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1、电压波动论文：电压波动和闪变的分析电压波动论文：电压波动和闪变的分析摘要：随着冲击性及非线性负载在电网中的不断增加,使得电网中电压波动和闪变等电能质量问题越 来越严重。大容量电弧炉、点焊机、轧钢机等大功率冲击性负载的接入,导致电压波动和闪变现象时常发 生。电压波动及闪变给人们的日常生活和工业带来了许多不利的影响。电网中用户负载的剧烈波动会导 致电压波动与闪变等电能质量问题。介绍了电压波动与闪变的基本概念、产生原因与抑制方法。 关键词：电能质量;电压波动;闪变，静止无功补偿器 一、电压波动和闪变的基本概念 电压波动是电压变动中的一种特定现象，其定义为电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变， 其
2、变化周期大于工频周期。电压波动常用相对电压变动量来描述，电压波动值为电压方均根值的两个极 值 Umax 和 Umin 之差U，常以其额定电压 UN 的百分数表示其相对百分值，即： 电压波动可归纳为以下四种形式，如图 1.1（a） 、 （b） 、 （c） 、 （d）所示。 （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)一系列随即的或连续电压波动 图 1.1 四种典型电压波动形式 把一系列电压变动中的相邻两个极值之间的变化称为一次电压波动。在波动负荷的一个工作周期 或规定的一段检测时间内，沿时间轴对被测电压每半个周期求得一个均方根
3、值并按时间轴顺序排列，即 可形象地看到连续的电压波动的包络线图形，称为电压均方根值曲线 V（t） 。当以系统标称电压的相对 百分数表示时，电压波动随时间变化的函数转化为相对电压变动特性 d（t） 。 电压变动发生的次数是分析电压均方根值变化特性的另一个重要指标。把单位时间内电压变动的次 数称为电压变动频度 ，一般以时间的倒数作为频度的单位。 严格讲闪变只是电压波动造成的危害中的一种，同样不能以电压波动代替闪变。但在实际应用时广 义的闪变包括了电压波动，甚至电压波动的全部有害内容。这是因为白炽灯电光源是广泛使用的低压 （LV）照明灯具，具有代表性，其照度变化对电压波动最为敏感也最为显著。此外，对
4、高电压 （HV，MV）等级也用闪变强度来衡量电压波动水平，以求统一标准。 白炽灯的光功率与电源电压的平方成正比，所以受电压波动影响最大。当白炽灯电源的电压波动在 10左右，重复变动频率在 515Hz 时，可造成令人烦恼的灯光闪烁，从而干扰人的正常工作和生活。 由于白炽灯对电压波动的敏感和其广泛使用的原因，研究电压波动带来的影响时，通常选白炽灯光照设 备受影响的程度作为判断电压波动是否能被接受的依据。电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼 视感反应称之为闪变。闪变反映了电压波动引起的灯光闪烁对人视觉感受产生的影响。人的主观视感度 不仅与电压变动大小有关，还与电压变动的频谱分布和电压出现波动的次
5、数以及照明灯具的类型等许多 因素有关。 二、产生的原因及危害 1.环境：雷电感应电压、输变电站大型开关的开合、邻居大型负载的启停，都会伴随有闪变进入用 电系统。其中环境因素产生的闪变约占系统闪变总量的 20%30% 2.用电系统内部：用电系统内部产生的闪变约占系统闪变总量的 70%80%，任何负载的启停和运 行都会有大量的闪变产生，并回馈到本身的用电系统中。大的负荷启停和运行过程中产生的闪变还会影 响到邻居用户及电网。 3.电弧放电:电弧放电也是闪变的一个主要来源，它可能是由于不良和松动的电气连接引起，或有陈 旧、不干净的电刷引起。由电弧放电所产生的高频电压尖峰脉冲，会通过设备线路扩散，影响到
6、整个系统。 三、抑制闪变的措施 随着我国各种产业的迅速发展，现代电力系统规模日益扩大，对电网运行的可靠性要求越来越高。 在电力负荷中，有相当一部分属于感性负荷，这些负荷投入运行后除了消耗大量的无功之外还要吸收大 量的无功。负荷补偿是指在靠近负荷处对单个或一组负荷的无功功率进行补偿，在负荷对于无功功率的 需求不断变化的情形下，电压调整就变成一件重要的事情。负荷对于无功需求的变化，会引起电源点电 压的变化。而补偿设备对于电源电压维持在预先规定的限度之内起着非常重要的作用。其目的是提高负 荷的功率因数，改善电压质量，减少或消除由于冲击性负荷、不对性负荷或非线性负荷等引起的电压波 动、电压闪变、三相电
7、压不平衡及电压和电流波形畸变等危害。 无功补偿是维持现代电力系统的稳定与经济运行所必需的，电力系统无功补偿包括单纯改善负荷性 能为目的的负荷补偿和以整个输电性能的改善和传输能力的提高为目标的输电补偿，安装无功补偿装置 是最常用的技术措施。 四、结论 电压波动和闪变主要是由具有波动性负荷的无功功率的波动引起的，所以，无功补偿可以抑制电压 波动和闪变。 电容器提供的无功与电压同时涨落，因此固定电容补偿扩大了电压闪变，其扩大效果虽容量加大而 加大；抑制闪变必须依靠现代化的无功电压补偿装置，基于电力电子技术发展起来的新型无功发生器能 实现连续、快速、双向的动态无功补偿；改善用电设备的特性对于抑制闪变的效果是有限的，通过供电 方式的改造，如假设专用线路等可以有效降低电压波动和闪变问题的严重程度，然而，这种方法通常需 要很高的代价，需要经过衡量投资与效益的关系来决定是否采用。在高压或中压用户的大功率波动性负 荷，其无功功率变动量是导致电压幅值波动的主要因素。
