XXXX電能質(zhì)量第二講波動(dòng)與閃變ppt課件

1、動(dòng)搖與閃變汪穎769429505.目 錄第一節(jié) 根本概念第二節(jié) 電壓動(dòng)搖第三節(jié) 閃變第四節(jié) 閃變的評(píng)價(jià)方法第五節(jié) 電弧爐用電特性分析第六節(jié) 電壓動(dòng)搖與閃變的丈量.第一節(jié) 根本概念一、方均根值電壓的變動(dòng)特性二、典型電壓變動(dòng)景象.一、方均根值電壓的變動(dòng)特性方均根電壓RMS Voltage電力網(wǎng)的瞬時(shí)值電壓u是隨時(shí)間t作周期性變化的。周期性非正弦波形的電壓，可以分解為基波調(diào)和波電壓，基波電壓的周期與非正弦電壓的周期一樣。工頻基波電壓的規(guī)范頻率為50Hz，周期為20ms。在工程上通常以電壓整周期的方均根值來(lái)衡量電壓的大小。.將工頻電壓的半周期分成N個(gè)等分點(diǎn)，每隔T/2N逐點(diǎn)取

2、電壓的瞬時(shí)值。設(shè)在kT/2N時(shí)辰電壓的瞬時(shí)值為uk，那么沿半周期內(nèi)瞬時(shí)電壓序列為u0,u1,u2,un-1，于是方均根電壓U的計(jì)算公式為：一、方均根值電壓的變動(dòng)特性.一、方均根值電壓的變動(dòng)特性放大某一處看方均根值.一、方均根值電壓的變動(dòng)特性方均根值電壓變動(dòng)特性U(t)是方均根電壓的時(shí)間函數(shù)，它是沿每基波半周期取方均根值順序逐點(diǎn)畫(huà)出的圖形。. . . . .0U1,U2,.,Uk為等間隔記錄的電壓方均根值?，F(xiàn)以電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)所引起的電壓方均根典型變動(dòng)曲線為例闡明這一變化關(guān)系。.一、方均根值電壓的變動(dòng)特性0.一、方均根值電壓的變動(dòng)特性0穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)值 ：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)終了后的穩(wěn)態(tài)電壓方均根值與額定電壓之間

3、的差。動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)值 ：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中相鄰兩點(diǎn)極值電壓之差。通常以標(biāo)稱電壓的相對(duì)百分?jǐn)?shù)來(lái)表示電壓變動(dòng)值：.0一、方均根值電壓的變動(dòng)特性相對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)值：相對(duì)動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)值：相對(duì)最大電壓變動(dòng)值：方均根值電壓的變動(dòng)是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中常出現(xiàn)的一種電壓質(zhì)量景象。IEC規(guī)范規(guī)定：在低壓民用電網(wǎng)中，相對(duì)穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)值 應(yīng)不超越3%；相對(duì)動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)值 超越3%的時(shí)間不應(yīng)超越200ms； 應(yīng)不超越4%。.一、方均根值電壓的變動(dòng)特性在當(dāng)代電力系統(tǒng)中，新型的功率沖擊性和動(dòng)搖性負(fù)荷越來(lái)越多，如煉鋼用電弧爐、由可控硅整流供電的軋鋼機(jī)、礦山卷?yè)P(yáng)機(jī)、電焊機(jī)、電力機(jī)車等，其功率高達(dá)幾萬(wàn)千瓦甚至十幾萬(wàn)千瓦。由于這類干擾性負(fù)荷

4、的功率因數(shù)普遍較低且無(wú)功功率變化量大，所以在其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)將引起公共銜接點(diǎn)PCC的電壓幅值大幅度快速變動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)能夠使同一電磁環(huán)境下的其他電氣設(shè)備不能正常任務(wù)。.二、典型電壓變動(dòng)景象1.電壓偏向電壓偏向=系統(tǒng)標(biāo)稱電壓電壓丈量值-系統(tǒng)標(biāo)稱電壓100%在一定的電力系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，由于總負(fù)荷或部分負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)形狀與特性的改動(dòng)，以及變壓器分接頭調(diào)整和電容器、電抗器投入或切除等緣由，負(fù)荷所需無(wú)功功率與配電系統(tǒng)提供的無(wú)功功率不平衡，從而導(dǎo)致供電電壓出現(xiàn)繼續(xù)性的逐漸偏離標(biāo)稱電壓的情況。這種電壓方均根的相對(duì)緩慢變動(dòng)也稱為長(zhǎng)期電壓變動(dòng)long duration variations，或穩(wěn)態(tài)電壓變動(dòng)。根據(jù)電壓丈量值相對(duì)系

5、統(tǒng)標(biāo)稱電壓的電壓正偏向與負(fù)偏向，還可以進(jìn)一步分為過(guò)電壓和欠電壓。.二、典型電壓變動(dòng)景象2.電壓動(dòng)搖由于動(dòng)搖性負(fù)荷在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中頻繁的從配電系統(tǒng)取用快速變動(dòng)電能，即出現(xiàn)沖擊性功率變化，呵斥公共銜接點(diǎn)電壓在短時(shí)間里急劇變動(dòng)，并明顯偏離標(biāo)稱電壓值IEEE相關(guān)文件中給出的典型電壓動(dòng)搖范圍為0.1%-7%,變化頻率小雨25Hz。相對(duì)電壓偏向而言，電壓動(dòng)搖也成為快速電壓變化，或動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)。這里仍以d 的大小作為電壓動(dòng)搖的量度。為了區(qū)分電壓動(dòng)搖和電壓偏向，在國(guó)家電能質(zhì)量規(guī)范中特別對(duì)電壓的動(dòng)搖性給出了定義，即方均根值電壓的變化速率不低于0.2%每秒。.二、典型電壓變動(dòng)景象3.電壓暫降與暫升當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路缺點(diǎn)或

6、由于大容量設(shè)備啟動(dòng)等，能夠呵斥供電母線甚至遠(yuǎn)方的供電母線電壓迅速下降，并且跌幅較大，后隨即上升，恢復(fù)至標(biāo)稱電壓的允許范圍，其典型繼續(xù)時(shí)間為0.5-30周波，下降幅度為標(biāo)稱電壓的90%-10%。這種景象又稱為短時(shí)欠電壓。.二、典型電壓變動(dòng)景象4.短時(shí)間電壓中斷當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路缺點(diǎn)時(shí)，缺點(diǎn)點(diǎn)維護(hù)動(dòng)作，供電端電壓迅速下降，其方均根值跌至小于0.1p.u.，經(jīng)一段時(shí)間后重合閘動(dòng)作勝利，重新恢復(fù)供電電壓至標(biāo)稱電壓允許范圍。這種過(guò)程稱為短時(shí)間電壓中斷。5.長(zhǎng)時(shí)間電壓中斷由于各種緣由，供電電壓迅速下降跌至零且長(zhǎng)時(shí)間不能恢復(fù)的景象，稱為長(zhǎng)時(shí)間電壓中斷，也泛稱斷電，是電壓變動(dòng)的一種極端情況。這種繼續(xù)性的長(zhǎng)時(shí)間電壓

