电能质量中闪变的测量1

1、PAGE 电能质量中闪变的测量第8页 DATE yyyy-M-d 2022-9-dPAGE 电能质量中闪变的测量1 引言随着现代科学技技术的迅猛发发展，一方面面,电力电子设设备的应用领领域越来越广广，特别是各各类冲击负荷荷、非线性负负荷容量的不不断发展，使使得电网中电电压波形畸变变，电压波动动、闪变和三三相不平衡等等问题时有发发生，严重地地影响了电能能质量；另一一方面，人们们越来越多地地使用精密和和复杂的电子子设备，故如如何提高电能能质量将是电电力企业面临临的又一重要要课题。我国国的国家标准准中电能质量量主要包括五五项指标：电电力系统的频频率偏差、供供电电压的允允许偏差、三三相电压不平平衡度、

2、电网网谐波含量、电电压波动与闪闪变。其中前前几种指标测测量方法相对对比较成熟，而而电压波动和和闪变测量方方法和实现技技术的研究，由由于重视程度度不够相对滞滞后些。电压波动与闪变变会对用户产产生多方面的的危害：会使使得电机的转转速不均匀，影影响生产产品品的质量，也也会缩短电机机的使用寿命命；对电能质质量要求较高高的电子设备备、计算机、自自动控制设备备也可能因为为电压的波动动而无法正常常工作；电压压波动还影响响对电压变化化敏感的工艺艺和实验结果果；电压闪变变会使照明灯灯具灯光发生生闪烁，刺激激人的大脑和和眼睛，使人人疲劳，视力力下降，注意意力分散。波动性负荷中以以电弧炉引起起的电压波动动和闪变最为

3、为严重，许多多国家针对电电弧炉制定了了闪变标准。1986 年IEC 根据国际电热协会（UIE）的推荐，制定了闪变仪的测量功能和设计规范。我国于2000 年颁布了GB-12326-2000电能质量电压波动与闪变标准。由此可见，利用用先进的技术术手段，采取取精确合理的的计算方法，对对电压波动和和闪变进行测测量，从而采采取必要的技技术措施进行行抑制十分必必要。2 闪变的定义义及测量方法法2.1 闪变的的定义电压闪变是指人人眼对由电压压波动所引起起的照明异常常的视觉感受受。由于一般般用电设备对对电压波动的的敏感度远低低于白炽灯，为为此，选择人人对白炽灯照照度波动的主主观视感，即即“闪变”，作为衡量量电

4、压波动危危害程度的评评价指标。闪闪变的主要决决定因素有：供电电压波波动的幅值、频频度和波形；照明装置，以以对白炽灯的的照度波动影影响最大，而而且与白炽灯灯的瓦数和额额定电压等有有关；人对闪变的的主观视感等等。研究表明明，人眼对电电压波动频率率8.8Hzz 左右最为为敏感。2.2 闪变的的测量2.2.1 闪闪变的预测方方法早期电压闪变的的研究主要是是波动记录法法，原理是测测量出调幅电电压中各个频频率电压分量量，然后据电电压变化的幅幅度和频率，画画出分布图，进进而估计闪变变值。它是一一种近似的方方法，结果不不尽如人意。随随着电弧炉容容量的不断增增加，人们发发现电弧炉容容量与电压闪闪变有直接的的联系

5、。实验验证明电力系系统能够接受受的电弧炉容容量大小取决决于连接电弧弧炉变压器的的连接点母线线处的三相短短路容量，在在此基础上提提出了互降常常数预测闪变变法和短路压压降法，另外外还有最大功功率预测法。闪闪变的预测法法只能大致的的评估闪变，无无法知道闪变变的确切值是是多少，只有有在公共的供供电处直接测测量才能准确确的知道闪变变值的大小。2.2.2 闪闪变的直接测测量闪变的直接测量量仪器主要有有以下三种：（1）英国的EERA 闪变变测量仪。它它是在整流检检波和一系列列的滤波之后后，对检测到到的波动电压压值求取1mmin 的均均方根值。（2）法国的EEDF 闪变变仪。该闪变变仪以闪变剂剂量作为评价价标

6、准，闪变变剂量定义如如下：在t 的时间间内（t=1miin）式中s(t)为为波动电压信信号；g(ff)为人的眼眼脑对波动电电压的反应。（3）IEC 推荐的闪变变仪。后文将将详细阐述其其工作原理。2.2.3 闪闪变值的获得得闪变的测量应用用得最多的有有3 种方法：模拟式加权滤滤波器法，数数字式加权滤滤波器法和频频谱分析法。对对于模拟滤波波器法，它是是采用模拟传传递函数来实实现，因而对对硬件电路要要求较高，设设计复杂，二二次开发也比比较难；频谱分析法。是先利用快速傅里叶变换，获得0.135Hz 之间各个频率谱线的幅值，然后再按视感度曲线上对应得各个频率分量上的视感度系数进行等效折算，计算误差较大；

