000-4-15制造的IEC闪变仪是目前国际上通用的测量闪变的标准仪器，其简化原理框图如下图所示。

图1：IEC闪变仪模型简化框图
　　框1为输入级，主要用来实现把不同等级的电源电压(从电压互感器或输入变压器二次侧取得)降到适用于仪器内部电路电压值，同时还产生标准的调制波，用于仪器自检。

图2：由S(t)曲线作出的CPF曲线示例
　　框2、3、4综合模拟灯-眼-脑环节对电压波动的反应。其中框2对电压波动分量进行解调，获得与电压变动成线性关系的电压;框3的带通加权滤波器反映了人对60w230V钨丝灯在不同频率的电压波动下照度变化的敏感程度，通频带为0.05Hz~35Hz;框4包含一个平方器和时间常数为300ms的低通滤波器，用来模拟等-眼-脑环节对灯光照度变化的暂态非线性相应和记忆效应。框4的输出S(t)反映了人的视觉对电压波动的瞬时闪变感觉水平。如图2所示，可对S(t)作不同的处理来反映电网电压引起的闪变情况。进入框5的S(t)值是用累积概率函数CPF的方法进行分析。在观察期内(10min)，对上述信号进行统计。图中为了简明起见，分为10级，以第七级为例，由图2可得：

　　用CPF7，代表S值处于7级(或1.2pu~1.4pu)的时间T7占总观察时间的百分数，相继求出CPFi(i=1~10)即可作出图3所示的CPF曲线。测试时实际仪器分级输应不小于64级。

图3：CPF曲线
　　由CPF曲线获得短时间闪变值：

　　式中：
　　P0.1、P1、P3、P10、P50分别为CPF曲线上等于0.1%、1%、3%、10%、50%时间的S(t)值。
　　长时间闪变值Plt由测量时间段内包含的短时间闪变值计算获得：

　　式中：
　　n——长时间闪变值测量时间内所包含的短时间闪变值个数。
　　经过上述数据处理，Pst和Plt可有图1所示的框5输出，每计算获得一个Pst可依据上式进行递推计算，获得一个Plt。