7、中斷景象與上述電壓變動(dòng)情況有本質(zhì)性的區(qū)別。.二、典型電壓變動(dòng)景象電壓變動(dòng)細(xì)化分類圖.第二節(jié) 電壓動(dòng)搖一、電壓動(dòng)搖的含義二、動(dòng)搖性負(fù)荷對(duì)電壓特性的影響三、電壓動(dòng)搖限制.一、電壓動(dòng)搖的含義電壓動(dòng)搖Voltage Fluctuation定義為電壓方均根值一系列相對(duì)快速變動(dòng)或延續(xù)改動(dòng)的景象。這種景象將對(duì)周邊其他負(fù)荷正常運(yùn)轉(zhuǎn)呵斥危害和影響。其中最突出的是引起照亮堂度的閃爍和對(duì)人視覺(jué)的影響。其變化周期，大于工頻周期。在配電系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)中，這種電壓動(dòng)搖景象又能夠多次出現(xiàn)，變化過(guò)程能夠是規(guī)那么的、不規(guī)那么的，或者是隨機(jī)的。這是一個(gè)由電弧爐引起的電壓動(dòng)搖，變動(dòng)明顯不規(guī)那么，試想一下，放大橫坐標(biāo)來(lái)看，電壓是騰躍形，斜

8、坡形還是準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)形呢？.一、電壓動(dòng)搖的含義a bc da為周期性等幅矩形電壓動(dòng)搖。例：?jiǎn)我蛔栊载?fù)荷投切引起的電壓動(dòng)搖。b一系列不規(guī)那么時(shí)間間隔階躍電壓動(dòng)搖。其電壓動(dòng)搖幅值能夠相等，或不等。例：多重負(fù)荷投切引起的電壓動(dòng)搖。c非全階躍式可明顯分別的電壓動(dòng)搖。例：非線性電阻負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的電壓動(dòng)搖。d一系列隨機(jī)的或延續(xù)電壓動(dòng)搖。例:循環(huán)的或隨機(jī)的功率動(dòng)搖負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)引起的電壓動(dòng)搖。.一、電壓動(dòng)搖的含義電壓動(dòng)搖的表示 為詳細(xì)描畫(huà)呵斥實(shí)踐電壓在短時(shí)間里較大幅度變動(dòng)的特征，將一系列電壓變動(dòng)值中的相鄰兩個(gè)極值之間的變化稱為一次電壓動(dòng)搖，把兩個(gè)相鄰極值之差稱為電壓動(dòng)搖值或動(dòng)搖大小。 實(shí)踐上，電壓動(dòng)搖表現(xiàn)為嚴(yán)重延續(xù)偏離

9、額定電壓，因此用一系列電壓方均根值的兩個(gè)極值之差，且用其相對(duì)值的百分?jǐn)?shù)表示： 通常以 d 的大小作為電壓動(dòng)搖的量度。.t基頻電壓有效值調(diào)幅波變化曲線相對(duì)電壓變動(dòng)特性.一、電壓動(dòng)搖的含義tt0載波電壓a相對(duì)電壓變動(dòng)特性b調(diào)幅波變化曲線vRMS的調(diào)幅波電壓vRMS的調(diào)幅波電壓v沿時(shí)間軸對(duì)被測(cè)電壓每半個(gè)周期求得一個(gè)方均根值并按時(shí)間軸順序陳列，即可籠統(tǒng)地看到延續(xù)的電壓動(dòng)搖的包絡(luò)線圖形.想象中的零軸50Hz工頻載波a電壓動(dòng)搖調(diào)制表示圖Udv00utb正弦調(diào)幅波電壓波形10Hz正弦調(diào)幅波t一、電壓動(dòng)搖的含義為了更直觀地表示，以下圖給出了被觀測(cè)電壓瞬時(shí)值的包絡(luò)線圖形。將恒定不變的工頻電壓看做載波，將動(dòng)搖電壓

10、看做調(diào)幅波，b中的虛線表示工頻載波電壓峰值的平均電平線，假設(shè)以此為零軸，該圖反響了低頻10Hz正弦調(diào)幅波的變化。.一、電壓動(dòng)搖的含義如上所述，電壓動(dòng)搖的頻度是分析電壓方均根值變化特性的另一個(gè)重要目的。我們把單位時(shí)間內(nèi)電壓動(dòng)搖的次數(shù)稱為電壓動(dòng)搖的頻度 r ，普通以分或秒作為頻度的單位。請(qǐng)問(wèn)上頁(yè)圖所示的電壓動(dòng)搖的頻度是多少？上頁(yè)圖所示的10Hz動(dòng)搖電壓，其電壓動(dòng)搖值為調(diào)幅波的峰谷差值，動(dòng)搖頻度為20次/秒。因此，延續(xù)電壓動(dòng)搖的頻度為調(diào)幅波頻率fF的2倍，表示為：次/秒次/min或.一、電壓動(dòng)搖的含義0在這個(gè)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的例子里：在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)一次的過(guò)程中，其供電電壓實(shí)踐發(fā)生了由高到低后又上升的2次電壓

11、變動(dòng)。但是作為動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)事件，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)一次應(yīng)算作一次動(dòng)態(tài)電壓變動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)，或如電弧爐和間歇性通電的負(fù)荷任務(wù)時(shí)，那么會(huì)出現(xiàn)一系列的電壓變動(dòng)。.二、動(dòng)搖性負(fù)荷對(duì)電壓特性的影響引起電壓動(dòng)搖的緣由是多種多樣的：配電系統(tǒng)發(fā)生的短路缺點(diǎn)或開(kāi)關(guān)操作無(wú)功功率補(bǔ)償安裝大型整流設(shè)備的投切但是，頻繁發(fā)生且繼續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的電壓動(dòng)搖更多是由功率沖擊性動(dòng)搖負(fù)荷的任務(wù)形狀變化所致。由于動(dòng)搖性負(fù)荷的功率因數(shù)低，無(wú)功功率變動(dòng)量也相對(duì)較大，并且其功率變化的過(guò)程快，因此在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，可以以為動(dòng)搖性負(fù)荷是引起供電電壓動(dòng)搖的主要緣由。.二、動(dòng)搖性負(fù)荷對(duì)電壓特性的影響動(dòng)搖性負(fù)荷可以分為兩大類：1由于頻繁啟動(dòng)和間歇通電時(shí)，常引

12、起電壓按一定規(guī)律周期變動(dòng)的負(fù)荷。例如，軋鋼機(jī)和絞車，電動(dòng)機(jī)，電焊機(jī)等。2引起供電點(diǎn)出現(xiàn)延續(xù)的不規(guī)那么的隨機(jī)電壓變動(dòng)的負(fù)荷。例如，煉鋼電弧爐等。.三、電壓動(dòng)搖限值 從前面的引見(jiàn)知，供電電壓的動(dòng)搖對(duì)用電設(shè)備和系統(tǒng)平安運(yùn)轉(zhuǎn)的影響主要決議于動(dòng)搖值的大小和變動(dòng)的頻度。 國(guó)標(biāo)中以典型的電弧爐負(fù)荷為對(duì)象設(shè)定了電壓動(dòng)搖的極限值實(shí)踐上，電壓動(dòng)搖限值很少考核，而代之以閃變值作為主要目的。 變動(dòng)頻度r波動(dòng)限值 d（） 變動(dòng)頻度r波動(dòng)限值 d（）LV、MVHVLV、MVHV r14310 r10021.51r1032.5100 r10001.251各級(jí)電網(wǎng)電壓動(dòng)搖限值表.第三節(jié) 閃變一、根本概念與定義二、閃變視覺(jué)系統(tǒng)

