017徐永海---電壓暫降對敏感設(shè)備的影響與評估方法(南京會議)

1、徐永海 肖湘寧華北電力大學(xué)2016年5月電壓暫降對敏感設(shè)備的電壓暫降對敏感設(shè)備的影響與評估影響與評估2目錄 電壓暫降的基本描述電壓暫降的基本描述 實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析 電壓暫降對敏感設(shè)備的影響電壓暫降對敏感設(shè)備的影響 電壓暫降的評估電壓暫降的評估123 41、電壓暫降的基本描述 電壓暫降是指，電壓幅度的短時間減少，跌落的持續(xù)時間通常在幾個周期幾秒鐘。對電壓暫降的關(guān)心主要是由于其對終端用戶設(shè)備的影響。它可使工業(yè)過程出現(xiàn)故障或中止，并由于電壓暫降的 發(fā) 生 導(dǎo) 致 重 大 經(jīng) 濟(jì) 損 失 。 電壓暫降發(fā)生的主要原因是，短路和接地故障。由此可引起：1）電源至短路點(diǎn)線路的電流幅值迅

2、速增大，通常是靠保護(hù)裝置快速動作來中止短路電流造成的危害。2）大電流在線路阻抗上的壓降使得沿線電壓跌落加劇，而耐受電壓短時間急劇下降是一個涉及面廣，情況復(fù)雜的系統(tǒng)問題。 然而，對于各種各樣變化的電壓暫降事件，尤其是不同設(shè)備對于暫降的反應(yīng)和所受影響并不相同，僅靠簡化的信息是不能夠識別的。 為了更好的了解和對暫降事件相關(guān)因素做出評估，對暫降特性做出更加細(xì)致的附加描述是很有必要的。 電壓暫降波形并不總是矩形波一種固定模式。相位跳變、波形起始點(diǎn)等以往標(biāo)準(zhǔn)中并沒有提出的特性在深入分析暫降影響時也需要用到。1、電壓暫降的基本描述 電壓暫降的基本特征：電壓暫降的幅值（或殘留值、深度）和暫降持續(xù)時間。事件前區(qū)

3、段過渡區(qū)段1電壓恢復(fù)區(qū)段（事件后區(qū)段）過渡區(qū)段2事件過程區(qū)段1）事件前區(qū)段:是指電壓方均根值為標(biāo)稱值下的平衡電壓階段。2）過渡區(qū)段1:在此期間，電壓從標(biāo)稱值三相平衡電壓突然變?yōu)榈陀跇?biāo)稱值的不平衡狀態(tài)。對于故障引起的電壓驟降，第一個過渡段包括故障初發(fā)瞬間故障初發(fā)瞬間。3）事件過程區(qū)段:在最一般的情況下，是指低于標(biāo)稱值的不平衡電壓期間。4）過渡區(qū)段2（故障清除期間）:在此期間，電壓突然變回到仍不平衡和仍然偏離標(biāo)稱值的狀態(tài)。對于故障造成的電壓驟降，第二次過渡段包括故障清除的瞬間故障清除的瞬間。5）電壓恢復(fù)區(qū)段:在此期間，電壓是平衡的，并與標(biāo)稱值接近，但它們可能會顯示出趨于穩(wěn)定的波動狀態(tài)。將電壓暫降事

4、件分割成不同時段的特性分析方法1、電壓暫降的基本描述-暫降分割法1）事件前區(qū)段2）過渡區(qū)段3）電壓復(fù)原區(qū)段例如，電 機(jī) 啟 動 過 程 不 含“事件過程區(qū)段”僅含有一個過渡區(qū)段。暫降分割法并非總是被分解成5種狀態(tài)，需要根據(jù)實(shí)際發(fā)生的情況而定。1、電壓暫降的基本描述-暫降分割法 1）考慮“事件前區(qū)段”的理由：當(dāng)事件前段的各種相關(guān)特性（如，諧波或其他波形畸變等等）同時發(fā)生變化的話，其對終端用戶的設(shè)備和過程的影響可能是復(fù)雜的和復(fù)合的。2）考慮“過渡區(qū)段”的理由：對于開關(guān)動作（裝備包括：接觸器、大電機(jī)、電容器、變壓器和重負(fù)荷）引起的，過渡段只有一次。并且，不同條件下過渡期有很大不同。對于不同類型故障引

