课程3-电压波动与闪变-200603220

1电能质量基础电压波动与闪变不平衡负荷的补偿2这样的单相负荷能否通过补偿方式变成对称的？如何补偿？不平衡负荷的补偿电纳补偿原理三相三线制中的任意负荷，都可以通过并联电抗或电容，补偿成为三相对称的负荷。3CRLbacRbUaUcUbUcUaUcIaIbIbcIcaIabIRj3Rj3(a)(b)bUcUaUcIaIbIbcIcaIabIbcUcaUabU(c)三相不平衡负荷的补偿及平衡化三相系统的相量图电纳补偿原理三相三线制的负载都可以拆分成三个单相负载；单相负载可以拆分为电阻负载和电感电容负载；单相电阻负载可以被补偿为对称的功率因数为1的三相负荷；电感电容负载可以被补偿掉。45PointofCommonCoupling(PCC点）PCC点:公共连接点，考查点6供电电压偏差δIU2U122PRQXQXUUU电压波动7电压波动产生的原因8大型风电场电动机负荷的频繁启停冲击性负荷的投入电弧炉、轧钢机、电力机车等基本概念9电压波动(VoltageFluctuation)电压均方根值一系列的变动或连续的改变电压变动电压均方根值曲线上的相邻两个极值电压之差12100%NUUdU变动频度电压变动频度r单位时间内电压变动的次数电压由大到小或由小到大各算一次变动102/Frfs次260/minFrf次三相平衡负荷的电压变动11SCQdSASCSSdSZLZPjQ接于相间的单相负荷12ASC3100%SSdSZSZSZLZPCC点LI三相四线制中接于相与中线之间的单相负荷13SC3100%SSdLIABCSZSZSZPCC点NSZLZ电压波动的预先评估电压波动评估现场实测困难预先对将要投入电力系统的设备进行电压波动程度评估14电压波动限值GB/T12326-200815变动频度波动限值d（％）LV、MVHVr≤1431r≤1032.510＜r≤10021.5100＜r≤10001.251低压（LV）：UN≤1kV中压（MV）：1kVUN≤35kV高压（HV）：35kVUN≤220kV闪变的基本概念与定义电压闪变：VoltageFlicker闪变并不属于电磁学现象闪变定义：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。人对照度波动的主观视觉反映16电压波动和闪变的危害照明灯光闪烁人的视觉疲劳甚至烦躁电视机画面亮度频繁变化电动机转速不稳定影响产品质量、危害设备安全敏感工艺过程或试验结果受到干扰例如光点比色仪电子仪器和设备、计算机、自动化生产线等受到影响电子电子换流器工作受到影响17闪变的指标和测量主体：人（对同样的灯光照度变化改变不同）抽样、观察、统计闪变觉察率F：18100%CDFABCDA：没有觉察的人B：略有觉察的人C：有明显觉察的人D：难以忍受的人瞬时闪变视感度S(t)F=50%为瞬时闪变视感度的衡量单位S(t)=1觉察单位19S(t)1觉察单位，有更多的人对灯光闪烁有明显感觉()50%FStUIE与IEEE获取的曲线(Pst=1)差异20UIE：国际电热协会IEEE:TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers闪变的指标和测量干扰：电压波动（幅度、频度、波形形状）21（a）周期性等幅矩形电压变动（b）一系列不规则时间间隔阶跃电压变动（c）非全阶跃式可明显分离的电压变动（d）一系列随机的或连续电压波动tUdtUtUtU视感度频率特性人对闪变的视觉反映与照度波动的频率特性有关22频率（Hz)波动值d(%)正弦波矩形波21.080.39940.50.33160.3280.24980.2560.2008.80.2500.196100.2600.203120.3120.244140.3880.306160.4800.375180.5840.457200.7000.539一般觉察频率范围：1～25Hz敏感频率范围：6-12Hz最大敏感频率：8.8HzS(t)=1觉察单位的电压波动视感度频率特性23视感度系数频率特性曲线0.11234567891