13、模型.一、根本概念與定義影響：電壓動(dòng)搖會(huì)引起部分電氣設(shè)備不能正常任務(wù)。普通來(lái)說(shuō)，對(duì)電子計(jì)算機(jī)和控制設(shè)備不需求特別去關(guān)注在商用和民用建筑的照明設(shè)備中，白熾燈占有相當(dāng)大的數(shù)量，電壓的動(dòng)搖會(huì)呵斥白熾燈光明顯閃爍，嚴(yán)重時(shí)使人眼難以忍受，為此，選白熾燈的工況作為判別電壓動(dòng)搖值能否能被接受的根據(jù)。電壓變動(dòng)值d 在10%左右反復(fù)變動(dòng)頻率r 在5-15Hz白熾燈呵斥令人煩惱的燈光閃爍嚴(yán)重時(shí)，刺激人的視感神經(jīng)使人們難以忍受而心情焦躁.一、根本概念與定義 因此，在研討電壓動(dòng)搖帶來(lái)的影響時(shí)，通常選白熾燈光照設(shè)備受影響的程度作為判別電壓動(dòng)搖能否能被接受的根據(jù)。閃變：電光源的電壓動(dòng)搖呵斥燈光照度不穩(wěn)定的人眼視感反響。換

14、言之，閃變反映了電壓動(dòng)搖引起的燈光閃爍對(duì)人視感產(chǎn)生的影響。留意：不斷以來(lái)，人們習(xí)慣運(yùn)用電壓閃變Voltage Flicker一次替代閃變。嚴(yán)厲地講，閃變是電壓動(dòng)搖引起的有害結(jié)果，是指人對(duì)照度動(dòng)搖的客觀視覺(jué)反映，它不屬于電磁景象。.一、根本概念與定義同一察看者反復(fù)進(jìn)展閃變實(shí)驗(yàn)不同察看者閃變視感程度進(jìn)展抽樣調(diào)查統(tǒng)計(jì)分析找出相互間有規(guī)律的關(guān)系曲線利用函數(shù)逼近的方法獲得閃變特性的近似數(shù)學(xué)描畫(huà)閃變的評(píng)價(jià)方法不是經(jīng)過(guò)純數(shù)學(xué)推導(dǎo)與實(shí)際證明得到，而是經(jīng)過(guò)察看者的實(shí)驗(yàn)得到：.1.閃變覺(jué)察率F 根據(jù)IEC引薦的實(shí)驗(yàn)條件，采用不同波形、頻度、幅值的調(diào)幅波工頻電壓為載波向工頻230V、60W白熾燈供電照明，并對(duì)察看者

15、的閃變視感實(shí)驗(yàn)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)可得到有明顯覺(jué)察和難以忍受者的數(shù)量占察看者總數(shù)量的比，即 式中，A沒(méi)有覺(jué)察的人數(shù) B略有覺(jué)察的人數(shù) C有明顯覺(jué)察的人數(shù) D難以忍受的人數(shù)。 假設(shè)該比值超越50%，闡明半數(shù)以上的實(shí)驗(yàn)察看者有明顯的或難以忍受的視覺(jué)反映，假設(shè)把F%大于50%定為閃變限值，那么對(duì)應(yīng)的電壓變動(dòng)值為該實(shí)驗(yàn)條件下電壓動(dòng)搖允許值。.2.瞬時(shí)閃變視感度S(t)為反映人的瞬時(shí)閃變覺(jué)得程度，用閃變強(qiáng)弱的瞬時(shí)值隨時(shí)間變化來(lái)描畫(huà)，即瞬時(shí)閃變視感度S(t)。S(t)是電壓動(dòng)搖的頻度、波形、大小等綜協(xié)作用的結(jié)果，其隨時(shí)間變化的曲線是對(duì)閃變?cè)u(píng)價(jià)衡量的根據(jù)。規(guī)定閃變覺(jué)察率F=50%為瞬時(shí)閃變視感度的衡量單位對(duì)應(yīng)S(t)=

16、1覺(jué)察單位例：假設(shè)S(t)1覺(jué)察單位，闡明實(shí)驗(yàn)察看者中有更多的人對(duì)燈光閃爍有明顯覺(jué)得，那么規(guī)定為對(duì)應(yīng)閃變不允許程度。.3.視感度頻率特性系數(shù)K(f)經(jīng)過(guò)閃變實(shí)驗(yàn)研討，人對(duì)閃變的視覺(jué)反映還與照度動(dòng)搖的頻率特性有關(guān)，其頻譜分布規(guī)律可概括為以下幾點(diǎn)： 1閃變的普通覺(jué)察頻率范圍：125Hz2閃變的最大覺(jué)察頻率范圍：0.05-35Hz其上下限值稱為截止頻率，上限又稱為停閃頻率，即高于這一頻率的閃變?nèi)搜凼怯X(jué)得不到的3閃變的敏感頻率范圍：612Hz4閃變的最大敏感頻率：8.8Hz.3.視感度頻率特性系數(shù)K(f)為了從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)電壓動(dòng)搖引起的人對(duì)照度動(dòng)搖的頻率特性，引入了視感度系數(shù)K(f)，它是在S(t)=1

17、覺(jué)察單位下，最小電壓動(dòng)搖值與各頻率電壓變動(dòng)值的比,即：S(t)=1覺(jué)察單位的頻率為 f 的正弦電壓動(dòng)搖值S(t)=1覺(jué)察單位的8.8Hz正弦電壓動(dòng)搖值K( f )=.4.波形因數(shù)Rf經(jīng)過(guò)閃變實(shí)驗(yàn)，人們還發(fā)現(xiàn)，周期性或近于周期性的電壓變動(dòng)對(duì)照度的影響大，而且不同波形的電壓動(dòng)搖引起的閃變反映也是不同的。經(jīng)過(guò)對(duì)一樣頻率的兩種不同波形例如，正弦波調(diào)幅波和矩形調(diào)幅波的電壓動(dòng)搖做比較，可以計(jì)算出波形因數(shù)：S(t)=1覺(jué)察單位的矩形電壓動(dòng)搖值S(t)=1覺(jué)察單位的正弦電壓動(dòng)搖值R( f )=利用上式，對(duì)矩形和正弦波調(diào)幅波電壓做比較可知，以最大敏感頻率8.8Hz為對(duì)比起點(diǎn)，當(dāng)頻率9Hz時(shí)，矩形波的諧波分量比其

