闪变测量的适用场景：短时闪变与长时闪变取值

一、两个量各管哪一段：10 分钟与 2 小时

闪变测量给出的结论通常不是一个数，而是两个数，一个管短，一个管长。GB/T 12326-2008 在术语一章里把两者的窗口写得直接，没有留伸缩余地。短时间闪变值记作 Pst，衡量若干分钟内闪变强弱的统计量值，基本记录周期为 10 min。长时间闪变值记作 Plt，由短时间闪变值推算获得，反映若干小时内闪变强弱的量值，基本记录周期为 2 h。

这两个窗口不是随手切的。10 分钟对应的是人在灯下的一段感受，读一份图纸、看一段屏幕，大致是这个长度。2 小时对应的是一段工况，一台轧机过一批钢、一台电弧炉走完一个熔化期，往往也在这个量级上。窗口定在这两处，测出来的数值才和人眼的实际抱怨对得上，而不是和电压有效值的变化幅度对得上。

现场拿到的报告里，这两个量常常并排列着，于是比值的方式便有了三种。有人拿 Pst 去和限值比，有人拿 Plt 去比，还有人把一周里的 Plt 做算术平均之后再比。三种做法里只有一种对得上标准给出的口径，另外两种都不是差一点，而是差在判据的性质上。口径只有一条。

表1 短时闪变与长时闪变各管哪一段

二、为什么要分两个量：一个看这一阵，一个看这一程

分成两个量的理由，藏在合成方式里。Pst 回答的是这一阵有多强，Plt 回答的是这一程有多持续。前者取的是一段观察期内累积概率函数上五个百分位值的加权结果，后者取的是 2 h 内全部 Pst 的立方平均，标准给出的式子里写作 Plt 等于 n 个 Pst 立方和除以 n 之后的三次方根，n 为这一段时间内包含的 Pst 个数。

立方平均这四个字经常被念过去，念过去之后容易当成算术平均来用。两者给出的结果差得并不小。举一个能验算的例子，2 h 内有 12 个 Pst，其中 11 个是 0.5，另外一个是 1.5。按算术平均算，12 个数之和为 7.0，除以 12 得 0.583。按标准给出的立方平均算，11 个 0.5 的立方是 1.375，1.5 的立方是 3.375，相加得 4.75，除以 12 得 0.3958，再开三次方根得 0.734。后者比前者高出约 0.15，相对差接近百分之二十六。

差的这一部分不是误差，是设计意图。立方平均对偏高的那几个数敏感，一个 2 h 里只要冒出一段偏重的工况，Plt 便被拉上去，而不会被一堆平稳时段的读数摊平。换成算术平均，那一阵偏重的工况便被稀释掉了，报表看着好看，灯下的人却仍然在眨眼睛。

还有一层容易被念过去。标准在附录 A 里注明，每计算获得一个 Pst 便可依递推式得到一个 Plt，不必等满 2 h 再回头算一整段。仪器上的实现通常也按滚动推进来做，屏幕上跳动的那个 Plt 是递推值，与末尾归档的整段结果在边界处会差一点。取数以归档值为准。

明白了这一层，两个量的分工便清楚了。要找出是哪一台设备、哪一时段在闹，看 Pst 的趋势更直观，一个 10 min 一个数，峰值落在哪一班、哪一炉，对得上生产记录。要回答能不能接、合不合格，只能看 Plt，因为限值挂在这一列上。

三、限值挂在长时这一个量上

GB/T 12326-2008 的表 2 给的是闪变限值，列头是 Plt，分两档。系统标称电压不大于 110 kV 的，限值为 1，大于 110 kV 的则为 0.8。整张表里没有出现 Pst 的限值，这一点在写方案时常被忽略。

容易混进来的另一套数字，是按低压、中压、高压三档各给一组 Pst 与 Plt 数值的表格。这一套数字在光伏并网、矿井供电一类场合的下位规范里出现得多，是对本文件的转引，不是本文件表 2 的原文，各档的具体取值要回到那一份文件里查。转引时往往还会带上自己的适用条件，脱离那一份文件单独搬过来用，档位与量名都对不上。写判据时只认本文件表 2，其余的注明出处层级，别混在同一张表里比。