5、起的，則存在兩個過渡期，第二個過渡期可能會是由單相接地發(fā)展成兩相或三相短路故障的狀態(tài)。變 壓 器 充能 時 波 形存 在 偶 次諧 波 畸 變和 三 相 不平衡。1、電壓暫降的基本描述-分區(qū)段的理由與特征3）超過2次過渡期的電壓暫降 由于故障發(fā)展（連鎖反應(yīng)）的原因，少數(shù)情況下過渡期可能會達(dá)到3、4次。超過4次的有可能出現(xiàn)但很少。 關(guān)心的理由是，存在多次過渡期，意味著故障狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移和保護(hù)動作時間上的復(fù)雜性，由此造成對供電端設(shè)備的影響要比預(yù)期觀察到的暫降發(fā)生總次數(shù)的影響百分比貢獻(xiàn)率大。單相故障演變成兩相故障的事件記錄1、電壓暫降的基本描述-分區(qū)段的理由與特征 由于故障清除時間不同：當(dāng)供電饋線或傳

6、輸線兩端的兩個斷路器的故障清除時間有著明顯不同時，電壓過渡段可能會超過2次。這也可能是由于保護(hù)失靈，或因?yàn)樵诹硪痪€路終端的距離保護(hù)裝置認(rèn)為故障點(diǎn)在2區(qū)所致。 11KV電網(wǎng)中由于故障切除時間不同出現(xiàn)的三次過渡段記錄。1、電壓暫降的基本描述-分區(qū)段的理由與特征l 幅值、持續(xù)時間、頻次幅值、持續(xù)時間、頻次102、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析南方某市2012.102013.7，10kV與110kV共19個監(jiān)測點(diǎn)41組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。 0510152025303540450,10)10,20)20,30)30,40)40,50)50,60)60,70)70,80)80,90)暫降頻次暫

7、降幅值/%北方某省2009.72011.7， 10kV、35kV、110kV、220kV共28個監(jiān)測點(diǎn)97組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。 l 幅值、持續(xù)時間、頻次幅值、持續(xù)時間、頻次112、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析南方某市2011.92012.5，110kV、220kV、500KV共46個監(jiān)測點(diǎn)123組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。 北方某市2012.22015.1， 10kV共17個監(jiān)測點(diǎn)120組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。 01020304050600,10)10,20)20,30)30,40)40,50)50,60)60,70)70,80)80,90)暫降頻次電壓幅值/%0510152025

8、303540455010,20)30,40)40,50)50,60)60,70)70,80)80,90)暫降頻次暫降幅值/%l 按相別統(tǒng)計(jì)結(jié)果按相別統(tǒng)計(jì)結(jié)果122、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析73%16%11%單相兩相三相50%36%14%單相兩相三相81%15%4%單相兩相三相l(xiāng) 按波形形狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果按波形形狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果132、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析矩形26% 拋物線16% 左慢右快10% 左快右慢38% 其它10% l 按波形形狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果按波形形狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果142、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析82%10%3%4%1%矩形拋物線左慢右快左快右慢其它53.3

9、0%16.75%17.26%5.58%7.11%矩形拋物線左慢右快左快右慢其它l 起始點(diǎn)分布特征起始點(diǎn)分布特征152、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析 264條有效電壓暫降事件,暫降起始點(diǎn)相位最主要分布于90和270及其附近。其中，41.3%處于60到140之間，30%處于240到320之間。 基于絕緣擊穿引起的短路故障大多數(shù)發(fā)生在電壓瞬時值靠近最大值時，亦即對應(yīng)于相位角為90與270附近。 對于造成短路故障的天氣、人為、動物等原因存在隨機(jī)性，其分布規(guī)律為0到360之間均勻分布，所以暫降起始點(diǎn)除主要分布在90和270及其周圍外，還會分布于整個相位范圍內(nèi)。 l 相位跳變值分布特征相位跳變