18、基波分量對(duì)閃變影響更大。見(jiàn)P46表3-1，“視感度S=1覺(jué)察單位的電壓動(dòng)搖.4.波形因數(shù)Rf例如頻率在1Hz時(shí)，查表31后可計(jì)算出波形因數(shù)： Rf=1.43/0.47=3.04意味著同樣影響下矩形波對(duì)應(yīng)的電壓動(dòng)搖值更小。 反之當(dāng)頻率9Hz時(shí)，Rf約等于1.27不變，闡明矩形波所含頻次n*9Hz諧波比其基波(9Hz)對(duì)閃變影響要小。由實(shí)驗(yàn)得到的視感度S=1覺(jué)察單位的電壓動(dòng)搖數(shù)據(jù)見(jiàn)表31還可描畫(huà)出兩種動(dòng)搖電壓波形與頻度的關(guān)系曲線，如圖33所示。 .5.燈眼腦反響鏈的數(shù)學(xué)描畫(huà) 從對(duì)閃變視感機(jī)理的實(shí)際分析和本質(zhì)認(rèn)識(shí)出發(fā)，尋求一種較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)表述方法是必要的。根本思緒： 1電壓動(dòng)搖的呼應(yīng)特性；2人眼的

19、感光反映才干；3大腦的記憶存儲(chǔ)效應(yīng)三方面的近似數(shù)學(xué)描畫(huà)，即可得到人的閃變視覺(jué)系統(tǒng)模型。詳細(xì)方法：經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的視感度頻率特性曲線Kf它是以上三方面的綜合反映的數(shù)學(xué)分段逼近與描畫(huà)，從而獲得燈-眼-腦環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。一方面使我們對(duì)人的客觀視覺(jué)對(duì)照度動(dòng)搖電壓動(dòng)搖引起呼應(yīng)的實(shí)際認(rèn)識(shí)有所提高，另一方面也為閃變數(shù)字丈量提供了較為通用的計(jì)算方法。.5.燈-眼-腦反響鏈的傳送函數(shù) 根據(jù)表31和K(f)-頻率曲線，將Kf作出的燈-眼-腦環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)頻率特性曲線用5條直線和漸近線逼近，或者說(shuō)用5個(gè)典型控制環(huán)節(jié)的對(duì)數(shù)幅頻特性之和表示，即 進(jìn)而可以導(dǎo)出燈-眼-腦環(huán)節(jié)的傳送函數(shù)表達(dá)式，知視感度頻率特性系統(tǒng)K(f)，可

20、用拉普拉斯變換復(fù)變量s表示成傳送函數(shù)K(s)的方式，并且多采用幅頻特性：.5.燈-眼-腦反響鏈的傳送函數(shù).第四節(jié) 閃變的評(píng)價(jià)方法一、電壓動(dòng)搖與閃變的原因和危害二、閃變程度評(píng)價(jià)與干擾限制值三、閃變嚴(yán)重度簡(jiǎn)捷預(yù)測(cè)算法.一、電壓動(dòng)搖與閃變的原因和危害電壓動(dòng)搖與閃變的原因各種類型的大功率動(dòng)搖性負(fù)荷投運(yùn)引起由于配電線路短時(shí)間承載過(guò)重，饋電終端的電壓調(diào)整才干很弱等緣由，難以保證電壓穩(wěn)定.一、電壓動(dòng)搖與閃變的原因和危害電壓動(dòng)搖與閃變的詳細(xì)危害引起車間、任務(wù)室和生活居室等場(chǎng)所的照明燈光閃爍，降低任務(wù)效率和生活質(zhì)量。呵斥直接與交流電源相連的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，時(shí)而加速時(shí)而制動(dòng)，影響產(chǎn)質(zhì)量量。對(duì)電壓動(dòng)搖較敏感的工

21、藝過(guò)程或?qū)嶒?yàn)結(jié)果產(chǎn)生不良影響。電視機(jī)畫(huà)面亮度頻繁變化以及垂直和程度幅度搖動(dòng)。導(dǎo)致電子儀器和設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)控制消費(fèi)線以及辦公自動(dòng)化設(shè)備等任務(wù)不正常，或遭到損壞。導(dǎo)致以電壓相位角為控制指令的系統(tǒng)控制功能紊亂，致使電力電子換流器換相失敗等。123456.一、電壓動(dòng)搖與閃變的原因和危害電壓動(dòng)搖除了會(huì)使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻，危害系統(tǒng)本身的平安運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還會(huì)直接影響消費(fèi)企業(yè)的產(chǎn)質(zhì)量量，呵斥人眼疲勞，降低人們的任務(wù)效率等。順便指出，動(dòng)搖性負(fù)荷除了會(huì)產(chǎn)生以上總結(jié)的閃變危害之外，由于本身的任務(wù)特點(diǎn)所決議，還會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，并且由于其三相嚴(yán)重不對(duì)稱帶來(lái)的負(fù)序分量，同樣會(huì)危及供電系統(tǒng)的平安穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。.二、閃變

22、程度評(píng)價(jià)與干擾限制值在電力輸配過(guò)程中，既要限制電壓動(dòng)搖也要限制閃變，并且將限制發(fā)生閃變干擾放在首位。UIE/IEC建議在進(jìn)展閃變監(jiān)測(cè)時(shí)，對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)周期時(shí)間較長(zhǎng)一類的動(dòng)搖性負(fù)荷如電弧爐等普通用短時(shí)間閃變強(qiáng)弱和整個(gè)任務(wù)周期1h-7天的閃變嚴(yán)重度，分別用來(lái)確定一段時(shí)間1-15min的閃變強(qiáng)弱和整個(gè)任務(wù)周期1h-7天的閃變嚴(yán)重度，并且給出了閃變?cè)u(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)方法和丈量方法。.二、閃變程度評(píng)價(jià)與干擾限制值短時(shí)間閃變值和長(zhǎng)時(shí)間閃變值 它們是衡量閃變的基準(zhǔn)，分別用來(lái)確定短時(shí)間1-15分鐘的閃變強(qiáng)弱和整個(gè)任務(wù)周期1小時(shí)-7天的閃變嚴(yán)重度，因此是反映電壓動(dòng)搖的統(tǒng)計(jì)特征量。其科學(xué)性和正確性曾經(jīng)得到國(guó)際的普遍認(rèn)可和運(yùn)用I

23、EC作為丈量規(guī)范曾經(jīng)公布，IEEE正在效仿實(shí)施。.二、閃變程度評(píng)價(jià)與干擾限制值1.短時(shí)間閃變程度值Pst在察看期內(nèi)如取典型值Tshort=10min，對(duì)瞬時(shí)閃變視感度S(t)作遞增分級(jí)處置規(guī)范規(guī)定，實(shí)踐分級(jí)應(yīng)不小于64級(jí)，并計(jì)算各級(jí)瞬時(shí)閃變視感程度所占總檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)度之比也稱為時(shí)間-程度統(tǒng)計(jì)法，可獲得概率直方圖。進(jìn)而采用IEC引薦的累積概率函數(shù)CPF，即程度分級(jí)形狀時(shí)間計(jì)算法，對(duì)該段時(shí)間的閃變嚴(yán)重度作出評(píng)定。.A/D采樣頻率t1t2t3t4t5500010000150002.0101.681.471.261.050.840.630.420.211.890t (次)級(jí)p.u.St1.短時(shí)間閃變程度