电压等级的划分也有明文。本文件在电压波动限值一节的注里写明，系统标称电压等级按标准电压的相关文件划分，低压为标称电压不大于 1 kV，中压为 1 kV 以上至 35 kV，高压为 35 kV 以上至 220 kV，220 kV 以上的超高压系统，电压波动限值参照高压执行。这一处注引用的版本现已废止，现行版本为 GB/T 156-2017，等级划分沿用。表 2 的两档按 110 kV 切，与这一处按 35 kV、220 kV 切的分档不是同一条线，读表时先看列头是哪一项，再看切割值。列头要看清。

四、测量周期分两套：公共连接点看一周，单个负荷看 24 小时

同一份标准给闪变定了两套测量周期，用在不同对象上。5.1 条针对电力系统公共连接点，要求在系统正常运行的较小方式下，以一周即 168 h 为测量周期，这一段时间内所有的 Plt 都满足表 2 的限值。5.2.1 条针对单个波动负荷用户，要求在波动负荷处于正常、连续工作状态时，以 24 h 为测量周期，并且要保证波动负荷的一个完整工作周期包含在测量时段之内。

两个周期长度差了七倍，原因不在精度，而在对象。公共连接点上叠着多个负荷，还叠着电网自身运行方式的变化，工作日与休息日的负荷曲线并不一样，只有拉长到一周，才能把这两类差别都圈进去。单个波动负荷要考察的是它自己那份贡献，把它自己的一个生产循环完整包住便够，24 h 通常能覆盖一班到底、两班倒甚至三班倒的排布。前言里把这一层说得很直接，公共连接点闪变采用一个星期测量，单个波动负荷引起的闪变采用 24 小时测量，两者都取高值作为合格判据。

一周的测期在排班上并不轻松。现场要连续挂机 168 h，中途断电、接线松动、存储写满都会让这一段作废，重测的代价更大。安排上通常把测期放在生产稳定的那一周，避开检修与倒班调整，同时在仪器上开事件记录与报警，出现中断时能立刻知道缺的是哪一段。

同一测点做前后两次测量时，测期长度要保持一致。一次测满 168 h，另一次只测 72 h，两次结果不能直接比，短的那一次少了工作日与休息日的差别，取到高值的机会也偏少。历次数据放在同一张趋势图上看，先确认测期一致，再谈变化。测期要一致。

把周期搞错，是现场返工的高发项。测公共连接点只测一个白天，等于把夜间工况切掉了。测单个负荷只测两小时，等于把它的一个完整工作周期切掉了一半，后面无论算得多仔细，起点已不在标准划定的范围里。

表2 两套测量周期与取值判据

五、取值取的是高值，不是平均值

5.1 条写的是所有长时间闪变值 Plt 都应满足限值要求。所有这两个字是判据的关键，不是修辞。一周 168 h，每 2 h 出一个 Plt，一共是 84 个，判据是这 84 个全部不大于限值，而不是 84 个的平均值不大于限值。

这一点在工程上常被反过来理解。有人觉得一周里总有那么几个时段偏重，取平均更能代表整体水平。放在评估口径里这话有一定道理，放在合格判据里则不成立。举一个能算的例子，84 个 Plt 里有 80 个是 0.4，另外 4 个是 1.6。算术平均是 0.457，远低于限值 1，看着完全没问题。按标准的口径，这 4 个 1.6 每一个都超过了 1，结论是不合格。同一个数据，两种取值能给出完全相反的结果，差的正是这一步。

也正因为判据这么严，测之前把工况约定清楚才显得要紧。标准要求在系统正常运行的较小方式下测，是因为短路容量偏小的时候，同样的功率变动引起的电压变动更大，闪变也更容易冒头。放在系统大方式下测一周，数据好看，却测不到真正吃紧的那一段。

六、背景闪变要减出去，而且是立方相减

单个波动负荷在公共连接点引起的闪变，不是直接读出来的数，要从测量值里把背景那一块剥掉。5.2.1 条给出的计算式写成 Plt 等于 Plt1 的立方减去 Plt0 的立方之后再开三次方根，式中 Plt1 是波动负荷投入时的长时闪变测量值，Plt0 是背景闪变值，取波动负荷退出时一段时期内的长时闪变测量值。