10、值分布特征162、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析相位跳變起始值： 75%以上的相位跳變分布在-10到10之間，90%以上的跳變值分布在-20到20之間。暫降過程中最大值： 65%以上的相位跳變分布在-10到10之間，90%以上的最大值分布在-30到30之間。l 多重暫降多重暫降l 連續(xù)暫降連續(xù)暫降l 過沖過沖l 振蕩振蕩l 諧波諧波l 172、實(shí)測電壓暫降情況分析實(shí)測電壓暫降情況分析183、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對交流接觸器影響機(jī)理分析1e001eeuueusussiRRRNRRRi 22ee()2()2 ()eeeuesueuessteuesusueiir RRNr R

11、NRRNdeiidr RNr RRRN 220001111()()22eessmeuusuFSSSSS 電壓暫降發(fā)生時刻，電流及磁通不能突變不能突變。起始點(diǎn)影響起始點(diǎn)影響電壓暫降起始點(diǎn)起始點(diǎn)決定了暫降發(fā)生起始時刻交流接觸器磁通能量的磁通能量的大小大小，磁通越大，交流接觸器的電磁吸力越大，電壓暫降下持續(xù)的時間越長。u0起始點(diǎn)起始點(diǎn)時，暫降幅值越大暫降幅值越大，交流接觸器持續(xù)時間越長持續(xù)時間越長。u90起始點(diǎn)起始點(diǎn)時，暫降幅值越大暫降幅值越大，交流接觸器的持續(xù)時間越短持續(xù)時間越短。電磁吸力的大小與磁通的平方成正比，由于磁通也為正弦曲線。在電磁吸力的大小與磁通的平方成正比，由于磁通也為正弦曲線。在0

12、-2的一個的一個周波內(nèi)，周波內(nèi)，關(guān)于關(guān)于對稱；在對稱；在0-的半個周波內(nèi)，的半個周波內(nèi)，2關(guān)于關(guān)于/2對稱。所以電壓暫降起對稱。所以電壓暫降起始點(diǎn)對交流接觸器的影響近似滿足四分之一對稱性。始點(diǎn)對交流接觸器的影響近似滿足四分之一對稱性。222m=s int00.02 0.04 0.06 0.08 0.10.12 0.14 0.16 0.18 0.20.22-400-300-200-1000100200300400t(s)U(V)暫降源波形00.02 0.04 0.06 0.080.10.12 0.14 0.16 0.180.20.22-0.06-0.04-0.0200.020.040.060.0

13、8t(s)I(A) IermsIe線圈電流瞬時值與有效值波形00.040.080.120.160.20.24-3-2-101234x 10-4t(s)磁通(Wb) es磁通波形00.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24020040060080010001200t(s) FeFm電磁吸力與彈簧力00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.20.220.24-1-0.500.511.52時 間 （ s）接觸器狀態(tài)交流接觸器工作狀態(tài)19相位跳變影響相位跳變影響相位跳變決定了磁通由暫降起始點(diǎn)的值衰

14、減或增加到暫降幅值對應(yīng)下的磁通值的時間。p0起始點(diǎn)起始點(diǎn)下，相位跳變越大相位跳變越大，磁通衰減的時間越長，交流接觸器暫降下持續(xù)時間就越長持續(xù)時間就越長。 p90起始點(diǎn)起始點(diǎn)下，0相位跳變下磁通的大小是90相位跳變下磁通大小的1.13倍。相位跳變越大，相位跳變越大，暫降期間磁通相對越小，交流接觸器對電壓暫降的耐受度越低。0起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生在0、90相位跳變90起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生在0、90相位跳變頻率波動影響頻率波動影響頻率波動與有關(guān)，電磁力與磁通的平方成正比，所以頻率波動影響較小。連續(xù)暫降及多重暫降影響連續(xù)暫降及多重暫降影響連續(xù)暫降及多重暫降的幅值、持續(xù)時間及暫降波形的先后順序暫降波形的先