24、值Pst 以圖34為例給出一計(jì)算例如引見(jiàn).圖中所示為某一察看時(shí)間段如10min內(nèi)等間隔測(cè)算到的15000個(gè)數(shù)據(jù)所描畫(huà)的瞬時(shí)閃變視感度S(t)變化曲線.為簡(jiǎn)要闡明時(shí)間程度統(tǒng)計(jì)方法,將該變化曲線等分為10級(jí)。例如S(t)在2p.u范圍,那么每級(jí)級(jí)差為2p.u/10=0.2p.u。.A/D采樣頻率t1t2t3t4t5500010000150002.0101.681.471.261.050.840.630.420.211.890t (次)級(jí)p.u.St1.短時(shí)間閃變程度值Pst圖中給出第7級(jí)(1.2p.u-1.4p.u)統(tǒng)計(jì)計(jì)算例如.假設(shè),處于第7級(jí)的時(shí)間總和次數(shù):在總時(shí)間中第7級(jí)所占概率分布那么為.

25、1.短時(shí)間閃變程度值Pst統(tǒng)計(jì)特征量計(jì)算例如：依次對(duì)其他9級(jí)進(jìn)展同樣統(tǒng)計(jì)計(jì)算，可給出概率分布直方圖。對(duì)概率分布直方圖做概率累加計(jì)算，可得到累積概率函數(shù)圖形。0.10.30.50.70.91.11.31.51.71.9123456789100.1.30.70.91.11.31.51.1.9356710010203040507500500025000050100級(jí)Stp.u.(次)Pk.u.29297以上各級(jí)概率之和累積概率函數(shù)CPF所表現(xiàn)的是St變量處在某一確定范圍內(nèi)的能夠性有多大。即S(t)的概率分布函數(shù)。實(shí)踐運(yùn)用中可不用畫(huà)出CPF曲線。.1.短時(shí)間閃變程度值Pst研討闡明，對(duì)于不同類型的供電

26、電壓干擾采用多點(diǎn)測(cè)定算法可以更準(zhǔn)確地反映閃變的嚴(yán)重程度。實(shí)踐運(yùn)用時(shí)常用5個(gè)概率分布pk測(cè)定值計(jì)算出短時(shí)間10min閃變平滑估計(jì)值Pst，Pst表示實(shí)踐檢測(cè)到的短時(shí)閃變程度嚴(yán)重度。其近似計(jì)算公式為：式中，上式中，5個(gè)測(cè)定值 分別為10min內(nèi)超越0.1%、1%、3%、10%和50%時(shí)間比的概率分布程度pk 。.1.短時(shí)間閃變程度值Pst例如，當(dāng)調(diào)幅波為穩(wěn)定的周期性矩形電壓變化時(shí)，上式中 相等。并且有 。代入上式，有可近似寫(xiě)為從表3-1和圖3-3中，曲線下凹的最低點(diǎn)是在動(dòng)搖頻度r=1056次/min，對(duì)應(yīng)調(diào)幅波基波頻率fF=8.8Hz這一點(diǎn)。它表示在S(t)=1覺(jué)察單位，對(duì)于周期性矩形電壓動(dòng)搖，相

27、對(duì)電壓動(dòng)搖值最小，d=0.199%。又當(dāng)， fF=8.8Hz時(shí)， d=0.29%，覺(jué)察率F=80%、 S(t)=2覺(jué)察單位，Pst=1 。.2.長(zhǎng)時(shí)間閃變程度值Plt長(zhǎng)時(shí)間閃變的統(tǒng)計(jì)時(shí)間需在1h以上，國(guó)標(biāo)中規(guī)定為2h。在2h或更長(zhǎng)時(shí)間測(cè)得并作出的累計(jì)概率統(tǒng)計(jì)曲線CPF中，將瞬時(shí)閃變視感度不超越99%概率的短時(shí)間閃變值Pst用符號(hào)Pst，99%表示或超越1%時(shí)間的Pst值用符號(hào)P1表示作為長(zhǎng)時(shí)間閃變程度值Plt ：在實(shí)踐處置時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間閃變值還可以根據(jù)詳細(xì)情況，分別利用4中不同的計(jì)算方法來(lái)處置。.2.長(zhǎng)時(shí)間閃變程度值Plt在實(shí)踐處置時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間閃變值還可以根據(jù)詳細(xì)情況，分別利用4中不同的計(jì)算方法來(lái)處

28、置。1仍利用長(zhǎng)時(shí)間CPF進(jìn)展多點(diǎn)計(jì)算和分析。2有些專家主張以95%概率替代99%概率，以放寬對(duì)電能質(zhì)量的要求，使之更符合實(shí)踐，將上頁(yè)公式略微修正為：并利用大型電弧爐在其供電點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)總結(jié)的閱歷公式做簡(jiǎn)化計(jì)算：.2.長(zhǎng)時(shí)間閃變程度值Plt3對(duì)于電弧爐等類型的負(fù)荷所引起的閃變，至少需觀測(cè)一星期才干做出全面評(píng)定，在整個(gè)閃變觀測(cè)終了時(shí)，方能給出Pst和Plt兩項(xiàng)目的。詳細(xì)處置時(shí)辰在每天保管的Pst中取出第3大值Pst，3max作為Plt值，即4UIE/IEC引薦的計(jì)算式與上述算法不同。它規(guī)定對(duì)于已順序測(cè)得的N個(gè)10min短時(shí)間閃變值Pst，kk=1，2，3，N數(shù)據(jù)，長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt可由這N個(gè) 的立

29、方和求根得到： .1.同一供電母線上 Pst 的合成3.閃變干擾限制值n個(gè)動(dòng)搖性負(fù)荷各自引起的閃變及背景閃變?cè)谕还补╇娔妇€上產(chǎn)生的pst合成算式的普通方式為：其中，m的值取決于主要閃變的性質(zhì)及其工況的重疊能夠性：m=1用于動(dòng)搖性負(fù)荷引起電壓變動(dòng)同時(shí)發(fā)生重疊率很高的工況；m=2用于隨機(jī)動(dòng)搖性負(fù)荷引起電壓變動(dòng)同時(shí)發(fā)生的工況如：熔化期重疊的電弧爐；m=3用于動(dòng)搖性負(fù)荷引起的電壓變動(dòng)同時(shí)發(fā)生的能夠較小的工況；m=4僅用于熔化期不重疊的電弧爐所引起的電壓變動(dòng)合成。.2. 供電系統(tǒng)各電壓級(jí)間Pst的傳送廣義的閃變包括電壓動(dòng)搖，限制閃變干擾包括限制電壓變動(dòng)幅值和變動(dòng)頻度及其影響。IEC在制定閃變規(guī)范中，

