电压暂降幻灯片

《电压暂降幻灯片》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电压暂降幻灯片（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电压暂降 VOLTAGE SAGS,大纲,1.电压暂降(Sags/Dips)的基本概念 2.电压暂降的特性参数 3.电压暂降的国标 4.电压暂降的起因 5. 电压暂降的影响及危害 6.电压暂降的抑制 7.总结,1.电压暂降(Sags/Dips)的基本概念,电压暂降概念与定义 电压暂降或下跌是指供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象。在电网中这种现象的持续时间大多为0.11.5s。,电压快速短时突然变动示例,电压暂降(Sags/Dips)的基本概念,电压暂降属于两维的电磁扰动，即电压跌落的大小（残压或暂降深度）和时间（持续时间见图）。 残压是电压暂降或短时间停电过程中电压方均根值的最小

2、值，残压可用伏特值或相对参考电压的百分比值或标幺值表示。,Dip,Sag,有专家这样定义,电压暂降(Sags/Dips)的基本概念,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的幅值，将暂降从发生到结束之间的时间定义为持续时间，将单位时间内发生电压暂降的次数定义为暂降频次。 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0.530周波。,国际供电界关于电压暂降的认识,CIRED KL2002国际供电会议主席指出，把电能质量问题列为当前国际供电界关注的首要问

3、题。而电能质量的首要问题是电压骤降，应该作为研究解决的重点（在用户电能质量问题投诉中，90%以上是电压骤降引起的。据统计和案例反映，造成用电设备异常运行或停电的绝大部分因素是电压骤降问题）。,电压 RMS,B,A,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,暂降发生过程简要分析,变电站,2,图5-3 带有熔断器和重合闸的架空线路配电系统,故障切除电压恢复,重合成功 电压恢复,事件型电能质量电压暂降实测波形,11月5日8时55分36秒发生电压闪停问题，电能质量监测装置记录的故障时刻进线电压电流波形如下图所示：,

4、开始时刻：11/5 8:55:36:729，结束时刻：11/5 8:55:37:069，持续时间340ms，最低降至7.9kV（线电压） 11月5日8时55分39秒又发生电压闪停问题，电能质量监测装置记录的故障时刻进线电压电流波形如下图所示：,开始时刻：11/5 8:55:39:380，结束时刻：11/5 8:55:39:737，持续时间357ms，最低降至7.93kV（线电压）,大型电动机的启动引起的电压暂降,2.电压暂降的特性参数,电力系统是一个独特的自成一体的动态系统。任意一点的电压、电流或者阻抗发生变化都将引起系统其他地方的电参数发生变化。 一、电压暂降持续时间 电压暂降的持续时间主要

5、是由熔断器、断路器和保护装置的动作时间决定。 传输线路的短路故障清除时间较短，约60150ms; 配电故障的清除时间较长，MV, 0.52s, LV, 则取决于熔丝的特性。,二、电压暂降幅值 电压暂降的跌落程度是随机的，取决于电网内观察点相对于短路点的位置（距离）。 观察点离短路点越近，残压越低； 观察点离电源（电源、电容器组、蓄电池等）点越近，电压跌落的越小； 输电系统的故障会导致大范围（数百公里远的地区）发生电压暂降； 配电网短路故障的影响范围较小；但用户设备内部故障引起的附近观察点的电压暂降更严重； 短路类型和变压器绕组的连接方式会改变电压暂降深度。,三、相位跳变 电压暂降发生时通常会产

6、生电压相位的改变称为相位跳变。 四、电压暂降发生的频次 电压暂降频次是指一定时间内电压暂降发生的次数，其数值越高则对敏感负荷的影响频繁程度越高。,阈值对电压暂降持续时间的影响,电压暂降的持续时间取决于设定的阈值,某工业用户端电压暂降幅值分布图,图所示为一家115kV 工业用户电压暂降幅值的实 测结果（监测期为1年）。 可以看到，该工厂供电系统 中电压暂降绝大多数处在 低于额定值的10%-30% （或表示为0.9pu 0.7pu） 范围内。电压暂降大于50 的几乎为0. （注：按照IEEE定义，低于额定值0-10%的电压变动不属于电压暂降）,电压暂降特征量的统计规律,美国EPRI-DPQ电压暂降

7、 统计调查分布结果 暂降幅值为0.7p.u0.9p.u 的电压暂降占70%。; 持续时间不超过1s的约占90%， 不超过0.1s的约占60%; 发生频次平均低于0.7p.u.的 为18.422次/年，低于0.9p.u 的为56.308次/年。,3.电压暂降的国标,以IEEE 和IEC 为首的电力电气权威机构相继制定了电压暂降相关国际标准：IEEE Std 1159-1995 和IEC 61000-2-8（2002-11），这为电压暂降的标准化治理提供了有力的依据。目前，我国在供电方面还没有制订该项国家标准。 我国标准GB/T 17626.11-2008 电磁兼容 试验和测量技术 电压暂降、短时