15、后順序?qū)涣鹘佑|器有較大影響。不同的暫降幅值及時間決定了交流接觸器的磁通能量能否恢復(fù)到足可以支撐到暫降階段結(jié)束。00.040.080.120.160.20.24-3-2-101234x 10-4t(s)磁通(Wb) es00.02 0.04 0.06 0.080.10.12 0.14 0.16 0.180.20.22-3-2-101234x 10-4t(s)磁通(Wb) es00.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24-3-2-101234x 10-4t(s)磁通(Wb) es00.02 0.04 0.06 0.080.1

16、0.12 0.14 0.16 0.180.20.22-4-3-2-101234x 10-4t(s)磁通(Wb) es3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對交流接觸器影響機(jī)理分析20諧波影響諧波影響在有諧波存在的情況下，線圈電電流波動較大流波動較大，導(dǎo)致了產(chǎn)生的磁通磁通量減小量減小，進(jìn)而產(chǎn)生的電磁吸力相對無諧波的情況下減小，因此易導(dǎo)致交流接觸器的斷開。無諧波和有諧波下的電壓暫降圖阻尼振蕩影響阻尼振蕩影響在基波和高頻基波和高頻成分的激勵下，交流接觸器線圈中的電流在暫降起始階段的值小于基波激勵下的電流值，進(jìn)而產(chǎn)生的電磁吸力小于電磁吸力小于基波激勵下的吸力值基波激勵下的吸力值，導(dǎo)致交流接觸器易斷開。

17、3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對交流接觸器影響機(jī)理分析交流接觸器交流接觸器的編號的編號交流接觸器的型號交流接觸器的型號主要參數(shù)主要參數(shù)C1國內(nèi)品牌1主觸頭65A，線圈電壓220V，50Hz，三相C2國內(nèi)品牌1主觸頭65A，線圈電壓220V，50Hz，三相C3國外品牌1主觸頭65A，線圈電壓220V，50Hz，三相C4國外品牌1主觸頭65A，線圈電壓220V，50Hz，三相C5國內(nèi)品牌2主觸頭63A，線圈電壓220V，50Hz，三相C6國內(nèi)品牌2主觸頭63A，線圈電壓220V，50Hz，三相C7國外品牌2主觸頭63A，線圈電壓220V，50Hz，三相C8國外品牌2主觸頭63A，線圈電壓2

18、20V，50Hz，三相C9國內(nèi)品牌1主觸頭65A，線圈電壓110V，50Hz，三相C10國外品牌2主觸頭65A，線圈電壓110V，50Hz，三相C11國外品牌2主觸頭65A，線圈電壓24V，50Hz，三相C12-C19國內(nèi)品牌3主觸頭400A，300A，125A，50A，線圈電壓220V，50Hz，三相21試驗(yàn)考慮因素：u暫降幅值u持續(xù)時間u暫降起始點(diǎn)u多重連續(xù)暫降u連續(xù)暫降u相位跳變u處于免疫曲線上方的暫降u非正弦波形u頻率波動u阻尼振蕩3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對交流接觸器影響的試驗(yàn)研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-起始點(diǎn)22 0-360電壓暫降起始點(diǎn)下得到的C1交流接觸器的最大正常工作時間曲

19、線0-90電壓暫降起始點(diǎn)下得到的C1交流接觸器的耐受度曲線暫降的起始點(diǎn)對于交流接觸器的耐受度曲線有較大的影響，近似滿足四分之一對稱四分之一對稱性性。交流接觸器對于0起始點(diǎn)下電壓暫降的耐受度曲線免疫度最高，暫暫降幅值越大，持續(xù)時間越長降幅值越大，持續(xù)時間越長；對于90起始點(diǎn)下電壓暫降的耐受度曲線敏感度最高，暫降幅值越大，持暫降幅值越大，持續(xù)時間越長續(xù)時間越長。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-相位跳變230、90 電壓暫降起始點(diǎn)0-90相位跳變下得到的C1交流接觸器的耐受度曲線u0起始點(diǎn)，不同相位跳變下得到的耐受度曲線不同，但走勢基本相同，差別在于幅值為40%以下的電壓暫降中交流接觸器的持續(xù)時間略有不同；對于40%