30、將供電系統(tǒng)電壓分為高壓HV、中壓MV和低壓LV三級(jí)。對(duì)于超高壓EHVUN230kV的輸電系統(tǒng)的閃變規(guī)范，那么與高壓HV規(guī)定的閃變規(guī)范一樣。詳細(xì)規(guī)范如下：.1、低壓，普通指 的低壓配電網(wǎng)；2、中壓，指 的配電網(wǎng)；3、高壓，指 的大型用戶的高壓供電和地域性銜接的高壓配電網(wǎng)。閃變干擾在各級(jí)電力網(wǎng)的傳送，遵照非常簡(jiǎn)單的規(guī)律： 1高壓傳送至中壓和低壓的傳送系數(shù) 和 稍低于1，普通取0.81；而由中壓傳送至低壓的傳送系數(shù) 那么接近于1，典型值為 。 2由于高壓級(jí)電力網(wǎng)的短路容量較大，由低壓級(jí)的閃變干擾傳送至高電壓級(jí)的作用實(shí)踐上可以忽略，因此，低壓傳送至中壓及由中壓傳送至高壓的傳送系數(shù)等于0。2. 供電系統(tǒng)

31、各電壓級(jí)間Pst的傳送. 如上圖的供電系統(tǒng)，兩個(gè)電弧爐A和B分別接在A、B兩個(gè)供電母線上。假定知這兩個(gè)電弧爐產(chǎn)生的閃變干擾值為：?jiǎn)为?dú)由電弧爐A在供電母線A上產(chǎn)生的閃變干擾值為PstA；單獨(dú)由電弧爐B在供電母線B上產(chǎn)生的閃變干擾值為PstB。計(jì)算一個(gè)供電母線上的電弧爐，在另一供電母線上所產(chǎn)生的閃變干擾的傳送效應(yīng)。 2. 供電系統(tǒng)各電壓級(jí)間Pst的傳送. 為分析簡(jiǎn)化又不影響普通性，只需計(jì)算電弧爐B在供電母線A上產(chǎn)生的閃變PstBA，采用的算法是：將電弧爐B在母線B上產(chǎn)生的閃變PstB 乘以傳送系數(shù)成為傳送到母線A的閃變干擾PstBA 。在推倒臨近母線B上閃變干擾PstB傳送至供電母線A的等值閃變干

32、擾PstBA的計(jì)算公式時(shí)，先將上圖變化為下面的等值電路。2. 供電系統(tǒng)各電壓級(jí)間Pst的傳送PstB傳送至供電母線A的等值閃變擾動(dòng)PstBA，可按阻抗XA和XC上分壓計(jì)算，即：引入短路容量，按標(biāo)么值關(guān)系式可寫(xiě)為：， ，其中：PKAB表示供電點(diǎn)B短路時(shí)，A點(diǎn)流向B點(diǎn)的短路容量，MVA； PKAB供電點(diǎn)A短路時(shí)，B點(diǎn)流向A點(diǎn)的短路容量，MVA；PKA供電點(diǎn)A的短路容量，MVA。.根據(jù)前面的推導(dǎo)，可以得出：即：其中，TBA在母線B上產(chǎn)生的閃變干擾傳送至母線A的傳送系數(shù)。在前面引見(jiàn)的等值電路中， 于是由上面推導(dǎo)的算式可以算出 。同理可得 。由此可見(jiàn)，兩母線之間的傳送系數(shù)不同，必需詳細(xì)計(jì)算。這個(gè)例子的計(jì)

33、算結(jié)果為：傳送系數(shù) ；傳送系數(shù).4.電壓動(dòng)搖和閃變的計(jì)算方法 在普通供電系統(tǒng)中，電壓幅值的變化主要是由負(fù)荷無(wú)功變化引起的，但由于像電弧爐等有不規(guī)那么隨機(jī)特性的負(fù)荷，如何確定其無(wú)功功率的變化量很困難。 一種引薦的估算方法在前面引見(jiàn)了。結(jié)合給出的計(jì)算公式，下面再引見(jiàn)兩種簡(jiǎn)單適用的交流電弧爐能夠引起的電壓動(dòng)搖的估算方法。.所謂SCVD是指利用電弧爐在開(kāi)路和短路兩種工況下的電壓差與額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示電壓動(dòng)搖值，計(jì)算公式為式中，U0是電弧爐在三相開(kāi)路時(shí)的PCC點(diǎn)電壓 Ud是電弧爐在三相短路時(shí)的PCC點(diǎn)電壓 通常將該公式計(jì)算的結(jié)果稱之為短路壓降。1、短路壓降法.SCVD本質(zhì)上反響了交流電弧爐三相短

34、路容量與PCC點(diǎn)系統(tǒng)短路容量之比。閱歷闡明，導(dǎo)致電壓動(dòng)搖和閃變的任務(wù)電流的變化與電弧爐的短路容量有關(guān)。根據(jù)英國(guó)的閱歷闡明，SCVD又可表示為：其中，Sd1為電弧爐變壓器分接頭處于使電極電壓為最大檔位所對(duì)應(yīng)的電弧爐最大短路容量，MVA ; Sd為PCC點(diǎn)處供電系統(tǒng)全年最小短路容量，MVA。1、短路壓降法.算例：以典型的30t電弧爐的供電電路，如以下圖為例，請(qǐng)計(jì)算其短路電壓降，并判別該電弧爐負(fù)荷能否允許接入系統(tǒng)。舉例闡明1.解：假設(shè)電弧爐爐變?nèi)萘繛?8MVA，取計(jì)算基準(zhǔn)短路容量即SB=100MVA，那么以給定SB為基準(zhǔn)的電路各電抗的百分值分別為 ， ， ， 總電抗 。 由于容量 ，而且參考母線電壓

35、的標(biāo) 么值等于1，假設(shè)X以百分值表示，那么電弧爐的短路容量為.供電電路的短路容量為:于是可分別計(jì)算得出電弧爐的短路容量Sd1和供電系統(tǒng)的短路容量Sd為:由此可得斷路壓降：. 估算出的dmax對(duì)照規(guī)范規(guī)定的各電壓等級(jí)的允許范圍值如下表，可以看出，該電弧爐必需加裝補(bǔ)償安裝才允許接入電網(wǎng)。. 經(jīng)過(guò)在對(duì)電弧爐的功率圓圖分析可知，交流電弧爐無(wú)功沖擊量有最大值，因此，可以根據(jù)給定的電弧爐參數(shù)，首先計(jì)算出其最大無(wú)功功率沖擊值 ， 然后估算出短路壓降dmax，這種方法稱為最大無(wú)功功率變動(dòng)量法。2、最大無(wú)功功率變動(dòng)量法 假設(shè)以基準(zhǔn)容量SB來(lái)表示，那么:. 電弧爐最大無(wú)功功率沖擊值對(duì)應(yīng)最大電壓變動(dòng)量為： 當(dāng)知電弧

