电压波动和闪烁检测.ppt

1 2 目标 掌握电压波动和闪烁检测技术的基本内容和概念 了解电压波动和闪烁的危害 了解相关的国际标准 国家标准及其要求 掌握电压波动和闪烁检测的方法 项目5电压波动和闪烁检测 3 重点 电压波动和闪烁检测技术的基本内容和概念 电压波动和闪烁检测的方法 难点 电压波动和闪烁检测原理 项目5电压波动和闪烁检测 4 5 6 7 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 1 考核的指标及其限值 1 闪烁电压波动会引起部分电气设备不能正常工作 一般来说 对电子计算机和控制设备不需要特别去关注 而在商用和民用建筑的照明设备中 白炽灯占有相当大的数量 电压的波动会造成白炽灯光明显闪烁 严重时使人眼难以忍受 为此 选白炽灯的工况作为判断电压波动值是否能被接受的依据 8 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 1 闪烁由电压波动造成灯光的闪烁 其专业术语称之为闪变 有时也称为电压闪变VoltageFlicker 因此说 闪变是电压波动引起的有害结果 是指人对照度波动的主观视感 它不属于电磁现象 严格讲用电压闪变这一术语从概念上是混淆的 1 考核的指标及其限值 9 闪变觉察率F 根据IEC推荐的实验条件 采用不同波形 频度 幅值的调幅波工频电压为载波向230V 60W白炽灯供电照明 并对观察者的闪变视感实验进行统计可得到有明显觉察和难以忍受者的数量占观察者总数量的比 即式中 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 如果该比值超过50 说明半数以上的实验观察者有明显的或难以忍受的视觉反映 若把F 大于50 定为闪变限值 则对应的电压变动值为该实验条件下电压波动允许值 10 瞬时闪变视感度S t 为表示人对照度波动的瞬时主观视觉反应 常用闪变强弱的瞬时值变化来描述 称为瞬时闪变视感度S t 它是电压波动的频度 波形 大小等综合作用结果 其随时间变化的曲线是对闪变评估衡量的依据 通常规定F 50 为瞬时闪变视感度的衡量单位 对应为S 1觉察单位 换言之 若S 1 觉察单位 为闪变不允许值 注 S 1 觉察单位 对应有电压波动限定值 但表现为非线性多元关系 一般不能简单地用波动值等效表示 11 视感度 频率特性K f 通过闪变实验研究 还可得到人的视觉对照度波动的频率特性 可概括为 此时以调制波的频率为单位给出 它是波动频次的1 2 闪变的觉察频率范围 1 25Hz 闪变的最大觉察频率范围 0 05 35Hz 其上下限值称为截止频率 上限值又称为停闪频率 闪变的敏感频率范围 6 12Hz 闪变的最大敏感频率 8 8Hz 为了从本质上认识电压波动引起的人对照度波动的频率特性 引入了视感度系数K f 它是在觉察单位下 最小电压波动值与各频度电压变动值的比 12 波形因数R f 不同波形的调幅波引起的闪变效果也不同 对两种典型波动电压做比较 给出波形因数如下式 13 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 1 考核的指标及其限值 2 电压波动 理想供电系统电压恒定不变 实际电压偏离标称值的现象称电压变动 这里强调有效值电压变动 以区别瞬时电压变动 14 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 几个概念 相对稳态电压变动值dc 相对动态电压变动值dd 相对最大电压变动值dmax IEC相关标准规定 dc不超过3 dd超过3 的持续时间小于200ms dmax不超过4 2 电压波动 1 考核的指标及其限值 15 电压标称值 稳态电压变动值 稳态电压变动值 最大电压变动值 16 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 1 考核的指标及其限值 2 电压波动 Voltagefluctuation 由于部分负荷在正常运行时出现冲击性功率变化 造成实际电压在短时间里较大幅度波动 并且连续偏离额定电压 所以也称为快速电压变动 电压波动值为一系列电压有效值的两个极值之差 且用其相对值的百分数表示 通常以d的大小作为电压波动的量度 17 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 2 曲线 图2周期性矩形 或阶跃 电压变动的单位闪变 Pst 1 曲线 18 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 2 曲线 短时间闪变值Pstshorttermseverity Pst衡量短时间 若干分钟 内闪变强弱的一个统计量值 Pst 1为闪变引起视感刺激性的通常限值 长时间闪变值Pltlongtermseverity 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 19 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 2 曲线 闪变的评估方法 20 5 1电压波动和闪烁检测的基础内容 3 限值 当电压波动是由人为开关引起的或发生率小于每小时1次时 不考虑Pst和Plt 电压波动的三项要求的限值可放宽到表5 1所示限值的1 33倍 21 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 完整的测试系统包括纯净电源 参考阻抗网络和谐波 电压波动 闪烁分析仪 纯净电源G的内阻抗和串接于电路的分析仪M的电流取样通道A的内阻抗均应足够小 并接于电路的分析仪M的电流取样通道V的内阻抗均应足够大 22 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 1 阻抗要求 对单相来说 对三相来说 23 5 1检测的指标及其限值 2 闪烁测量仪 国际电热协会IEC868 闪烁测量仪功能和设计规范 规定了闪烁测量仪的技术条件和实施 闪烁测量仪实际上是一个用电网载频输入进行工作的专用幅度调制分析仪 用以模拟人对50Hz交流电压下的60W螺旋灯丝白炽灯在电压波动情况下所产生的闪烁的感受程度 24 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 根据IEC61000 4 15制造的IEC闪变仪是目前国际上通用的测量闪变的仪器 有模拟式的也有部分或全部是数字式两种结构 其简化原理框图如图A1所示 图A1IEC闪变仪模型的简化框图 25 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 框1为输入级 它除了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的功能外 还产生标准的调制波 用于仪器的自检 26 框2 3 4综合模拟了灯 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60W 230V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 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 27 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 框4包含一个平方器和时间常数为300ms的低通滤波器 用来模拟灯 眼 脑环节对灯光照度变化的暂态非线性响应 由S t 曲线作出的CPF曲线示例记忆效应 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A2a 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 28 图A2由S t 曲线作出的CPF曲线示例 累积概率函数cumulativeprobabilityfunction CPF 其横坐标表示被测量值 例如瞬时闪变值 纵坐标表示超过对应横坐标值的时间占整个测量时间的百分数 见图A2 29 进入框5的S t 值是用积累概率函数CPF的方法进行分析 在观察期内 10min 对上述信号进行统计 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 30 5 2电压波动和闪烁检测试验仪器配置 3 实验配置 1 接地平板厚度 0 5mm 面积 2000mm 2000mm的金属板 2 接地线用薄铜条 长宽比800mm 落地式器具离接地平板的绝缘高度为100mm 25 4 器具与人工电源网络的距离为800mm 超出部分应折叠成300 400mm长的线束 且与测量仪器的距离不小于800mm 5 人工电源网络接地用长宽比不超过3 1 厚度为0 5mm的薄铜条 31 32 5 3电压波动和闪烁检测方法及过程 1