2023电能质量 电压暂升、电压暂降与短时中断

电能质量电压暂升、电压暂降与短时中断II目次1范围 12规性用件 13术和义 14电暂、压降短时断件计推指标 35电暂、压降短时断检测 56电暂、压降短时断监测 87电暂、压降短时断评估 9附录资性电忍曲线 10附录资性临离与降域 1211电能质量电压暂升、电压暂降与短时中断范围50Hz（GB/T17626.30电磁兼容试验和测量技术电能质量测量方法GB/T19862电能质量监测设备通用要求下列术语和定义适用于本文件。3.1电压暂升voltageswell电力系统中某点工频电压方\h均根值突然升高至1.1~1.8p.u.，并在短暂持续0.5周波~1min后恢复正常的现象。3.2电压暂升幅值magnitudeofvoltageswell电压暂升过程中记录的电压方均根值的最大值。3.3电压暂降voltagedip（sag）电力系统中某点工频电压方\h均根值突然降低至0.1~0.9p.u.，并在短暂持续0.5周波~1min后恢复正常的现象。3.4短时中断shortinterruption\h0.1p.u.0.5~1min3.5阈值threshold用于判断电压暂升、电压暂降或短时中断开始和结束而设定的电压幅值。3.6持续时间duration电压暂升、电压暂降或短时中断事件从起始到结束所用的时间。3.722相位跳变voltagephaseshift电压暂升或电压暂降事件发生时刻前后，电压和/或电流波形在时间轴上相对位置的突然变化，以角度或弧度表示。3.8频次frequency;occurrencefrequency一定时间内电压暂升、电压暂降或短时中断事件发生的次数。13.9半周波刷新电压方均根值RMSvoltagerefreshedeachhalf-cycleUrms(1/2)测量数据窗口为一周波的电压方均根测量值，每半个周波更新一次。3.10每周波刷新电压方均根值RMSvoltagerefreshedeachcycleUrms(1)测量数据窗口为一周波的电压方均根测量值，每个周波更新一次。3.11残余电压residualvoltageUres电压暂降或者短时中断过程中记录的电压方均根值的最小值。3.12电压暂降深度depthofvoltagedip标称电压与残余电压的差值，用百分数或标幺值表示。3.13系统平均方均根值变动频率指标（SARFI指标）SystemAverageRMSFrequencyIndex（（）3.14公称输入电压declaredinputvoltageUdin系统标称电压除以电压互感器变比后确定的电压值。3.15滑动参考电压slidingreferencevoltageUsr（[来源：GB/T32507-2016，2.8.20]3.16迟滞电压hysteresisvoltage起点电压阈值与终点电压阈值之间的差值。1：IEC60050注2：在电能质量测量中引进迟滞术语的目的是为了避免参数的幅值在阈值范围附近振荡时造成事件的多次统计。3.1733电压暂降起始角point-on-waveofdipinitiation暂降发生时刻电压的相位。[来源：GB/T39269—2020，3.8]（121发生次数；表2为在相应的残余电压和持续时间所对应的电压暂降（短时中断）事件发生次数。表1电压暂升事件统计表事件统计各持续时间对应的事件发生次数电压暂升幅值(U=Umax/Un)(%)0.01s＜t≤0.1s0.1s＜t≤0.25s0.25s＜t≤0.5s0.5s＜t≤1s1s＜t≤3s3s＜t≤10s10s＜t≤20s20s＜t≤60s180≥U≥170170＞U≥160160＞U≥150150＞U≥140140＞U≥130130＞U≥120120＞U≥1101min1min1min表2电压暂降与短时中断事件统计表事件统计各持续时间对应的事件发生次数电压暂降与短时中断残余电压(U=Ures/Un)(%)0.01s＜t≤0.1s0.1s＜t≤0.25s0.25s＜t≤0.5s0.5s＜t≤1s1s＜t≤3s3s＜t≤10s10s＜t≤20s20s＜t≤60s90≥U≥8080＞U≥7070＞U≥6060＞U≥5050＞U≥4040＞U≥3030＞U≥2020＞U≥1010＞U≥044注：注：对1min内发生的数次电压暂降（短时中断）事件应归并为一次进行统计，其残余电压应取为1min内数次电压暂降（短时中断）的最小残余电压，持续时间应取为1min内多次电压暂降（短时中断）持续时间之和。SARFI指标SARFISARFI。SARFIX本文件中SARFIX推荐采用以下两种形式，分别为利用事件影响用户数进行统计的SARFIXC和仅利用事件发生次数进行统计的SARFIXT，分别如公式（1）和公式（2）所示。

X

Ni (1)NT式中：X——180170160150140130120908070、60、50、40、30、20、10X%；X<100时，NiiX%（）X＞100时，NiiX%——式中：