这一步容易被做成线性相减，差出来的量不小。举一个能验算的例子，投入时测到 Plt1 为 0.9，负荷退出后测到背景 Plt0 为 0.6。若按线性相减，结果是 0.3。按标准给出的立方差算，0.9 的立方是 0.729，0.6 的立方是 0.216，相减得 0.513，再开三次方根得 0.800。两者相差 0.5，相对差超过一倍半。用 0.3 去判，几乎任何场合都能通过。用 0.800 去判，接近限值 1 的时候便要认真对待了。

背景值的取法也有讲究。标准写的是波动负荷退出时一段时期内的长时闪变测量值，是一段时期，不是一个瞬时读数。现场安排上，往往要在被测负荷停机检修、或者夜间不生产的时段单独挂一段，取出那一段的 Plt 当作 Plt0。把手头仪器挪到隔壁馈线上随便测十分钟，拿来的数既不满足「一段时期」，也不在同一测点上，代进公式里算出来的结果没有意义。

Plt0 有时候确实取不到。退一步的做法是选一个负荷确实停下来的时段单独挂机，把这一段拉到能出至少一两个 Plt 的长度。实在取不到便不减，把 Plt1 与背景情况的说明一并写进报告，让读的人自己判断，比拿一个拍出来的数代进公式强。别硬凑一个数。

七、三级处理里，闪变值怎么用

单个波动负荷用户按负荷大小、协议用电容量占总供电容量的比例以及公共连接点状况，分三级作不同处理。这一套是本文件 5.2 条的骨架，闪变值在其中扮演的角色每一级并不相同。

一级规定是放行的口子。满足这一级的用户可以不经闪变核算直接接入电网，条件一共有四条。低压与中压用户看本文件表 3，按电压变动频度分档，频度小于 10 次每分钟时，视在功率变动与短路容量之比的上限为百分之零点四，频度在 10 到 200 次每分钟之间时为百分之零点二，频度大于 200 次每分钟时为百分之零点一。高压用户看这一比值是否小于百分之零点一。第三条是满足 Plt 小于 0.25 的单个波动负荷用户。第四条是符合 GB 17625.2 与 GB/Z 17625.3 的低压用电设备。

这四条里，0.25 这个数用得多，也错得多。它是给单个波动负荷用户的放行门槛，不是公共连接点的判据。公共连接点那一侧看的是表 2 的 1 或者 0.8，量级差着好几倍，把 0.25 搬到接入点的验收表里，等于把门槛收紧到不合理的程度。

二级规定是分配。先求出公共连接点上全部负荷产生闪变的总限值 G，算式为 Lp 的立方减去 T 与 LH 乘积的立方之后再开三次方根，式中 Lp 是本电压等级的 Plt 限值，LH 是上一电压等级的 Plt 限值，T 是上一电压等级对下一级的闪变传递系数，标准给出的推荐值为 0.8，并且明确不考虑超高压系统对下一级的传递。单个用户的限值 Ei 再由 G 乘以 Si 除以 F 与 St 乘积所得之商的三次方根得到，其中 F 是波动负荷的同时系数，典型值在 0.2 到 0.3 之间，同时要满足 St 除以 F 不大于 S 这一约束。

三级规定是放宽。经过治理仍然超过限值的用户，可以根据公共连接点的实际闪变状况与电网发展预测适当放宽，但公共连接点上的闪变值仍须符合 5.1 条。这一句把口子收住了，放宽的是用户侧的分摊份额，不是公共连接点上的限值本身。

三级处理的设计意图是分层次收口。前两级把大量小负荷直接放行，或者按协议容量分摊出去，把治理资源留给真正吃紧的那几个用户。第三级留的是余地，避免把已治理过却仍偏高的用户陷入无解。取值上的界线也正在此处，前两级做的是门槛比对与份额分配，第三级才回到公共连接点的限值本身。收口在限值上。

