電壓波動(dòng)和閃變是電網(wǎng)電能質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)，電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓方均根值(有效值)一系列的變動(dòng)或連續(xù)的改變，閃變是指燈光照度不穩(wěn)定造成的視感。下面本文主要根據(jù)gb12326 電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變介紹電壓波測(cè)量及閃變測(cè)量的相關(guān)內(nèi)容。
一、電壓波動(dòng)測(cè)量
電壓波動(dòng)可通過(guò)電壓方均根值曲線u(t)來(lái)描述，電壓變動(dòng)d和電壓變動(dòng)頻度r則是衡量電壓波動(dòng)大小和快慢的指標(biāo)。
電壓變動(dòng)d的定義表達(dá)式為：
式中：
△u——電壓方均根值曲線上相臨兩個(gè)極值電壓之差；
un——系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電壓。
當(dāng)電壓變動(dòng)頻度較低且具有周期性時(shí)，可通過(guò)電壓方均根值曲線u(t)的測(cè)量，對(duì)電壓波動(dòng)進(jìn)行評(píng)估。單次電壓變動(dòng)可通過(guò)系統(tǒng)和負(fù)荷參數(shù)進(jìn)行估算。
當(dāng)已知三相負(fù)荷的有功功率和無(wú)功功率的變化量分別為△pi和△qi，可用下式計(jì)算：
式中：
rl、xl分別為電網(wǎng)阻抗的電阻、電抗分量。
在高壓電網(wǎng)中，一般xl》rl，則：
式中：
ssc——考察點(diǎn)(一般為pcc)在正常較小方式下的短路容量。
在無(wú)功功率的變化量為主要成分時(shí)(例如大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng))，可采用下式進(jìn)行粗略估算。
對(duì)于平衡的三相負(fù)荷：
式中：
△si——三相負(fù)荷的變化量。
對(duì)于相間單相負(fù)荷：
式中：
△si——相間單相負(fù)荷的變化量。
二、閃變測(cè)量
根據(jù)iec 61000-4-15制造的iec閃變儀是目前國(guó)際上通用的測(cè)量閃變的標(biāo)準(zhǔn)儀器，其簡(jiǎn)化原理框圖如下圖所示。
圖1：iec閃變儀模型簡(jiǎn)化框圖
框1為輸入級(jí)，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)把不同等級(jí)的電源電壓(從電壓互感器或輸入變壓器二次側(cè)取得)降到適用于儀器內(nèi)部電路電壓值，同時(shí)還產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制波，用于儀器自檢。
圖2：由s(t)曲線作出的cpf曲線示例
框2、3、4綜合模擬燈-眼-腦環(huán)節(jié)對(duì)電壓波動(dòng)的反應(yīng)。其中框2對(duì)電壓波動(dòng)分量進(jìn)行解調(diào)，獲得與電壓變動(dòng)成線性關(guān)系的電壓;框3的帶通加權(quán)濾波器反映了人對(duì)60w230v鎢絲燈在不同頻率的電壓波動(dòng)下照度變化的敏感程度，通頻帶為0.05hz~35hz;框4包含一個(gè)平方器和時(shí)間常數(shù)為300ms的低通濾波器，用來(lái)模擬等-眼-腦環(huán)節(jié)對(duì)燈光照度變化的暫態(tài)非線性相應(yīng)和記憶效應(yīng)。框4的輸出s(t)反映了人的視覺(jué)對(duì)電壓波動(dòng)的瞬時(shí)閃變感覺(jué)水平。如圖2所示，可對(duì)s(t)作不同的處理來(lái)反映電網(wǎng)電壓引起的閃變情況。進(jìn)入框5的s(t)值是用累積概率函數(shù)cpf的方法進(jìn)行分析。在觀察期內(nèi)(10min)，對(duì)上述信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。圖中為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，分為10級(jí)，以第七級(jí)為例，由圖2可得：
用cpf7，代表s值處于7級(jí)(或1.2pu~1.4pu)的時(shí)間t7占總觀察時(shí)間的百分?jǐn)?shù)，相繼求出cpfi(i=1~10)即可作出圖3所示的cpf曲線。測(cè)試時(shí)實(shí)際儀器分級(jí)輸應(yīng)不小于64級(jí)。
圖3：cpf曲線
由cpf曲線獲得短時(shí)間閃變值：
式中：
p0.1、p1、p3、p10、p50分別為cpf曲線上等于0.1%、1%、3%、10%、50%時(shí)間的s(t)值。
長(zhǎng)時(shí)間閃變值plt由測(cè)量時(shí)間段內(nèi)包含的短時(shí)間閃變值計(jì)算獲得：
式中：
n——長(zhǎng)時(shí)間閃變值測(cè)量時(shí)間內(nèi)所包含的短時(shí)間閃變值個(gè)數(shù)。
經(jīng)過(guò)上述數(shù)據(jù)處理，pst和plt可有圖1所示的框5輸出，每計(jì)算獲得一個(gè)pst可依據(jù)上式進(jìn)行遞推計(jì)算，獲得一個(gè)plt。