20、以上的電壓暫降中，交流接觸器是否斷開的最大臨界電壓有較大不同；0相位跳變下得到的耐受度曲線的敏感度最高敏感度最高，90相位跳變下得到的耐受度曲線的免疫度最高免疫度最高。u90起始點(diǎn)，不同相位跳變下得到的耐受度曲線不同，但走勢基本相同，差別在于幅值為35%以上的電壓暫降中交流接觸器是否斷開的最大臨界電壓有較大不同；0相位跳變下得到的耐受度曲線的免疫度免疫度最高最高，90相位跳變下得到的耐受度曲線的敏感度最高敏感度最高。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-頻率、諧波24 0、90電壓暫降起始點(diǎn)下頻率波動、諧波對C7交流接觸器影響的耐受度曲線0起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生頻率波動時，不同波動頻率下交流接觸器的耐受度曲線有所差異，

21、但影響較小影響較小。90起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生頻率波動時對交流接觸器幾乎沒有影響，耐受度耐受度曲線幾乎重合曲線幾乎重合。在有諧波存在的情況下，線圈電流波動較大，導(dǎo)致了產(chǎn)生的磁通量減小，進(jìn)而產(chǎn)生的電磁吸力相對無諧波的情況下減小，因此易導(dǎo)致交流接觸器的斷開易導(dǎo)致交流接觸器的斷開，即交流接觸器對有諧波情況下的電壓暫降敏感度較高。不同廠家的交流接觸器及相同廠家相同型號的交流接觸器對電壓暫降伴隨有諧波時敏感度不同，但總體來說受諧波受諧波影響并不大影響并不大。C1交流接觸器在第一種暫降波形下沒沒有斷開有斷開，在第二種暫降波形下斷開斷開了。n故障升級引起的連續(xù)暫降中，交流接觸器的敏感度增加，容易受到連續(xù)暫降的

22、影響導(dǎo)致斷開。n連續(xù)暫降的波形連續(xù)暫降的波形對交流接觸器的影響較大，即第一次暫降和第二次暫降出現(xiàn)的先后順序不同，對交流接觸器的影響不同。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-連續(xù)、多重暫降25連續(xù)電壓暫降波形圖多重電壓暫降波形圖第一種暫降波形下，第一種暫降波形下，C1交流接觸器交流接觸器沒有沒有斷開斷開，在第二種暫降，在第二種暫降波形下，交流接觸器波形下，交流接觸器斷開斷開了。了。u第一階段暫降的幅第一階段暫降的幅值、持續(xù)時間，第二值、持續(xù)時間，第二階段正常電壓幅值的階段正常電壓幅值的持續(xù)時間以及第三階持續(xù)時間以及第三階段暫降的幅值、持續(xù)段暫降的幅值、持續(xù)時間對交流接觸器是時間對交流接觸器是否正常工作影響很大。否正常

23、工作影響很大。u多重暫降的波形多重暫降的波形，也就是第一次暫降和也就是第一次暫降和第三次暫降出現(xiàn)的先第三次暫降出現(xiàn)的先后順序?qū)涣鹘佑|器后順序?qū)涣鹘佑|器的正常工作有較大影的正常工作有較大影響。響。C3交流接觸器的耐受度曲線并沒有完全處在SEMIF47曲線和ITIC曲線的下方，所以SEMIF47曲線和ITIC曲線并不適合于交流接觸器。因此需要找出適合交流接觸器耐受度曲線的表示形式。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-耐受度曲線提取26 0-90起始點(diǎn)下C3交流接觸器耐受度曲線與SEMIF47曲線和ITIC曲線的對比交流接觸器上下限耐受度曲線綜合考慮多種品牌接觸器，找出不同特征值下交流接觸器的最大持續(xù)時間和最小持續(xù)時