表3 三级处理里闪变值的角色

八、两个周期落到仪器上要设什么

窗口讲清楚了，剩下的问题是把 168 h 与 24 h 这两段真正跑下来，并且每 2 h 出一个 Plt。这一件事对仪器的要求集中在三处，能连续跑多久、能不能按 2 h 出结果、接进来几路信号。

北京康高特（KGT）代理的 METREL 电能质量分析仪里，MI 2992 在这一类长期记录场合用得较多。它的常规记录仪积分周期可设为 200 ms，一路向上到 1 秒乃至 2 小时，2 小时这一档正好对上 Plt 的基本记录周期，不必在软件里二次合成。存储方面，机身内置 6 GB，另支持 32 GB 以内的外置存储卡，按 10 分钟记录间隔可以连续存一年以上，跑满一周的公共连接点测量没有容量压力。记录信号里单列了电压波动与闪变一项，导出之后能直接看趋势，不必从原始波形重新推。

通道配置也值得在接线前核对一遍。这台仪器有 5 路电压输入，对应三相、零线及保护地，另有 4 路电流输入，采样为 9 通道 24 位同步，采样率 40 k 采样每秒，带宽从直流一直到 20 kHz。工频范围 42.5 至 69.0 Hz，偏差在正负 10 mHz 量级。安全等级为 CAT IV 600 V 与 CAT III 1000 V，高低压侧作业都能覆盖。

表4 北京康高特（KGT）代理的 METREL MI 2992 在闪变长期记录上的设置落点

准确度这一块有两条线要分开看。整机按 IEC 61000-4-30 的 A 级定位，闪变这一项按 IEC 61000-4-15 标到 F1 级，测量范围 0.2 到 10，这一份国际文件的现行版本为 2010 版。做合格判定的场合，A 级与 F1 级是能拿去出报告的档。做普查摸底、先看哪几条馈线值得细测的场合，定位在 S 类与 F3 类一档的仪器也够用，代价是数据不能当判据用。这两类仪器在北京康高特（KGT）代理的 METREL 产品线里都有，选型的分界线正在这里。

接线这一头的疏漏也会传导到闪变结果上。电压取自电压互感器二次侧时，互感器的准确度与二次压降会一起进到仪器里，电流钳量程选大了，小电流段的相对偏差也跟着放大。接完之后先看一遍工频与谐波读数是否正常，再启动长期记录，能省掉一半的返工。省掉一半返工。

九、合格率是另一套口径，别和判据混着用

本文件附录 D 给了闪变合格率的统计方法，性质是资料性附录。合格率指的是实际运行电压处于闪变合格范围内的累计时间与对应总运行统计时间的百分比，算式写作 1 减去超限时间与总运行统计时间之比，再换算成百分数。

这一套口径的统计层级写得很清楚。监测点的合格率通常以月度作为总运行统计时间。电网的合格率取各监测点合格率的平均值，年度或者季度的合格率再对各月的电网合格率取平均。层层往上汇总，得到的是一个占比数，用来回答这一段时间内有多大比例的时间是合格的。

它和第 5 章的判据不是一回事，用途也不同。判据针对的是具体测点，看的是这一段周期里 Plt 的高值有没有越线，回答的是这一个点合不合格。合格率针对的是一段时间的运行状况，看的是超限时间占了多大比例，回答的是这一片电网这一段时间的整体水平，常用于评估与考核。把它当接入与否的依据来用，等于把统计口径挪到了判决口径上，两者对数据的要求并不相同。

十、电压波动与闪变的分工：前者看幅度与快慢，后者看累计效果

同一个标准里，电压波动与闪变是两件事，各自有各自的限值与算法，现场却常常被当成一件事的两个说法。电压波动由电压方均根值曲线 U(t) 描述，用电压变动 d 与电压变动频度 r 两个量衡量，d 是曲线上相邻两个极值电压之差，以系统标称电压的百分数表示，r 是单位时间内电压变动的次数，方向不同时各算一次，间隔小于 30 ms 的算作一次。