SARFI

X

ND (2)DTX——180170160150140130120908070、60、50、40、30、20、10X%。当X<100时，N为监测时间段内残余电压小于X%的电压暂降（或短时中断）的发生次数；当X＞100时，N为监测时间段内暂升电压大于X%的电压暂升的发生次数；DT——监测时间段内的总天数；D——30365X%或X%DDT。SARFI-CURVESARFI-CURVEIT、SARFI-ITICSARFI-SEMICBEMA、ITIC围区域外部或SEMISARFI-CURVE指标。具体内容可参见附录A。55频次指标是指一定时间内电压暂升、电压暂降或短时中断事件分别发生的总次数。严重度指标反映事件对敏感设备和用户的干扰水平。结合设备耐受曲线进行事件严重度指标计算。单次事件的严重度指标Se定义如公式（3）所示：式中：

𝑈∗ −1𝑒 𝑒 𝑚𝑎𝑥 𝑈𝐶𝑈𝑅𝑉𝐸(𝑇)−1

1−𝑈∗或 或 𝑒 𝑟𝑒𝑠 1−𝑈𝐶𝑈𝑅𝑉𝐸(𝑇)

…………(3)Umax*——电压暂升幅值标幺值；Ures*——残余电压标幺值；UCURVE（T）——设备耐受曲线上对应持续时间T的事件电压暂升幅值或残余电压标幺值。能量指标反映暂升/暂降事件引起的能量增强/损失程度。单次事件的能量指标EI(EnergyIndex)如公式（4）所示：𝐸𝐼=

𝑇|1

𝑈(𝑡)2

𝑑𝑡 ………(4)(𝑈)|𝑛式中：U(t)——事件过程中t时刻对应的电压方均根值，单位为伏（V）；Un——标称电压，单位为伏（V）；T——事件持续时间，单位为毫秒（ms）。（Urms(1/2)）计算Urms（1/2）的公式（5）如下：Urms(1/2)式中：N ——

(k)

1N2i1N2i1(k1)(kNu2(i)N2u(i)——第i次被采样到的电压波形的瞬时值；K ——（k=1，2，3，…），（从样本1到样本1N11NN2 2（Urms(1)）66计算Urms（1）的公式（6）如下：1kN2Ni11kN2Ni1(k1)Nu(i)………(6)式中：N ——u(i)——第i次被采样到的电压波形的瞬时值；k ——被计算的窗口序号（k=1，2，3，…）,即第一个值是在一个周期内（从样本1到样本N1到样本2N(Umax)(Ures)(Ures)(Umax)UrmsUrmsUrmsUrms注1：对于多相系统测量，电压暂升持续时间的测量可能开始于其中一个通道，而结束于另一个通道。注2：电压暂升的包络曲线并不一定是矩形，对于一个给定的电压暂升，测量的持续时间取决于暂升阈值。注3：迟滞电压通常为Udin的2%。4：Udin110%。5：6：UrmsUdin和UresUdin的UrmsUrms注1：对于多相系统测量，电压暂降持续时间的测量可能开始于其中一个通道，而结束于另一个通道。注2：电压暂降的包络曲线并不一定是矩形，对于一个给定的电压暂降，测量的持续时间取决于暂降阈值。可使用多个暂降阈值（在电压暂降和电压中断阈值范围内设定）来估计电压暂降的包络曲线。注3：迟滞电压通常为Udin的2%。注4：在故障检修或统计分析中的应用，暂降阈值通常为固定参考电压的85％～90％。注5：残余电压通常对终端用户有用，同时因为残余电压是参考零电位，所以可能被优先加以利用。相比之下，深度通常对电气供应方有用，尤其是高压系统或者当使用滑动参考电压时。6：7：77注8：滑动参考电压的计算：1min滤波器计算滑动参考电压。滤波器计算公式(5)Usr(n)0.9967Usr(n-1)0.0033U(10)rms……….(7)式中：Usr(n)————滑动参考电压的前一个值；U(10)rms——10rms测量开始时，滑动参考电压的初始值设置为公称输入电压。滑动参考电压值每10个周期更新一次。如果某10周期带有标记，则滑动参考电压值不会更新，仍使用滑动参考电压的前一个值。UrmsUrmsUrmsUrms注：在多相系统中，其中一个或多个相电压的中断对于连接到该系统的单相用户来说意味着一次短时中断，即使这种情况并不能归为多相系统的短时中断。电压暂升的阈值一般设置为1.1p.u.，电压暂降的阈值一般设置为0.9p.u.，短时中断的阈值一般设置为0.1p.u.。Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）等于或Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）0.1p.uUrms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）Urms（1）Urms（1/2）88

n360o （8）N式中：——电压暂降起始角；n——暂降起始点到该点前第一个向上过零点之间的采样点数；N ——相位跳变的检测方式为暂降发生后第一个过零点相位φa和暂降发生前最后一个过零点相位φb之间的差值。其检测算法为：对于m点实测电压暂降信号，相位跳变可由下公式（9）计算而得：式中：

