电压差特征引起电压暂降的故障类型识别--《西安工程大学学报》2015年05期
电压差特征引起电压暂降的故障类型识别
【摘要】：短路故障是引起电压暂降的主要原因之一,快速准确地判断故障类型有利于实施有效的按相电压暂降补偿措施.以△/Y接线变压器方式的中性点直接接地系统为例,提出一种利用相电压差特征引起电压暂降故障类型识别方案.利用相电压差特征对导致电压暂降的故障类型进行区分并确认故障相,为实施按相电压暂降补偿提供依据。仿真分析结果证明了该方案的正确性和有效性.
【作者单位】：
【关键词】：
【基金】：
【分类号】：TM714.2【正文快照】：
〇引言电压暂降是电力系统中最严重的电能质量问题之一[1].短路故障是导致电压暂降的主要因素,为有针对性地实施按相电压暂降补偿,准确判断故障类型及电压暂降相别是必不可少的关键环节.
目前电压暂降的研究主要集中在电压暂降幅值和相位跳变[2],主要包括采用d q变换法、数学
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文档介绍：
国际电工界日益关注的电能质量问题:电压暂降与短时间中断现象及其对供电可靠性的影响肖湘宁华北电力大学电能质量研究所xxn@ncepubj.PROBLEMSOFVOLTAGESAGSANDINTERRUPTIONS.电压暂降现象及其特征2.电压暂降的危害主要内容电压BA短时间中断时间电压暂降图5-4重合闸时故障线路(实线)和非故障线路(虚线)电压均方根值A——故障切除时间B——重合闸重合时间电压瞬时跌落与短时中断过程描述变电站重合闸主馈线1分支线路熔断器2图5-3带有熔断器和重合闸的架空线路配电系统F1F.1电压暂降与短时间中断现象?右图为电压暂降和短时间中断现象波形例,?F1和F2接入同一配电母线,假设F2上发生三相金属性短路?V1c为F1上用户电压发生短时间跌落;?V2c为F2上用户电压发生短时间电压跌落直至中断。故障开始保护动作开关跳闸开关重合短时中断暂降故障线路用户经历一次暂降和一次短时间中断,非故障线路经历一次暂降。瞬时性故障,重合成功永久性故障,重合不成功故障线路用户经历两次暂降,一次短时间中断和一次长时间中断,非故障线路经历两次暂降。.2电压暂降(Sags/Dips凹陷,骤降,跌落)的定义1)电压暂降不同于电压波动或欠电压,是指母线电压有效值大幅度快速下降且持续时间极短的突发事件。2)国际电工委员会(IEC)将其定义为下降到额定值的90%至1%,国际电气与电子工程师协会(IEEE)将其定义为下降到额定值的90%至10%,其典型持续时间为0.5~1min。t(s)0.080.060.040.0-.10(a)电压凹陷与补偿后波形u(V)12u(p.u.)t(s)0.150.100.050..20(a)-0.5-1URMS(p.u.)t(s)0.150.100..20(b)0.60..3电压暂降的特征量?在电压暂降的分析中,通常将暂降时的电压有效值与额定电压有效值的比值定义为暂降幅值;将暂降从发生到结束之间的时间定义为持续时间;将单位时间内(评估时通常一年)发生电压暂降的次数定义为暂降频次。0%20%40%60%80%100%电压RMS(%)暂降幅值=45%持续时间=5周波时间(周波或s)暂降幅值、持续时间、暂降频次是标称电压暂降严重度的最重要的三个特征量(有时还可能出现电压相位跳变)。t(s)0.080.060.040.0-.10(a)电压凹陷与补偿后波形u(V)-781.4电压暂降现象的起因?引起电压严重暂降的主要原因是系统元件或线路的故障。(雷电等恶劣天气影响)特征:暂降幅度大、近乎矩形曲线、持续时间短(即故障在线时间)?引起电压暂降的另一主要原因是重型负荷的启动。特征:暂降幅度小、非规则矩形、持续时间长图a:线路短路图b:大型电机启动就现象而言,电压暂降并不是新问题。但是,由于其危害和影响十分突出,它却成为近年来日益引起电工界关注的最重要的电能质量问题..5短时间中断的基本定义?当电压有效值降低到接近于零时,则称为中断。由于对电压暂降下降幅度定义不同,对“接近于零”的定义也有不同:IEC定义“接近于零”为“低于额定电压的1%”;IEEE定义为“低于10%”[IEEE Std.]。?由于故障自动恢复装置(线路重合闸和备用电源自动投入装置)在电力系统的应用,才出现了短时间中断现象。1.6电压暂降与短时间中断的异同点?电压暂降和短时间中断一般是相伴发生的动态电压质量问题,共同特征是电压均方根值短时间下降。在分析和评估中,往往将短时间中断看作是一种特殊的严重暂降现象,但又要有针对性的研究。?单一电压暂降事件的损失小于1min中断损失,大于1s短时间中断损失。但由于用户侧电压暂降次数远大于中断次数,前者至少是后者的6倍,甚至可高达600倍。因此,暂降造成的总损失要大于中断造成的损失。?中断一般只发生在故障线路上,而电压暂降则可能是由于数百公里外的输电系统的短路故障引起的.因此,电压暂降问题比中断更具有全局性(aglobal problem)。?在消除影响上,为减少电压中断发生的次数,一般仅仅需要改造一个馈电系统,而为减少电压暂降次数则往往需要改造多个馈电系统,甚至需改造远处的输电系统。因此,解决电压暂降问题更困难.1