电压波动限值是本文件表 1，按频度与电压等级分档，闪变限值是表 2。两者的量名不同，单位也不同，不能互相替代。

电压变动频度 r 的计数规则要提前说清。标准写明电压由大到小或由小到大各算一次变动，不同方向的若干次变动若间隔小于 30 ms 则算作一次。这一条在电弧炉一类快速随动的负荷上影响明显，同一次扰动按几次计，直接改变 d 与 r 的落点，进而改变查单位闪变曲线得到的 Pst 估算值。按几次计要先定。

估算这一侧，第 6 章给了几条能直接用的式子。已知三相负荷的有功与无功变化量时，电压变动由电网阻抗的电阻与电抗分量加权算出。在高压电网里电抗分量远大于电阻分量，算式简化为无功变化量与考察点短路容量之比，再换算成百分数。缺少正常较小方式下的短路容量时，标准注明可以用投产时系统短路容量偏大的那一个值乘 0.7 估算。

当负荷呈周期性等间隔矩形波或者阶跃波时，第 7 章给了另一条路，由电压变动 d 与频度 r 查单位闪变曲线，反算出 Pst，不必等一个完整的 10 min 观察期。估算毕竟是估算，式子里的系数带经验成分，能用在方案阶段排先后，不能代替实测去下合格结论。

多个波动负荷叠在一起时，第 8 章给了合成式，n 个负荷各自引起的闪变连同背景闪变在同一节点上叠加，取各分量 m 次方之和的 m 次方根，m 的取值按工况重叠的可能性来定，标准注明 m 等于 3 用于同时发生的可能性很小的状况，属于常用的一种。同章还给了不同母线结点之间的传递算式与短路容量变化时的换算式，并注明这几式也可用于长时闪变值的相关计算。

十一、常见误用六条

把取值这一步做错的位置，历年来高度集中在六个地方，每一处都能在数据里查出来，也都能在报告里改正。

其一是拿 Pst 去比对表 2 的限值。表 2 的列头是 Plt，Pst 没有对应的限值列。要判断 Pst 是否偏高，只能和该测点的历史数据、或者和同一批测点的横向数据比，不能和 1 或者 0.8 比。

其二是把一周的 Plt 做算术平均之后再去比限值。5.1 条写的是所有 Plt 都满足，是逐条比对，不是平均之后比对。平均值可以用来描述这一周的整体水平，写进报告的评估段落，但判据那一栏填的应当是周期内的高值。

其三是用算术平均代替立方平均去合成 Plt。前面那个算例已经给出量级，12 个 Pst 里有一个偏高时，两种算法相差接近百分之二十六。软件通常是按标准实现的，手工复核时才容易在这一步翻车。

其四是测量周期没覆盖够。公共连接点只测一个白天，或者单个负荷只测两小时，数据的起点已不在标准划定的范围里，后面补多少计算都补不回来。

其五是背景闪变处理不当，要么整个跳过，要么线性相减。跳过等于让新负荷替电网已有的底子买单，线性相减则把结果压到实际值的三分之一量级，两种方法给出的结论都不可靠。

其六是把下位规范里的三档表当作本文件表 2 引用。转引表格往往带着自己的适用条件与电压等级划分，脱离原文件单独搬运，档位与量名都对不上。引用时注明出处层级，判据一栏只写本文件表 2 的两档。

这六条都不是仪器能替人挡住的。软件按标准算数，算的是喂进去的那一段数据。窗口设错、周期不够、背景没减，算出来的数照样规整，答的已不是所问。

结语：取值这一步决定结论

闪变测量做下来，仪器读数是现成的，窗口是标准定好的，真正把结论分出对错的是取值这一步。同一个测点，同一个星期，取高值还是取平均、按立方还是按线性、减不减背景、跑满 168 h 还是只跑一个白天，能给出完全相反的结论。把这几步在方案阶段写进作业指导书，测完之后不必再争论数据能不能用。

北京康高特（KGT）代理的 METREL 电能质量分析仪在这一类场合的价值，也主要落在让这几步跑得完整上。积分周期能设到 2 小时，长期记录能存满一周以上，闪变一项按 IEC 61000-4-15 标到 F1 级，测出来的 Plt 可以直接进判据。窗口设对了，取值取对了，报告里的那两个数才站得住。

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