电压波动和闪烁检测

Yangtze Normal University,电磁兼容检测技术与应用,*,电磁兼容技术与应用,朱 斌,E-mail:,2489832893,电子信息工程学院,2014-2015,秋,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,2,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,3,4,5,6,5.1,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。,7,5.1,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,Voltage Flicker,）。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,8,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。,9,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）。,10,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：,125Hz,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：,612Hz,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：,11,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,12,5.1,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）：,13,5.1,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,d,c,、,相对动态电压变动值,d,d,、,相对最大电压变动值,d,max,：,IEC,相关标准规定：,d,c,不超过,3%,；,d,d,超过,3%,的持续时间小于,200ms,；,d,max,不超过,4%,。,(2),电压波动,1,、考核的指标及其限值,14,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,15,5.1,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,(Voltage fluctuation),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。,16,5.1,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（,P,st,1,）曲线,17,5.1,电压波动和闪烁检测的基础内容,2,、曲线,短时间闪变值,P,st,short term severity,，,P,st,衡量短时间（若干分钟）内闪变强弱的一个统计量值。,P,st,1,为闪变引起视感刺激性的通常限值。,长时间闪变值,P,lt,long term severity,，,P,lt,由短时间闪变值,P,st,推算出，反映长时间（若干小时）闪变强弱的量值。,18,5.1,电压波动和闪烁检测的基础内容,2,、曲线,闪变的评估方法,电压变动类型,P,st,评估方法,各种类型电压波动,(,在线评估,),直接测量,U,t,(t,),已确定的所有电压波动,仿真法，直接测量,周期性等间隔电压波动,利用,P,st,=1,曲线,电压变动间隔时间大于,1s,的电压波动,闪变时间分析法、仿真法、直接测量,19,5.1,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,P,st,和,P,lt,，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。,20,5.2,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。,21,5.2,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：,22,5.1,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。,23,5.2,电压波动和闪烁检测试验仪器配置,根据,IEC 61000-4-15,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,A1 IEC,闪变仪模型的简化框图,24,5.2,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。,25,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,26,5.2,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,A2 a),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。,27,图,A2,由,S,(t,),曲线作出的,CPF,曲线示例,累积概率函数,cumulative,probability,function,（,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),。,28,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,29,5.2,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,2 000mm,2 000mm,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,100mm25%,；,(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。,30,31,5.3,电压波动和闪烁检测方法及过程,1,、测量电路（单相）,32,5.3,电压波动和闪烁检测方法及过程,2,、标准运行条件和正常负载,33,5.3,电压波动和闪烁检测方法及过程,3,、试验判定标准,判定标准请查阅国标,GB/T 12326-2008,标准。,34,课后作业,P.72:1,2,35,Thank you!,36,