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电能质量产品及解决方案
电压暂降的危害到底有多大？谈谈电能质量新热点
& & 根据环球网援引韩国《朝鲜日报》报道称，变电站爆炸导致三星半导体工厂流水线意外停产，损失将达数百亿韩元。&& & 报道指出，三星电子虽然没有和变压站有直接的电力联系，但由于电压的下降，也受到一些影响。三星电子相关负责人表示，部分半导体设备感应到电压异常自动停止运作，西安工厂约损失10%的生产力，造成约数百亿韩元的损失。&
& 小编在请教了相关专家后了解到，造成这一后果的原因是变电站发生事故使得电网电压下降，用专业术语来讲就是电网发生了电压暂降，所以三星工厂也受到影响惨遭损失。可想而之，对于半导体行业，电压暂降的杀伤力到底有多大。
& &据了解，现代化生产设备对供电质量的要求非常高，仅仅是瞬间的电压暂降都可以使这些产线停机并导致巨大的直接和间接经济损失。根据业内不完全统计，不仅是半导体行业，还有火电厂、石油化工和煤化工行业、化纤行业、汽车制造行业等等都遭受过电压暂降毒手或者潜在风险。
半导体行业：
&&&&电压暂降会导致半导体设备制作过程被迫停止，大量产品报废，单次事故经济损失可高达几百至上亿人民币。并且会导致PCW系统水泵意外停机，造成价值上千万元的半导体制造机台因不能及时得到冷却水进行降温而损坏，机台维修一次的费用就高达几十万元，同时会造成很多产品报废，经济损失巨大。&&&&&&另外，超纯水系统和空调系统因为电压暂降停机，也会造成同样影响。
&& 长期以来，电网高压输电线路瞬时接地故障造成附近火电机组停机的事件时有发生。原因为电网故障造成系统电压暂降，引起非计划停炉，并由此带来巨大的经济损失。& & 以一台600MW机组为例，一次重新吹扫点火的时间约为2~5小时，直接经济损失约20万元。
石油化工和煤化工行业:&
&&为了保证供电可靠性和工艺供热需求，一般石化和煤化工企业都有自备电厂。自备电厂给粉机变频器、空气预热器变频器等受到电压暂降的影响后，其后果如火电厂一样，同时因为供热停止，造成的化工工艺损失远大于一般的发电厂。 & &
& & 据多数石化企业反映，一次停产损失可高达数百万人民币。以一个年产60万吨的甲醇厂为例，每天生产甲醇约2000吨，一次电压暂降引起的停机事故，重新开车到工艺正常约8小时，以甲醇2000元/吨计算，直接损失就有约130万元。
化纤行业：
& & 在化纤行业中，一个不容忽视的问题就是工艺敏感负荷（如增压泵、熔体输送泵、聚酯搅拌器、计量泵、侧吹风机、环吹风机、浆料搅拌器、高压氯苯泵等）对电压暂降的免疫能力不够。在电压暂降期间发生变频器、接触器跳闸事件，引起整条生产线停止，造成约20~60万元的经济损失和大量废丝，甚至损坏设备，清理和重新开机造成了人力、物力和时间的大量浪费。
汽车制造行业：&&
& & &在汽车行业中，大量使用工业机器人，由机器人控制对金属部件进行钻、切割等精密机械加工或喷涂设备时，如果发生电压暂降事件，会造成机器人的误动作造成产品报废。 损失一样巨大。
&那么到底什么是电压暂降呢？
&&IEEE 标准及国家标准《电能质量电压暂降与短时中断》（GB/T）规定了电压暂降定义：&&&&电压暂降是指电力系统中某点工频电压有效值暂时降低至额定电压的10% ～ 90%（即幅值为0.1 ～ 0.9 （p.u.）），并持续10ms ～ 1min。
电压暂降有什么特点？
& &下图是SEMI 标委会组织的电能质量专题小组调研结果，经过两次在全美洲22 站点进行电能质量研究，共记录到1076 个电压暂降事件，其中在绿色线（SEMI 标准）上方的电压暂降的数量占总数的93%，仅有6 个事件为断电且都在1 秒以内，仅有3 个事件在2 秒以外。
电压暂降又是如何产生的？&
&& &电压暂降一般是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化所引起的。电能在经过远距离的传输过程中，不可避免的会遭遇众多情况，如输配电系统中发生的电力系统故障、雷击、大型电机启动、电容器的投切等事件。
我们对电压暂降真的没辙吗？
&电压暂降的发生难以避免，杀伤力又如此之大，那么我们真的没辙了吗？ NO ! 只要我们做好万全的准备，我们一样能减少和避免损失。以下这台AVC-RTS，不仅可以治理电压暂降问题，还可以治理短暂的电压中断和电压暂升问题。& &&
下图为电压380V 跌到0V 的电压暂降治理效果图。当电网电压发生电压暂降跌落到0V， 经由Sinexcel AVC RTS 补偿后，能快速将电压稳定在380V（黄色为治理后波形，绿色为电网波形）。
&很多时候事情发生后，我们才知道严重性。其实存在造成巨大损失的风险，我们都应该做好预防准备。& &&
相信大家读完这篇文章之后，对电压暂降的危害到底有多大有了一定的了解，也了解了一些关于电压暂降的其它知识。谢谢阅读！ &&
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