24、間，可以得到其耐受度曲線的上下限。交流接觸器耐受度曲線的上限上限是交流接觸器敏感敏感度最高的耐受度曲線度最高的耐受度曲線，下限下限是交流接觸器免免疫度最高的耐受度曲線疫度最高的耐受度曲線。2702 PUUtC220min()2CtUUP電壓暫降期間，開關(guān)電源跳閘是因?yàn)槎O管整流器直流側(cè)電壓低于電壓調(diào)節(jié)器能夠正常工作允許的最小輸入電壓Umin。開關(guān)電源仿真模型開關(guān)電源仿真模型反激電路具有成本低，結(jié)構(gòu)簡單，體積小等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛使用于小功率電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、消費(fèi)類電子設(shè)備電源等場合。3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的機(jī)理研究28直流電容電壓及其放大圖仿真得到的開關(guān)電源敏感度

25、曲線不同持續(xù)時間下輸出電壓圖暫降幅值與持續(xù)時間仿真暫降幅值與持續(xù)時間仿真3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的機(jī)理研究29不同負(fù)載下開關(guān)電源敏感度曲線負(fù)載是影響開關(guān)電源電壓暫降敏感度的負(fù)載是影響開關(guān)電源電壓暫降敏感度的重要因素重要因素起始點(diǎn)是影響開關(guān)電源電壓暫降敏感度起始點(diǎn)是影響開關(guān)電源電壓暫降敏感度的重要因素的重要因素負(fù)載與暫降起始點(diǎn)仿真負(fù)載與暫降起始點(diǎn)仿真不同起始點(diǎn)下開關(guān)電源敏感度曲線3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的機(jī)理研究30不同相位跳變下開關(guān)電源敏感度曲線相位跳變對開關(guān)電源敏感度的影響主要集中在暫降幅值較大處，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，幅值在30%-40%

26、的暫降出現(xiàn)的頻次高于0-30%的暫降，因此相位跳變對開關(guān)電源電壓暫降敏感度影響值得關(guān)注。相位跳變仿真相位跳變仿真3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的機(jī)理研究31開關(guān)電源試驗(yàn)方案開關(guān)電源試驗(yàn)方案本試驗(yàn)測量設(shè)備為DPO3034示波器，測量量主要有開關(guān)電源輸入電壓開關(guān)電源輸入電壓以及輸出電壓輸出電壓、負(fù)負(fù)載載電流電流。試驗(yàn)原理圖試驗(yàn)連接圖3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究三個著名品牌32開關(guān)開關(guān)電源電壓暫降敏感曲線電源電壓暫降敏感曲線3個品牌電壓暫降敏感度曲線走勢相同形狀相似，但也存在以下區(qū)別：其中暫降敏感度從高到底排列為S1S2S3暫降幅值暫降幅值S1

27、S2S355%50%45%40%61.735%39.430%38.756.59125%37.656.59020%37.155.49115%35.2568910%33.753.1905%33.754.8900%32.555.390S1、S2、S3正常工作時間表S1、S2、S3敏感度曲線3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究33負(fù)載負(fù)載對開關(guān)電源敏感度影響試驗(yàn)分析對開關(guān)電源敏感度影響試驗(yàn)分析S1S2S340%25%30%15%30%15%與仿真結(jié)果相同，負(fù)載減小，開關(guān)電源敏感度下降；S1在額定負(fù)載與1/2額定負(fù)載下正常工作臨界電壓不滿足兩倍關(guān)系，S2、S3滿足；S1、S2、

28、S3持續(xù)時間在額定負(fù)載與1/2額定負(fù)載持續(xù)時間滿足近似兩倍關(guān)系3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究34電壓暫降電壓暫降起始點(diǎn)對開關(guān)電源敏感度影響的試驗(yàn)分析起始點(diǎn)對開關(guān)電源敏感度影響的試驗(yàn)分析相位跳變對相位跳變對開關(guān)電源敏感度影響的試驗(yàn)分析開關(guān)電源敏感度影響的試驗(yàn)分析S1在不同暫降起始點(diǎn)下敏感度曲線S1在0暫降起始點(diǎn)不同相位跳變下敏感度曲線S1在90暫降起始點(diǎn)不同相位跳變下敏感度曲線與仿真結(jié)果相似，不同暫降起始點(diǎn)下敏感度曲線走勢相似，不同暫降起始點(diǎn)下開關(guān)電源正常工作臨界電壓相同；45暫降起始點(diǎn)下敏感度均較其他暫降起始點(diǎn)高，90起始點(diǎn)下敏感度最低。與仿真結(jié)果相似，相位跳變