36、爐短路總電抗X0時(shí) : 電弧爐最大無(wú)功功率沖擊值對(duì)應(yīng)最大電壓變動(dòng)量為:與額定電壓的百分比即為電弧爐的短路壓降，于是有： .例：仍以上述的30t電弧爐參數(shù)為例，利用最大無(wú)功率沖擊值預(yù)測(cè)短路電壓降。解： 先將知數(shù)據(jù)代入前面的計(jì)算公式求得最大無(wú)功功率沖擊值為： 由上例知，在PCC處，X=Xs=17.1%，于是：舉例闡明2. 在電弧爐母線FB處，X=XS+XL=19.2%,于是： 同上例一樣，對(duì)照規(guī)范可以見(jiàn)，以上預(yù)估測(cè)算的兩處，最大電壓動(dòng)搖值都已超越允許值，這闡明，須加裝補(bǔ)償安裝才允許接入電網(wǎng)。. 需指出的是，以上兩種估算短路壓降的方法僅給出了判別將要投入供電系統(tǒng)的電弧爐能夠產(chǎn)生的電壓動(dòng)搖大小能否超越

37、允許值的方法。而實(shí)踐上由于閃變的嚴(yán)重與否還與電壓動(dòng)搖的波形和頻率有關(guān)，因此，還需直接根據(jù)閃變值來(lái)評(píng)定電弧爐對(duì)供電系統(tǒng)的影響。 下面給出短路壓降與閃變限制間的閱歷換算關(guān)系式： 短時(shí)間閃變值Pst與短路壓降dmax之間的換算式為：長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt與短路壓降dmax之間的換算式為：.第五節(jié) 電弧爐用電特性分析實(shí)際和實(shí)際分析闡明，交流電弧爐是供電系統(tǒng)各類功率動(dòng)搖性負(fù)荷中對(duì)電壓特性影響最大的負(fù)荷。其中煉鋼用電弧爐比其他用途如消費(fèi)磷化物、冶煉硅鐵等的電弧爐對(duì)供電電壓的干擾更大。煉鋼用交流電弧爐對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響主要包括有功功率和無(wú)功功率沖擊性快速變化引起的電壓動(dòng)搖和閃變，電弧電阻的非線性導(dǎo)致的電力

38、諧波畸變，以及三相負(fù)荷不對(duì)稱帶來(lái)的供電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)不平衡干擾等。.一、電弧爐的根本參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)周期加料 熔化期 斷電 氧化期 扒渣 復(fù)原期普通交流電弧爐的冶煉周期為3-8h，詳細(xì)時(shí)間取決于供電電壓高低、電弧爐容量噸位和冶煉資料及其工藝等。通常電弧爐的供電電壓為110kV或35kV，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)的電弧爐變壓器供電，二次側(cè)電極間電壓的典型值在100-600V之間，其中電極壓降為40V，電弧壓降約為12V/cm。電弧爐的運(yùn)轉(zhuǎn)周期包括三個(gè)階段：熔化期、氧化期和復(fù)原期。左圖給出了電弧爐負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)周期表示圖。熔化期的主要義務(wù)是使?fàn)t料迅速熔化。爐料進(jìn)入爐膛時(shí)整體呈圓桶狀或饅頭狀。通電起弧后，三相電極迅速插入爐料，爐料

39、熔化的液滴逐漸匯攏于爐底。熔化期約為0.5-2h，但在此期間耗費(fèi)的電能最大，約占一個(gè)投運(yùn)周期總耗電量的60%-70%。.加料 熔化期 斷電 氧化期 扒渣 復(fù)原期一、電弧爐的根本參數(shù)和運(yùn)轉(zhuǎn)周期氧化期的主要義務(wù)是脫磷及去氣、去夾雜。當(dāng)爐料全部熔化，溫度適宜普通為1570C時(shí)，經(jīng)過(guò)供氧脫碳，令鋼水沸騰，使其中的氣體和夾雜物上浮，并使鋼中磷的含量下降。復(fù)原期的主要義務(wù)和操作是脫氧、脫硫、調(diào)整溫度和調(diào)整成分。.二、電弧爐運(yùn)轉(zhuǎn)的電氣特性經(jīng)過(guò)對(duì)電弧爐運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的分析可知，其電氣特性有如下特點(diǎn)：1所耗費(fèi)的功率劇烈而快速，并且出現(xiàn)隨機(jī)性變化，它由煉鋼周期中的熔化過(guò)程和技術(shù)條件等要素決議。2電能質(zhì)量下降程度最大和時(shí)

40、變性最強(qiáng)的時(shí)辰發(fā)生在熔化期。3氧化和復(fù)原的精煉期電壓動(dòng)搖調(diào)和波含量顯著降低。4電能質(zhì)量的性質(zhì)和電能質(zhì)量下降的程度隨熔化期運(yùn)轉(zhuǎn)條件的不斷變化而有所不同，取決于電弧爐的容量和類型，熔化資料的成分和性質(zhì)。另外，煉鋼廠電弧爐臺(tái)數(shù)的多少對(duì)電能質(zhì)量呵斥的影響也會(huì)不同。.電弧爐運(yùn)轉(zhuǎn)引起的電能質(zhì)量沖擊的要素包括：1大電流電感支路。電弧爐大電流電感支路的感應(yīng)率是由大電流導(dǎo)體的幾何外形決議的。在實(shí)踐中導(dǎo)體的總幾何對(duì)稱性總會(huì)有偏向，又由于存在強(qiáng)磁場(chǎng)，它會(huì)引起不對(duì)稱互感系數(shù)。這個(gè)不對(duì)稱的互感系數(shù)將作為不同相的感抗，于是電弧爐變壓器二次側(cè)稱為不對(duì)稱負(fù)荷。2在電極與熔化的爐料間熄滅的電弧。使電能質(zhì)量降低的更主要的緣由是三

41、個(gè)自在熄滅的大電流電弧。首先這些電弧是非線性電阻性的，于是電弧熄滅時(shí)就產(chǎn)生了諧波電流。又由于石墨電極的陽(yáng)極和陰極的壓降不同，所以還存在偶次諧波。三個(gè)電弧在電氣上式不對(duì)稱的，故出現(xiàn)了零序性系統(tǒng)諧波。.如前所述，電壓動(dòng)搖大小與負(fù)荷的無(wú)功功率變動(dòng)量成正比。因此有必要首先分析電弧爐的功率變化規(guī)律，進(jìn)而推導(dǎo)出電弧爐無(wú)功功率變動(dòng)量最大值計(jì)算公式。這里，采用簡(jiǎn)化電弧爐供電等值電路單線圖。圖中U0為電弧爐空載時(shí)的供電電源開(kāi)路電壓；X0為電弧爐主電路的總阻抗：R為主電路的總阻抗，主要反映了時(shí)變電極的電阻，并且假設(shè)R為線性變化，P+jQ為主電路的復(fù)功率。設(shè)電弧爐的短路容量為：且知負(fù)荷的有功功率負(fù)荷無(wú)功功率為三、電