7、数字滤波法。利用数字滤波法计算较复杂，计算量比较大，对CPU 的速度要求足够快。本文主要介绍：1、闪变的的直接测量中IEC 推荐荐的闪变仪的的工作原理。2、闪变值的的获得方法中中数字滤波法法在Matllab 中的的仿真和在DDSP 芯片片TMS3220VC333 中的实现现。3 IEC 推推荐的闪变仪仪1986 年，国国际电工委员员会给出的闪闪变仪的功能能和设计规范范，其框图如如图1所示：图1 IEC 闪变仪测量量原理框1，将输入的的被测电压适适配成适合仪仪器的电压数数值，并能发发出标准的调调幅波电压作作仪器自检信信号。框2-4，为灯灯、眼、脑环环节的模拟。框2，用平方检检测方法从工工频电压波

8、动动中解调出放放映电压波动动的调幅波。框3，由带通滤滤波器和视感感度加权滤波波器构成。闪闪变仪要求在在相对电压变变动为5%的范围最最为灵敏，解解调调幅波的的幅值变动必必须不小于11%的范围。带带通滤波器由由截止频率为为0.05HHz的高通滤滤波器和355Hz 的低低通滤波器构构成。框4，平方器和和一阶低通滤滤波器，模拟拟人脑的神经经对视觉反应应和记忆效应应。框5，在线或离离线对框4 输出录波做做统计分析。将将框4输出的s(tt)横速采样样，分级计时时做统计评定定，给出累积积概率函数CCPF。采样样频率不小于于50Hz，要要远高于闪变变的停闪频率率，最后给出出闪变值Psst 和Plt。电压波动与

9、闪变变已成为衡量量电能质量的的一个重要指指标。IECC 只给出了了闪变测量的的原理框图。在在具体实现时时既可以采用用模拟与数字字混合的测量量方法，也可可以采用全数数字的方式。检测闪变需先检检测出调幅波波。常用的调调幅波检波方方法有：平方方检波法、整整流检波法、有有效值检波法法。这些方法法对于数字测测量来说都太太复杂，且精精度不高。4 数字滤波法法在Matllab 中的的仿真和在DDSP 芯片片TMS3220VC333 中的实现现4.1 数字滤滤波法在Maatlab 中的仿真TI 公司的TTMS3200VC33 芯片是32位的浮点点型芯片，且且运算速度是是150MFFLOPS，其其运算精度和和速

10、度都比较较高，因此本本文介绍的是是基于DSP 芯片TMS3320VC333 的数字字式加权滤波波器法实现电电压闪变的测测量和计算。数字滤波器的系系数有两种方方法可以得到到：由模拟滤波波器直接求相相应的数字滤滤波器的系数数，常用方法法是冲激响应应不变法与双双线性变换法法；根据频带和和衰减系数的的要求直接设设计数字滤波波器。这两种方法均可可以由Mattlab 软软件求取，第第一种可用编编程的方法求求取，第二种种可以编程，也也可以直接利利用工具箱FFDAToool 和SPToool 得到。为为了运算简便便以及根据IIEC 相关关标准，0.0535Hz 带通滤波器器由于标准上上有相关的要要求，故可直直

11、接利用SPPTool 工具箱求得得，一阶加权权滤波器具体体要求没有明明确，而脉冲冲响应不变法法容易出现混混叠失真，故故用双线性变变换法编程求求取数字滤波波器的系数。图2为Matlab闪变仿真框图：图2 Matllab闪变仿仿真框图4.2 数字滤滤波法DSPP 中编程实实现TMS320VVC3355具有强大大的汇编语言言指令集，其其中的并行乘乘/累加操作、重重复操作和循循环寻址功能能特点特别适适合数字滤波波算法，可极极大地提高运运算速度。针针对测量原理理及实际运算算速度等问题题，需注意以以下几个问题题：（1） 实际采采样频率不宜宜过高，因为为引起闪变的的频率在0.0535Hz，相相对比较低，经经

12、仿真结果表表明400HHz 比较合合适，太大了了数字滤波系系数非常小，使使计算精确度度降低。（2）因为闪变变频率主要集集中在0.5525Hz，故故采样时间至至少为2s，瞬时闪闪变值为了减减小误差更加加准确，可取取s(t)最后20 个数的的95%概率大大值。（3）根据IEEC 标准规规定实际仪器器的分级系数数应不小于664 级，又又考虑到求短短时闪变需要要先把瞬时闪闪变值从大到到小进行排序序，时间相对对比较长，所所以实时测量量中分级系数数也不宜取太太大，可选取取6s 计算一一次，则100min 可可计算出1000 个瞬时时闪变值。电压闪变测量整整个软件流程程图如图3所所示。图5 测量软件件流程图

13、5 结论对于闪变的直接接测量仪器，随着现代测量技术在电力系统中的广泛应用，各种数字化电器参数测量仪器的使用已经成为发展趋势，未来的电能质量检测系统将向便携，小型化，网络化和复杂化的方向发展。本文通过对闪变的各种测量方法的总结，希望能对电能质量的其它指标的测量起到抛砖引玉的作用。而对于闪变的测测量计算方法法，由于引起起电压闪变的的波动波形非非常复杂，有有周期性波动动、非周期性性波动，有正正弦波、矩形形波及三角波波等，以上算算法只是针对对周期性的正正弦波引起的的电压闪变计计算，这种方方法比较准确确，对于其他他类型的波动动引起的闪变变的计算，具具有一定的局局限性，并不不太适合，还还有待进一步步研究。【参考文献】1 全国电电压电流等级级和频率标准准化技术委员员会.电压电流频频率和电能质质量国家标准准应用手册.北京: 中国电力力出版