有關(guān)電壓暫降的綜述

1、有關(guān)電壓暫降的綜述電壓暫降的概念及定義 電壓暫降的起因分析電壓暫降的危害及其監(jiān)測手段電壓暫降的緩解措施4 43 32 21 1一、電壓暫降的概念及定義電壓暫降（voltage sag）是指，供電系統(tǒng)中某點的工頻電壓方均根值突然降低至額定值的90%10%，且經(jīng)過短暫的時間間隔又重新恢復(fù)的現(xiàn)象（持續(xù)時間一般為10ms1min）。在多數(shù)相關(guān)文獻中，電壓暫降屬于兩維的電磁熱動，即電壓值（殘壓或暫降深度）和時間（持續(xù)時間），如下圖所示： 電壓暫降深度定義為電壓額定值與電壓暫降過程中殘壓的差值。電壓暫降持續(xù)時間是指供電系統(tǒng)中某點電壓跌落到低于暫降起始閥值的時刻與該點恢復(fù)到暫降結(jié)束閥值的時刻之間的時間。二、

2、電壓暫降的起因分析(1)短路故障引起的電壓暫降供電系統(tǒng)的短路故障是產(chǎn)生電壓暫降的首要原因。短路故障會引起一個非常大 的電流，從而在供電系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生一個很大的電壓降。在系統(tǒng)運行的過程中，短路故障時不可避免的。產(chǎn)生短路的原因很多，但基本上都是超過絕緣水平而引起的，大部分是因為絕緣擊穿，或者是切換操作或大氣放電引起的過電壓。（2）感應(yīng)電動機啟動引起的電壓暫降大容量感應(yīng)電動機啟動也是引起電壓暫降的主要原因。當(dāng)電動機啟動時，定子電流明顯增大，一般為額定電流的56倍，電源阻抗分壓增加，造成 PCC 發(fā)生電壓暫降。綜上所述，由感應(yīng)電動機啟動引起的電壓暫降主要有下列特點：三相電壓同時開始發(fā)生暫降，三相電壓

3、暫降幅值相同；電壓暫降開始時，電壓幅值突然下降，隨后電壓緩慢恢復(fù)至正常值；電壓暫降幅值一般不低于 80%。二、電壓暫降的起因分析電壓暫降會引起變速驅(qū)動裝置（ASD）跳閘、程序邏輯控制器（PLC）損壞、各種數(shù)字式自動控制裝置誤動、計算機系統(tǒng)失常，數(shù)據(jù)丟失；導(dǎo)致相關(guān)加工生產(chǎn)線（例如石化、玻璃、紡織、造紙、塑料、半導(dǎo)體以及橡膠等）停頓，大型場所照明失電（例如鏑（di）燈,）燈滅后需冷卻好幾分鐘后才能啟動)等等。下面列出了電壓暫降對一些設(shè)備的危害以及電壓暫降的監(jiān)測手段。三、電壓暫降的危害及其監(jiān)測手段造成電壓暫降的主要原因是供電系統(tǒng)及用戶內(nèi)部發(fā)生的事故。大型電動機的硬啟動也會造成電壓暫降和閃變，但通常不

4、是特別嚴重,而短路故障時故障點電壓幾乎為零，故障還會波及到周圍地區(qū)，造成相鄰線路和相關(guān)用戶感受到不同程度的電壓暫降。暫降的幅度主要取決于故障母線和負載之間的阻抗以及變壓器繞組的連接方式。而暫降的持續(xù)時間由保護系統(tǒng)采用的故障清除時間決定。四、電壓暫降的緩解措施基于上面對因短路故障而引起的電壓暫降所做的分析，可采取以下對策消除或減緩電壓暫降造成的影響：（1）減少故障次數(shù)雖然短路是不可避免的，但有很多措施可以減少短路故障的次數(shù)。這些措施包括：用電纜取代架空線；在架空線上采用絕緣導(dǎo)線；定期砍伐輸電線范圍內(nèi)樹木；采用專門的避雷線來保護架空線；提高絕緣水平；提高檢修和定期維護的頻率；清潔絕緣子等。因為大部

