电压波动与闪变的基本概念

如果您是电力系统工程师、电气设备维护人员或者相关专业的学生，应该注意到了有关电能质量的国家标准GB/T 12326-2008是有关电压波动和闪变的，那这两个参数的考核意义是什么？国家标准规定这两个参数如何计算、测量和考核？这篇文章带您全面了解电压波动和闪变的基本概念、重要性以及国家标准的规定。

01电压波动与闪变的基本概念

1电压波动

概念：

指电压有效值（RMS）在短时间内（通常≥0.5周波）的快速或连续变动，以变动幅值占标称电压的百分比表示。是物理现象。

变动频次：

电压变动频度，即单位时间内（1s）电压变动的次数，电压从小到大或从大到小，各算一次变动。两次连续的变动，一次正向一次负向，构成一个“周期”。例：1分钟1055次电压波动，相当于8.8Hz（计算方法：1055/60/2）的电压波动。

典型场景：

电弧炉熔化期、大型电机启动时电流冲击导致电网电压短时跌落。

2电压闪变

原因？

供电电压出现幅值波动现象

出现冲击电流时，公共配电网的阻抗将导致电压下降，从而引起白炽灯亮度发生变化。

例如家用电器：电冰箱、洗衣机等；

配电网负荷：电弧炉、轧机等

概念：

电压波动会引起照明灯光亮度变化，刺激人眼产生闪烁不适感的主观视感反应，非直接电磁现象。

是电压波动的一种特殊情况。

量化模型：

IEC 61000-4-15定义的“灯—眼—脑”模型（如电压变动0.5%、频率6.25次/秒时产生明显烦扰）。

02为何纳入电能质量考核？核心重要性分析

1对用电设备的直接危害

敏感设备失效：

照明系统：白炽灯对电压有效值的变化很敏感，电压波动±10%可缩短寿命70%或降低亮度34%。荧光灯对电压峰值的变化很敏感。

精密仪器：电压暂降导致PLC误动作、数据中心服务器宕机（如0.2秒暂降引发产线停机）。

电机与变压器损伤：

尽管不会造成损坏，但电压降低10%使电机转矩下降19%，电流激增加速绝缘老化。

2电网安全风险

谐振与保护误动：

波动引发谐波放大，导致继电保护误跳闸（如电弧炉负荷致配网谐振）。

能效损失：

电压波动增加线路损耗（电压降5%，线损增11%）。

3社会与经济效益

视觉健康：

闪变引发视觉疲劳、情绪烦躁（如咖啡厅灯光闪烁遭投诉）。

合规成本：

超限值将面临电网公司罚款或并网受限（新能源发电站需通过GB/T 12326测试）。

03国标测量方法、考核方法与限值规定（GB/T 12326-2008）

1测量方法

在所有电能质量参数中，闪变算法最复杂，此入门文章中就不再赘述。

IEC 61000-4-30要求，Pst（短闪）从UTC的10min计时点开始计算，标签采用绝对时间。

短闪趋势图

长闪Plt的观测时间为2小时（2h），由12个短时间闪变Pst（10min）计算，计算公式复杂不再赘述。

Fluke 1770系列仪器Plt测量-趋势记录采用滚动窗口法，从第12个10min计时点（2小时整点）开始得出结果，因此，前11个10min无数据：

2闪变限值

电力系统公共连接点处，在系统正常运行的最小方式下，以一周（168h）为测量周期，所有的长时间闪变值均要满足以下限值要求：

≤110kV 长时闪变限值（Plt）为1

＞110kV 长时闪变限值（Plt）为0.8

3考核方法

测量设备：A级电能质量分析仪（如Fluke 1775），采样率≥1MS/s捕捉瞬态电压波形。

数据统计：

公共连接点(PCC)：连续1周（168h）测量，取Plt最大值。

随机负荷：24h测量，结合95%概率值评估。

04治理措施与技术趋势

1源头抑制

动态无功补偿：SVG(响应<20ms)，平衡电弧炉冲击负荷。

线路改造：大功率设备独立供电（如咖啡厅电炸锅专线案例）。

其他：增加短路容量、减少无功的流动、限制电动机的启动电流。

2标准演进

国际协同：GB/T 12326-2008对齐IEC 61000-4-15，新增超高压（EHV）系统适用性。

智能监测：AI闪变预测模型+区块链存证，提升治理精准度（如2025版标准草案）。

05总结

电压波动与闪变作为电能质量核心参数，直接关联设备寿命、电网韧性及人体舒适度。国标GB/T 12326-2008通过分级限值与科学测量体系，为治理提供技术依据。未来需结合动态补偿与智能监测，实现“波动可测、闪变可控、风险可防”的优质供电目标。