42、弧爐的功率變化圓圖.三、電弧爐的功率變化圓圖當(dāng)電弧爐三相電極與爐料構(gòu)成短路時(shí)，對(duì)應(yīng)圖中的D點(diǎn)，此時(shí)R=0，I=Id=U0/X0, P=0, 為電弧爐的短路容量。實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)在三相短路時(shí)功率因數(shù) ，其中 為短路時(shí)回路的阻抗角，對(duì)應(yīng)圖中的B點(diǎn)。 .三、電弧爐的功率變化圓圖當(dāng)弧熄時(shí)，對(duì)于圖中的0點(diǎn)。實(shí)際上，當(dāng) 時(shí)， ， 對(duì)應(yīng)圖中的F點(diǎn)。普通電弧爐的額定運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)選擇對(duì)應(yīng)圖中的A點(diǎn)為熔化期的額定運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)。 為額定運(yùn)轉(zhuǎn)的阻抗角，此時(shí)的功率因數(shù) 。.三、電弧爐的功率變化圓圖對(duì)照右圖來(lái)看，通常取 為最大無(wú)功功率變動(dòng)量 ，它等于三相電極短路時(shí)的無(wú)功功率 與熔化期額定運(yùn)轉(zhuǎn)點(diǎn)的無(wú)功功率 之差，即而 ， ，即可以得出實(shí)踐上，

43、 上式可以簡(jiǎn)化為：.三、電弧爐的功率變化圓圖經(jīng)過(guò)上述方法，獲得交流電弧爐無(wú)功功率沖擊量的最大值電極短路時(shí)無(wú)功功率-正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)功功率這一引薦方法在電弧爐負(fù)荷對(duì)電壓影響的工程實(shí)踐丈量和估算中是很有用的。.四、線性時(shí)變電弧電阻模型上述的研討闡明，能否準(zhǔn)確地建立電弧爐負(fù)荷模型是進(jìn)展電能質(zhì)量研討的重要先決條件。與以往的單相線性電弧爐模型不同，本節(jié)引見(jiàn)一種改良的三相非線性時(shí)變電弧電阻模型。這個(gè)模型是在對(duì)實(shí)踐u-i特性曲線分段線性化的根底上，根據(jù)電弧爐負(fù)荷耗費(fèi)的功率計(jì)算出時(shí)變電弧電阻的幅值。等值電弧電阻是以時(shí)間為自變量延續(xù)變化的隨機(jī)函數(shù)，所以選用電弧電阻不同的時(shí)變規(guī)那么替代弧長(zhǎng)不同的時(shí)變規(guī)那么，就可以實(shí)現(xiàn)

44、具有控制環(huán)節(jié)的電壓動(dòng)搖過(guò)程仿真。動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型那么思索了周期性變化規(guī)那么的電弧電阻。一旦建立了表示電弧電阻變化的模型，就可以評(píng)價(jià)不同供電系統(tǒng)中由于電弧爐運(yùn)轉(zhuǎn)呵斥電壓動(dòng)搖的結(jié)果。. 四、線性時(shí)變電弧電阻模型 其中，f 是閃變頻率；R1是與實(shí)踐電弧爐負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)條件相聯(lián)絡(luò)的恒定阻值，其值選擇是由弧長(zhǎng)的變化范圍及電弧爐負(fù)荷耗費(fèi)的功率決議的。 2、線性化求電弧恒定電阻 電弧弧長(zhǎng)通常在0 20cm 范圍變化，電弧爐耗費(fèi)的平均功率P = 42 MW。 為對(duì)電弧爐負(fù)荷進(jìn)展數(shù)值分析，需建立電弧爐的負(fù)荷模型，負(fù)荷模型可用功率、阻抗表示。這里引見(jiàn)一種改良的三相線性時(shí)變電弧電阻模型求取方法。 1、定義電弧電阻：. 對(duì)實(shí)踐

45、電弧爐 的v-i 特性曲線分段線性化，即列出以下圖曲線線性段OA 和 AB段的公式，電弧爐耗費(fèi)的功率是線性化曲線的面積。因此R1可求。四、線性時(shí)變電弧電阻模型 電弧阻抗模型確定之后，可得到用電弧爐阻抗模型表示的三相電弧爐系統(tǒng)等值電路，以及電弧爐系統(tǒng)方程，可對(duì)電弧爐引起的電壓動(dòng)搖進(jìn)展數(shù)值仿真分析。. 根據(jù)上述電弧爐系統(tǒng)方程，可用MATLAB對(duì)弧爐的電壓動(dòng)搖進(jìn)展動(dòng)態(tài)仿真。本例仿真結(jié)果如下所示。令 ， ，R1= RaARaB，以及R2=RaBRaC，整理可得電弧爐系統(tǒng)的方程為： 四、線性時(shí)變電弧電阻模型令 ，列寫(xiě)回路電壓方程，得到.電弧爐電壓、電流仿真結(jié)果.第六節(jié) 電壓動(dòng)搖和閃變的丈量一、電壓動(dòng)搖的

46、檢測(cè)方法 電壓動(dòng)搖與閃變的丈量是與評(píng)價(jià)規(guī)范嚴(yán)密相連的。目前，在我國(guó)的電能質(zhì)量規(guī)范中，關(guān)于電壓動(dòng)搖和閃變的內(nèi)容曾經(jīng)與IEC國(guó)際規(guī)范接軌，為此，本節(jié)主要引見(jiàn)IEC閃變丈量方法。.一、電壓動(dòng)搖的檢測(cè)方法 常用的電壓動(dòng)搖檢測(cè)方法有整流檢測(cè)法、有效值檢測(cè)法和同步檢測(cè)法。IEC引薦的閃變測(cè)丈量方法是同步檢測(cè)法。 為了檢測(cè)出電壓動(dòng)搖分量，通常可將電壓動(dòng)搖看成以工頻電壓為載波，其電壓的均方根值或峰值遭到以電壓動(dòng)搖分量為調(diào)制波的調(diào)制。對(duì)于任何波形的調(diào)幅波均可以看作是由各種頻率分量合成的。. 為了保證分析簡(jiǎn)化而又不失普通性，我們可以分析僅含單一頻率的調(diào)幅波對(duì)工頻載波的調(diào)制。 調(diào)制波解析式的普通表達(dá)式為：式中： U

47、m工頻載波電壓的幅值，V; wN工頻載波電壓的角頻率，Hz； v(wFt)調(diào)幅波電壓，V； wF調(diào)幅波電壓的角頻率，Hz。.假設(shè)調(diào)幅波電壓為單一頻率的正弦波形，那么 有：式中，m稱為幅值系數(shù)， ，要求m1，否那么將出現(xiàn)包絡(luò)線畸變。調(diào)幅波電壓幅值載波電壓幅值.按照同步檢測(cè)方法，可將調(diào)制波電壓自乘求平方，得： 可見(jiàn)，調(diào)制波電壓的平方項(xiàng)除了有直流成分外，含有以下頻率分量： 、 、 、 . 假設(shè)利用0.0535Hz的帶通濾波器濾除其中的直流分量和工頻及以上頻率的分量，且思索到，由于實(shí)踐上的調(diào)制指數(shù) ，存在的調(diào)幅波電壓的倍頻分量幅值遠(yuǎn)小于調(diào)幅波的幅值，可忽略不計(jì)。因此，濾波后便可實(shí)現(xiàn)解調(diào)，獲得近似加權(quán)的調(diào)幅波電壓 ，即： 知相對(duì)電壓變動(dòng)值為 ，且假定調(diào)幅波為正弦函數(shù)波形，那么有：.將上面兩式合并，可得用相對(duì)電壓動(dòng)搖d參量表示的表達(dá)式：.二、IE