8、中断和电压变化的抗扰度试验直接等效于IEC 61000-4-11，其对电压暂降试验的规定如下：,电压暂降试验的规定：,4.电压暂降现象的起因总结,引起电压严重暂降的最主要原因是系统元件或 线路的故障。(雷电等恶劣天气影响居多的线路短路) 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大容量负荷的 投切。（大型电机、电弧炉、焊接设备等） 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,就现象可见,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.,电压暂降对供电条

9、件的影响,电压暂降的起因是由于事件引起的功率（尤其是无功功率）大幅度变化，其波及面较大。 电压暂降的直接技术性影响取决于暂降幅值和持续时间。 设备不能发挥应有的功能，或只能在有限的范围内运行。 设备性能降低，在极端情况下完全停止工作。 更为严重的是，工艺流程重启动造成的连带影响；,5.电压暂降的危害,随着现代电力工业的快速发展和系统中用电负荷结构的重大变化，暂态电能质量问题引发的事故越来越多，电压暂降问题愈发凸显，电压暂降造成生产线上电机停机、变频器失压保护动作、可编程逻辑控制器（PLC）失灵、计算机存储数据丢失等事故也越来越多，给用户带来巨大的经济损失。,设备不能正常工作的原由,电压暂降往往

10、引起用户电气设备不能正常工作,究其原因主要有： 交流电压不足，供应电能不足，导致设备停运；如典型的桥式整流的电源电路。 电压低引起设备电源监视回路跳闸，设备停运； 电压低引起紧急关闭电路等的速动继电器动作切断电源； 电压暂降恢复时上升脉冲引起设备的复位电路不正确动作，设备重启； 电压相角跳变或不平衡电压暂降引起不平衡保护继电器动作，设备停运。,整流滤波波形,速动继电器,复位电路,平衡保护继电器,现代电气设备对电压暂降愈加敏感,（1）电子计算机 （2）可编程逻辑控制器（PLC） （3）可调速驱动装置,电压暂降对电气设备及控制系统的影响,电压暂降对一些设备影响总结于下表：,典型设备的暂降敏感曲线,

11、耐受或过渡电压暂降的能力（voltage sag ride-through capability，又称为电压暂降承受值或容忍值）是指确保设备正常运行所能容忍的最低电压值与承受时间。 用户设备对电压暂降的容忍性表现为电压暂降敏感曲线（最小暂降承受值与持续时间的函数关系），如图所示，国际上最早称之为CBEMA曲线。,CBEMA曲线,ITIC曲线,设备电压暂降敏感曲线举例,暂降记录分布图 - ITIC_1997标准,ITIC: Information Technology Industry Council（IT业委员会）,暂降事件分布图 - SEMI F47_1998标准,SEMI: Semicon

12、ductor Equipment and Materials International group（半导体设备及材料国际组织）,图为对某美国公司进行电能质量检测，监测期间发生24次电压暂降，根据SEMI F47_1998标准制造的半导体设备可以规避了17次。,SEMI F47,电压暂降的危害-行业举例1,。,汽车制造业灵活的自动控制和链式供应生产线管理 由于无序断电和上电,暂降导致损坏部件或加工设备以及数字控制设备需重新设置控制流程； 暂降影响机器人电焊工的焊接质量，甚至需要重新回炉或电焊程序的重启； 暂降使得喷漆线突然停止，在火炉控制重启前，需要30min净化空气控制系统。 暂降导致停产的

13、更多时间是花费在整个生产线再启动上（有报道讲，由于4个周波的电压暂降，需要72min才能恢复生产线工作，造成损失可达700，000$）,暂降造成商业与民用建筑中的电梯、自动消防与报警系统中止工作,电压暂降危害-行业举例2,塑制品聚合加工业、造纸业、玻璃制造业电力消耗大户 暂降导致现代化生产线突然停止意味着重启前需要数小时清除设备内的垃圾。 某玻璃制品厂工频5个周期的电压间断，造成损失约200,000$； IT、通讯业高价值端客户需要超高可靠性 某计算机中心2秒的供电中断引起约600,000$的损失。杭州东信通讯移动电话公司一次暂降造成损失达3，000，000￥。 医疗器械暂降引起设备不正常工作

14、影响诊断、治疗、手术进行，甚至危及到病人的生命。,6.电压暂降的抑制,很明显，为解决或减缓设备敏感度问题，应该从消除或减少设备遭受电压暂降的机会和增强设备本身对暂降的耐受能力两方面入手。 因此，设备对电压暂降的敏感度问题涉及电力部门、用户和设备制造商，需要三方协力合作，共同解决。 1.供电系统方面 2.用户方面 3.设备制造商方面：,7.总结,电压暂降是一种不可避免的自然现象，随着新型电力电子设备在电力系统中的广泛应用，电压暂降已日益成为电力设备安全运行的一大隐患，电力部门有责任为用户提供本系统电压暂降的详细信息，用户应根据实际情况选购新设备，或者为保证设备的安全运行采取必要的技术措施；而设备制造行业也应重视设备对电压暂降的敏感程度，及提供相应的技术参数描述设备对电压暂降的免疫能力。总之，解决电压暂降所带来问题的关键在于电力部门、电力用户和设备制造商的密切合作。,谢 谢,