011121314151617181920212223f（Hz）K(f)0.20.30.40.50.60.70.80.91.00()18.8()100%()1StHzKfSt觉察单位的正弦电压波动值觉察单位的频率为f的正弦电压波动值闪变觉察度与电压波动波形之间的关系24dmaxΔU/U（％）0.111010010000r（min-1）r（s-1）8.8Hz/s,1056/120s1010S=1觉察单位的电压波动与频率的关系曲线单位闪变（Pst=1）St=1察觉单位的矩形电压波动St=1察觉单位的正弦电压波动闪变的指标和测量参照物：白炽灯IEC：采用230V/60W的白炽灯泡为基准IEEE：采用120V/60W的白炽灯泡为基准25%%灯光照度的相对变化（）增益因子引起该照度变化的电压相对变化（）短时间闪变值(ShortTermSeverity)短时间闪变水平值Pst衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值基本记录周期为10min闪变的测量方法在观察期内对瞬时闪变视感度S(t)作递增分级处理（实际不应小于64级）统计各级S(t)所占总检测时间的长度之比求出CPF曲线由CPF曲线获得短时间闪变值PstPst和S(t)的关系26时间-水平统计27A/D采样频率t1t2t3t4t5500010000150002.0101.681.471.261.050.840.630.420.211.890t(次)（级）p.u.S（t）。以第7级为例T7=t1+t2+t3+t4+t5p7=T7/T统计计时概率分布直方图280.10.30.50.70.91.11.31.51.71.912345678910010203040507500500025000（级）S（t）p.u..(次)Pk（％）P1P2P3P4P5P6P7P8P9P10累计概率函数曲线29CPF：cumulativeprobabilityfunctionCPF7=p7+p8+p9+p10CPF6=p6+p7+p8+p9+p10…电压波动统计特征量计算常用5个概率分布规定值计算出10min短时间闪变统计值Pst，它表示短时间闪变严重度。其计算公式如下305050101033111.01.0PKPKPKPKPKPst0.11310500.0314,0.0525,0.06570.28,0.08KKKKKP0.1,P1,P3,P10,P50CPF曲线上等于0.1%,1%,3%,10%,50%时间的S(t)值长时间闪变水平值Plt由短时间闪变值Pst推算出，反映长时间（若干小时）闪变强弱的量值。国标中规定2hPstj：2h内第j个短时间闪变值311233st11()12jiPPlt闪变干扰限制值国标GB12326-2000规定32系统电压等级低压(LV)中压(MV)高压(HV)Pst1.00.9(1.0)0.8Plt0.80.7(0.8)0.6国标GB12326-2008规定以一周(168h)为测量周期，所有长时间闪变值均满足系统电压等级≤110kV110kVPlt1.00.8闪变的测量根据IEC61000-4-15:1996制造的IEC闪变仪是目前国际上通用的测量闪变的仪器33输入适配自检测信号平方解调器带通加权滤波平方一阶低通滤波在线统计评价框1框2框3框4框5解调反映人对60W/230V钨丝灯的敏感程度模拟人对照度变化的暂态非线性响应和记忆效应闪变的估算已知电压变动d和频度r时，可以利用Pst=1曲线由r查出对应于Pst=1的电压变动dlim，计算出短时闪变值34LimdPdst闪变的叠加35PCC负荷1负荷2负荷n...st1st2st()()()mmmmnPPPPst波动负荷引起电压波动发生的同时性m=1：同时发生重叠率很高m=2：同时发生m=3：同时发生的可能性较小m=4：仅用于融化期不重叠的电弧炉引起的电压变动合成某110kV变电站10kV母线电压波动和闪变情况主要负荷为某钢厂36A相电压有效值37有功和无功功率曲线38三相短时闪变曲线闪变的治理-动态无功功率补偿39治理前治理后