29、僅在暫降幅值較大時對敏感度產(chǎn)生影響；在10%-40%暫降幅值范圍內(nèi)，存在相位跳變時，持續(xù)時間減小，即開關(guān)電源敏感度增大。3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對開關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究Chroma 61860：List模式模式下，可以分段編輯各段電壓的幅值、頻率、相位和持續(xù)時間，可以模擬不同暫降幅值和持續(xù)時間的電壓暫降情況照明燈箱給燈具提供一個照明環(huán)境，并將照度計(jì)照度計(jì)放置其中讀取光照度信號?？履峥滥苓_(dá)公司的T-10照度計(jì)，90%響應(yīng)時間為1ms，精度較高精度較高。使用示波器讀取照度計(jì)輸出的模擬電壓信號，而該電壓信號與燈的瞬時光通量成正比關(guān)系。示波器對該信號進(jìn)行數(shù)字采樣數(shù)字采樣，從而得到數(shù)字信

30、號，并保存下來。暫降幅值 80% 60% 40% 30%暫降時間 2周波 4周波 8周波燈具 60W白熾燈 CFL-1n、CFL-2n各3盞 LED-4n、LED-5n、LED-6n各2盞3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對節(jié)能燈影響的試驗(yàn)研究36離差標(biāo)準(zhǔn)化，照度數(shù)據(jù)全部映射到0，1之間平均最低照度（%）=平均最低照度平均正常照度=46.8%3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對節(jié)能燈影響的試驗(yàn)研究代表性情況分析：132V 2周波37白熾燈白熾燈 白熾燈CFL-11LED-51照度下降范圍 白熾燈CFL-11LED-51下降時間 白熾燈CFL-11LED-51上升時間相同電壓暫降下白熾燈

31、照度下降范圍大，受影響時間長綜合比較38 任意電壓暫降幅值下，CFL和LED燈的照度還能保持在較高的水平，而白熾燈照度則下降較多。然而，在電壓暫降為176V時，CFL和LED燈的照度水平均下降到90%以下，也就是照度變化量達(dá)到10%以上，已經(jīng)可以引起人眼的反映。3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對節(jié)能燈影響的試驗(yàn)研究39圖IEEE Std 1346-1998中PLC電壓暫降耐受度曲線范圍三菱FX3U系列PLC對電壓暫降的耐受度曲線該類PLC對電壓暫降的敏感度有所降低，對低電壓的耐受能力明顯提高。當(dāng)暫降幅值低至16%Unom以下時，若暫降持續(xù)時間在1cycle內(nèi)時，PLC運(yùn)行不會受到影響；當(dāng)

32、暫降幅值在16%Unom-27%Unom之間時，PLC能夠耐受暫降的持續(xù)時間有所增加，能夠達(dá)到2cycles。3、對敏感設(shè)備的影響對敏感設(shè)備的影響-對PLC影響的試驗(yàn)研究40n基于多暫降閾值和持續(xù)時基于多暫降閾值和持續(xù)時間的電壓暫降新型描述方法間的電壓暫降新型描述方法4、電壓暫降的評估電壓暫降的評估 T(Uc)是指暫降中電壓小于或等于Uc的時間。由于被評估的眾多設(shè)備的耐受曲線并不相同，若要方便地進(jìn)行評估，需要對暫降信息先行處理，為此可將電壓暫降描述為一個多暫降閾值和持續(xù)時間的序列多暫降閾值和持續(xù)時間的序列T(0.9)、T(0.9-h)、T(0.9-2h)T(0.1)，h為電壓間隔，由于設(shè)備的電

