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1、电力系统中的暂态电能质量问题DIANQIGONGCHENG}lcYo,(;电力系统中的暂态电能质量问题天津天铁集团钢板公司(300162)杨廷强中冶南方工程技术有限公司(430080)翁利民[摘要]暂态电能质量问题日益突出,越来越受到关注,文章从暂态电能质量的概念及其特征出发,对其进行了较为详细的分类,分析产生的成因以及对电网的影响和危害,并提出和阐述了基于D—FACTS技术的改善暂态电能质量的装置与措施:动态电压恢复器,静止无功发生器,固态断路器,统一电能质量控制器,超导磁能与UPS等;由于电压骤降,骤升与电压中断等已经成为系统可靠性分析和暂态电能质量
2、研究的重要内容,制定相关国家标准已经迫在眉睫.f关键词]电压骤降电压中断电压骤升电压缺口电压波动l引言电能质量问题包括稳态电能质量和暂态电能质量两个方面,它直接影响电力系统的供电安全及用电设备的正常运行.传统的电能质量问题都是基于系统稳态而言的,如三相不平衡,高次谐波等,经过研究与努力,稳态电能质量有了相当的提高.随着工业自动化和电力系统的深入发展,一方面.配电网中非线性负荷对电网的电能质量构成了严重的威胁;另一方面.配电网中如计算机等用电设备对系统干扰更加敏感.它们对电能质量提出了高可靠性和高可控性的要求,因此,暂态电能质量问题成为当前研究的热点之一.
3、2暂态电能质量的概念及其特征暂态电能质量问题主要包括脉冲型的暂态电能质量问题和振荡型的暂态电能质量问题.脉冲型暂态电能质量问题是指电压,电流或两者在稳态情况下发展突然,非工频且单方向(正或负极性)性质的变化.例如雷击电流脉冲暂态过程造成的电能质量问题.振荡型暂态电能质量问题是指电压,电流或两者在稳态情况下发生突然,非工频且正级性和负极性两方面的变化.根据IEEE的划分.暂态电能质量问题主要包括以下几类:电压暂降(VoltageSags)是指在工频情况下电压或电流的有效值效降低至0.1p.U,且持续时间在0.5个周波到1min.易发生电压骤降的场合有:系统
4、故障,启动重负荷或大容量的电动机等.电压骤降按持续时间可以分为瞬时,即时和暂时,其三个特征量是幅值变化,持续时间与相位移动.电压暂升(VoltageSwel1)即在工频情况下电压或电流的有效值升高至1.1～1.8p.U.,且持续时间在0.5个周波到lmin.易发生电压骤升的场合有:系统故障(例如单相对地故障情况下的非故障相电压),或对大容量电容器充电.电压中断(VoltageInterruptions)即供电电压或负荷电流降低到0.1p.U.,以下且持续时间不超过1min.易发生电压中断的场合有:系统故障,设备故障,控制误动,电压骤降发展成中断(如变电所
5、重合闸).电压缺口(VoltageNotches)持续时间小于0.5个周期的周期性电压扰动.电压缺口主要是电力电子装置由一相换至另一相时.参与换相的电路瞬时短路造成的.它使电压波形在一个周期内有超过两个的过零点,与电压缺口有关的频率分量很高.采用谐波分析仪测量很困难.瞬时脉冲(Transients,也称瞬时突波)即在两个稳态之间的一种在极短时间内发生的现象或数电气工程应用2006.611量变化,它可以是任一极性的单方向脉冲.也可以是发生在任一极性的阻尼震荡的第一个尖峰.电压波动(VoltageFluctuations)指电压的有规则波动,其幅值通常不超过
6、0.9～0.1p.u.各种暂态扰动波形示意见图l.图l:暂态电能质量问题示意图暂态电能质量问题虽然持续时间很短.但会对敏感用户造成巨大的甚至不可挽回的损失.其中影响许多用户设备正常运行最严重的暂态电能质量问题是电压跌落和电压中断.电压暂降已成为影响许多设备.尤其是电子类设备正常工作的严重因素,而且不同类型.甚至同类型但不同的品牌的用电设备对电压暂降的敏感度差异也很大.这表明电压暂降所造成的危害与设备自身的特性以及用户的要求密切相关.例如,对配电网的调速电机.当电压低于70%.持续时间超过6个周波时,电机将被迫切除.而对于一些精细加工中的电机,当电压低于9
7、0%.持续时间超过3个周波时,电机就会被跳闸而退出运行.对于日常工作和家庭中的计算机.当电压低于60%.持续时间超过几个周波时.计算机工作将受到影响.如数据丢失等.在工业生产中.任一设备的电压中断都将可能导致整个流水线,甚至全厂作业的中断.造成的损失非常巨大.3基于D—FACTS技术的改善方法D—FACTS技术,即配电网中的FACTS技术,亦称为用户电力技术(简称CP技术),其核心是电力电子,微处理及控制技术在配电系统中的应用,是提高综合暂态电能质量的一种经济,有效的方12电气工程应用2006.6法,与柔性交流输电系统(FACTS)相比,其控制器原理及结
8、构均相同.只是电气标幺值较小.cP技术等效D—FACTS,其目的是加强配电系统的