[nn(iNi i 1 2

N

,i

,m （9）i——暂降信号的第i个过零点的相位跳变值；ni——过零点的采样点序号；N——一个周期内的采样点数目。监测仪器根据性能不同分为两类，分别定义如下：A级性能——（ms（1/125.6kHz；S——Ums（1/）（Ums（10.5应根据具体应用场合来选择合适的仪器性能等级。本文件推荐监测仪器的采样率不宜低于6.4kHz。仪器应能够进行电压暂降（短时中断）主要参数的监测，包括残余电压、持续时间等。99仪器应满足GB/T19862、GB/T17626.30等文件要求，并具备阈值设置功能。520A级性能仪器的电压幅值测量误差不应超过公称输入电压的±0.2%；S级性能仪器的电压幅值测量误差不应超过公称输入电压的±1%。A级性能仪器的持续时间测量误差不应超过1个周期；S级性能仪器的持续时间测量误差不应超过2个周期。A级性能仪器的相位跳变测量误差不应超过1度。（EMC）仪器应满足GB/T19862要求。监测记录内容应包括各相事件特征、发生时刻、监测点等，并按照4.1中表1和表2要求进行事件统计。（SARFI4.2195（，1010A附录A（）2080（ComputerBusinessEquipmentManufacturingAssociation—CBEMAInformationIndustryCouncil—ITIC基BEA如图A1所示CBEMACBEMACBEMAITICA.2ITIC沿用CBEMA的基本概念，即包络线内的电压为合格电压，而包络线外的电压为不合格电压。但与CBEMAITIC10687908.33ms20（6Hz60HzA.2c）正常状态故障状态正常状态故障状态250电压%(p.u.)200电压%(p.u.)150100

106875000.0001001010.1 1 10 1001000持续时间A.1CBEMA曲线U%p.u.300U%p.u.2001401000

正常状态

故障状态

110900.001c0.01c

1c 10003ms20ms 1000持续时间图A.2ITIC曲线SEMIF47（A1A30.5s到1.0s60Hz50Hz1111100幅值%幅值%0

正常状态

故障状态0.010.02

0.1 1 100持续时间(s)图A.3SEMIF47曲线表A.1SEMIF47持续时间（s）持续时间（周波）幅值(百分比)周波60Hz周波50Hz<0.05<3<2.5无规定0.05~0.23~122.5~1050%0.2~0.512~3010~2570%0.5~1.030~6025~5080%>1.0>60>50无规定1212A附录B（）B1临界距离PCCPCCPCCPCCB.1.1辐射状配电系统的电压暂降幅值与临界距离B.1E=1，则故障引起的CB.式中：

ZFZFZS

………………(B.1)ZF——PCCΩZS——PCC点与电源之间的系统阻抗，Ω。

EUEUdipZFZS~负荷PCC图B.1电压暂降的电压分配器模型令ZF=zl，l为故障点与PCC点之间的距离，z为单位长度线路阻抗，则得公式（B.2）:

dip

zlzl

… (B.2)PCCUPCC系统阻抗的X/R（B.2）lcrit（B.3）

Zsz

U1U

………………(B.3)在临界距离lcrit内发生的相关故障将使PCC的敏感性负荷非正常工作。ZSzCC（B式中：

Udip

ZFZFZS

………………(B.4)ZS——PCC点的系统阻抗，ZS=RS+jXS；1313.ZF——故障点与PCC点之间的线路阻抗，ZF=zl；其中l为故障点与PCC点之间的距离，zrjx.为单位长度线路阻抗。可证明复阻抗时的临界距离lcrit为公式（B.5）:Z U Ucos1U2sin2l S (B.5)crit

z 1U

U1 式中：S S ZRjX|，zrjx|，US S ——系统阻抗与线路阻抗在复平面上的夹角，即阻抗角,见公式（B.6）：tg1XStg1x (B.6)R r S 假设系统和线路的XR值相等，则0，式(B.5)可简化为公式(B.3)。尽管上述假设并不总是成立，但在多数情况下，用公式(B.3)计算即可得到较满意的结果，特别是在没有足够数据计算阻抗角的情况下。在阻抗角较大时，按下公式（B.7）进行计算，即可得到临界距离的较精确的结果。l ZsU 1U1cos (B.7)crit

z 1U B1.2非辐射状配电系统的电压暂降幅值与临界距离B.2（B.8）式中：Z1——PCC点的系统阻抗；

1U

dip

Z4Z3Z4

1U

(B.8)Z2——