5、分嚴重的電壓暫降都是由故障引起，所以這種方法可以直接降低電壓暫降的發(fā)生頻度。四、電壓暫降的緩解措施（2）減少故障清除時間電壓暫降持續(xù)時間很大程度上取決于短路故障清除的速度。短路故障保護的一個主要特征就是開關(guān)、熔斷器等的動作時間分級，以確保在電力系統(tǒng)內(nèi)最合適的點清除故障。也就是說，故障切除時間、電壓暫降和短時間停電的持續(xù)時間都是由短路故障發(fā)生的位置決定的。減少故障持續(xù)時間基本的方法是采用限流熔斷器，它可以在非常短的時間內(nèi)切除故障。通過降低短路電流和縮短短路故障持續(xù)時間可以有效地把電壓暫降持續(xù)時間限制到一個周期以內(nèi)。四、電壓暫降的緩解措施在高壓或特高壓系統(tǒng)中，最常見的是單相故障，往往采用的是單相重

6、合閘技術(shù)，即監(jiān)測到故障后，只有故障相斷開，經(jīng)過一段時間后，自動重合閘有閉合。輸電系統(tǒng)的保護是基于距離保護繼電器的，其動作時間取決于保護裝置與系統(tǒng)內(nèi)故障點之間的距離。這段距離可以通過阻抗計算來確定 。根據(jù)計算結(jié)果，如果故障點位于被保護線路長度的第一段內(nèi)，就會產(chǎn)生一個瞬時斷開命令，否則，如果故障點發(fā)生在較遠的距離，就會產(chǎn)生延時斷開命令。四、電壓暫降的緩解措施（3）在供電系統(tǒng)和用戶設(shè)備的接口安裝電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置現(xiàn)實的情況是,用戶極少有機會要求制造商提供對電壓暫降具有特殊耐受力的設(shè)備,同時也很難要求供電部門為其提供具有“特殊”質(zhì)量的電力。因此,在供電系統(tǒng)和用戶設(shè)備的接口安裝電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置就成為比較現(xiàn)

7、實的選擇。歸納起來,這些用戶端的解決方案主要包括:能量貯存技術(shù)包括電池后備系統(tǒng)（Battery Backup System),超級儲能電容器(Super Capacitor)，四、電壓暫降的緩解措施飛輪儲能系統(tǒng)(Flywheel Energy Storage System)，超導(dǎo)磁能貯存系統(tǒng)(SMESS)，燃料電池(Full Cells)等?；谧儔浩鞯慕鉀Q方案主要包括恒壓變壓器(CVT),靜態(tài)電子分接開關(guān)(Static Electronic Tap Changer),有的也稱作靜態(tài)電壓調(diào)整器(SVR)。四、電壓暫降的緩解措施基于逆變器的解決方案包括不間斷電源(UPS) ，動態(tài)電壓恢復(fù)器(DV

8、R)，統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)等。基于固態(tài)開關(guān)的解決方案主要包括固態(tài)斷路器(SSB-Solid State Breaker)，固態(tài)切換開關(guān)(SSTS-Solid State Transfer Switch),故障電流限制器(FCL-Fault Current Limiter)等。四、電壓暫降的緩解措施在電壓暫降的治理和電能質(zhì)量的綜合控制方面，特別值得一提的是用戶特定電力(Custom Power)，它是將電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)、自動控制技術(shù)等髙新技術(shù)運用于中、低壓配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)中，以減小諧波畸變，降低電壓波動和閃變、電壓的不平衡以及電壓暫降和短時斷電的影響，從而提高供電可靠性和電能質(zhì)量的新型綜合技術(shù)。四、電壓暫降的緩解措施用戶特定電力技術(shù)的特點：能有效地提高供電可靠性，用固態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)切換備用電源，將斷電時間限制在半個周波以內(nèi)；能有效地清除或減少同一線路因非線性負荷產(chǎn)生的諧波、不對稱負荷或沖擊負荷的影響；能有效地清除電壓驟降的影響而保持用戶端電壓恒定。因此用戶特定電力可完全滿足對電力要求甚高的用戶的需要。用戶特定電力概念的提出，有助于供電部門提供高可靠性和高質(zhì)