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变频电源工程师如何能分清电压波动与电压闪变?

变频电源电压闪变与波动,两个形影不离的兄弟,经常一起出现在我们的视野中。闪变外向,我们可以从外表觉察到它的变化,而波动则偏内向,心理活动丰富。除此以外,它们之间还有什么不同之处呢?

变频电源电压波动 

变频电源电压波动是指电网内电压有规则的变动,或是变化幅度倍数在0.9~1间的随机变化。变频电源电压波动可以通过电压方均根值曲线来描述,电压变动d和电压电压变动频度r则是衡量变频电源电压波动大小和快慢的指标。变频电源电压波动d的定义表达式为 

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变频电源电压闪变 

闪变是人眼对灯光亮度变化所引起刺激的不稳定感。即,人对亮度变化的不适感。闪变严重度则由UIE-IEC闪变测量方法定义,以参数、

评估闪变烦扰强度。    

其中,短闪变是衡量短时间(目前若干分钟)内闪变强弱的一个统计量值,基本记录周期为10min;长闪变则由短时间闪变值推算出,反映长时间(若干小时)闪变强弱的量值,其基本记录周期为2h。 

变频电源工程师如何能分清电压波动与电压闪变?

图1 闪变测试仪简化原理框图

“平方一阶滤波”输出的反映了人的视觉对变频电源电压波动瞬时闪变感觉水平,进入“在线统计评价的

值是使用积累概率函数CPF的方法进行分析,如图2所示,做出CPF曲线。 

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图2 CPF曲线

  

由CPF曲线获得短时间闪变值

变频电源工程师如何能分清电压波动与电压闪变? 

分别为CPF曲线上等于0.1%、1%、3%、10%、50%时间的值。 长时间闪变严重度的观测时间为Tshort的整数倍N,N=12,观测时间为2h,由12个短时间闪变严重度值()计算 

变频电源工程师如何能分清电压波动与电压闪变? 

危    害 

照明灯光闪烁,引起人的视觉不适和疲劳,影响工效;  

电视机画面亮度变化,垂直和水平幅度摇动;  

电动机转速不均匀,影响产品质量;  

使电子仪器、电子计算机、自动控制设备等工作不正常;  

影响对变频电源电压波动较敏感的工艺或试验结果。

  

关    系  

闪变是变频电源电压波动的一种特殊情况,主要反应了电压频繁波动造成照明视觉的烦扰影响。

广义的闪变包括变频电源电压波动的全部有害作用,但不能以变频电源电压波动来代替闪变,因为闪变是人对照度波动的主观视感。  

在电力系统中具有冲击性功率的负荷(如轧机、电弧炉)时,电力网中的电压降将发生相应变化,导致变频电源电压波动。

变频电源电压波动使电能用户不能正常工作,在人民生活中最受影响的是白炽灯的闪变(flieker)。

频率在5~12Hz范围内的变频电源电压波动值,即使只有额定电压的1%,其引起的白炽灯照明的闪变,已足以使人感到不舒适,所以选白炽灯的工况作为判断变频电源电压波动值,把电压变动而引起人对灯闪的主观感觉叫“闪变”,如图3所示。


白炽灯的变频电源电压闪变

变频电源电压闪变又与常见的变频电源电压波动不同。  

变频电源电压闪变是指电压形上一种快速的上升及下降,而波动指电压的有效值以低于工频的频率快速或连续变动;  

闪变的特点是超高压 、瞬时态及高频次。

如果直观地从波形上理解,电压的波动可以造成波形的畸变、不对称,相邻峰值的变化等,但波形曲线是光滑连续的,而闪变更主要的是造成波形的毛刺及间断。

  

措    施  

通常采取的技术措施有:  

01

改进运行操作和工艺

电动机降压起动等技术措施,电弧炉电极升降的自动调节和将炉料中大的废钢铁块加以破碎等。

02

提高供电能力

架设专线将大容量冲击性负荷用户接至较高电压等级的供电系统。

03

安装补偿器

采用快速响应的静止无功补偿器或静止无功发生器对负荷波动进行实时动态补偿,是最常用的技术措施。

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