33、壓耐受曲線中的免疫電壓幅值一般精確到小數(shù)點(diǎn)2位，h可取0.010.05。與傳統(tǒng)的描述方法相比，新型描述方法同樣利用錄波數(shù)據(jù)，結(jié)合了設(shè)備電壓耐受曲線，依照了敏感設(shè)備電壓耐受曲線及其故障與正常工作判斷原理，適用于矩形暫降和非矩形暫降，并且用于設(shè)適用于矩形暫降和非矩形暫降，并且用于設(shè)備暫降免疫能力評估時，不會出現(xiàn)對非矩形暫降過度評估的情況。備暫降免疫能力評估時，不會出現(xiàn)對非矩形暫降過度評估的情況。 從設(shè)備免疫能力評估的角度可如下描述電壓暫降。暫降s可以描述為一電壓關(guān)于時間的函數(shù): U=s(t)或t=s-1(U) 對于暫降過程中的任意電壓Uc可以描述為tc=s-1(Uc)，根據(jù)實(shí)際錄波數(shù)據(jù)，可求得兩個

34、解tc1, tc2。定義: T(Uc)=|tc1-tc2| (0.1 =Uc= 0.9) 41n敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評估敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評估 提出了站點(diǎn)暫降描述圖的概念，可與設(shè)備電壓耐受曲線方便的結(jié)合起來，評估設(shè)備因暫降發(fā)生故障的頻次、頻次區(qū)間。4、電壓暫降的評估電壓暫降的評估42n敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評估敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評估 基于電壓暫降新型描述的嚴(yán)重程度綜合指標(biāo)：max(0.9, (0.9),(0.9, (0.9),(0.92 , (0.92 ).(0.1, (0.1)MMDSIMDSITMDSIh ThMDSIh ThMDSIT 以我國某一城市電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)電壓

35、暫降錄波數(shù)據(jù)為例，采用提出的針對敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力的站點(diǎn)評估方法，對可邏輯編程器(PLC)、可調(diào)速裝置(ASD)、交流繼電器(AC Relay)、個人計(jì)算機(jī)(PC)4類典型的敏感設(shè)備進(jìn)行評估。故障頻次評估故障頻次評估類型傳統(tǒng)方法故障頻次(故障率)提出方法故障頻次(故障率)PLC8(14%)2.5(4.3%)ASD50(86.2%)43.7(75.3%) AC Relay40(69%)34.5(59.5%)PC32(55.2%)23(40%)4、電壓暫降的評估電壓暫降的評估43n敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評估敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評估 以PC為例，分析對比采用新型電壓暫降描述嚴(yán)重性綜合指標(biāo)

36、（MMDSI）傳統(tǒng)描述的嚴(yán)重性綜合指標(biāo)（MMDSI）的評估結(jié)果： 利用傳統(tǒng)描述方法所得暫降幅值為0.182，持續(xù)時間為100ms，可得其MDSI指標(biāo)為100，即此暫降會造成PC故障；利用新型描述方法取電壓間隔為0.05，可得其描述序列：(0.9,100), (0.85,81.7ms), (0.8,69.8), (0.75,60.1), (0.7,50.9), (0.65,46.8), (0.6,39.3), (0.55,35.8), (0.5,24.9), (0.45,22), (0.4,19.5), (0.35,13), (0.3,10.8), (0.25,9), (0.2,1.8)，可得其MMDSI指標(biāo)為24，對應(yīng)于圖中的A點(diǎn)。由此可以看出，暫降幅值較大的暫降可能因其非矩形程度較高，即對應(yīng)于較大暫降幅值的持續(xù)時間較短，可能不會引起設(shè)備故障，甚至并不嚴(yán)重。如若對這種類型的暫降采用傳統(tǒng)方法評估的話，勢必會造成過度評估。嚴(yán)重程度評估嚴(yán)重程度評估4、電壓暫降的評估電壓暫降的評估NORTH CHINA ELECTRIC POWER UNIVERSITY 4、電壓暫降的評估電壓暫降的評估-可用于工業(yè)過程暫降