关于电能质量重要问题电压暂降课件

1
u (V)
400
0.5
200
0.8
1
0
0
0.6
-0.5
-200
-1
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0.4
0.02 0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0
(a)
t (s)
0.05
0.10
0.15 0.20
(b)
2
-400
0.25
0.02
0.04
0.06
0.08
t (s)
（a） 电压凹陷与补偿后波形
0.10
6
t (s)
1.4 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）
图a：线路短路
➢ 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b：大型电机启动
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。
u (p.u.)
1
URMS (p.u.)
◇ 持续时间不超过1s的约90%， 不超过0.1s的约占60%;
◇ 平均发生频次低于0.7p.u.的 为18.422次/年，低于 0.9p.u 的为56.308次/年。
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1.8 电压暂降危害-发生频次统计
➢ 调查结果显示：
❖ 美国电压暂降幅值低于0.7p.u.的典型值为18-20次/年，低 于0.9p.u.的次数为50次/年。
➢ 电压暂降往往引起用户电气设备不能正常工作,究 其原因主要有：
0.12
0.14
t (s)
1.3 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 100%
值定义为暂降幅值；将暂降从发生到 80%
60%
结束之间的时间定义为持续时间；将 40%
单位时间内（评估时通常一年）发生 20%
电压暂降的次数定义为暂降频次。 0%
电压RMS (%)
持续时间=5周波 暂降幅值=45%
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
u (V)
400
特征量(有时还可能出现电压相位跳变)。 200 1
0
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-200 2
-400
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
7 0.12
0.14
（a） 电压凹陷与补偿后波形
❖ 加拿大对工业用户的调查结果是每个用户侧监测点每相每月
平均暂降38次。
❖ 英国某造纸厂年电压暂降事件次数约36次。 ❖ 杭州东信通讯移动电话公司2003年上半年就发生了6-7次暂
降事件。
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1.9 影响用户工作的故障点位置
➢ 因内外故障引起用户不能正常工作的故障点 统计情况（图a）。
➢ 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.
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1.8 电压暂降特征量的统计规律
美国EPRI-DPQ电压暂Βιβλιοθήκη Baidu统计 调查分布图
◇ 暂降幅值为0.7p.u－0.9p.u 的电压暂降占70%。;
➢ 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。
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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 （a global problem）。
➢ 由故障点位置统计结果（图b）。
从所显示的数据统计分析可知：
❖ 非本线路故障引起电压暂降影响用户设 备不正常工作所占比例可达77%。
❖ 输电系统和配电系统故障引起暂降都会 影响用户正常工作，且配电线路故障引 起电压暂降的比例大于输电线路故障原 因。
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图a
图b 13
2.5 设备不能正常工作的原由
关于电能质量重要 问题电压暂降
主要内容
1. 电压暂降现象及其特征 2. 电压暂降的危害
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2
电压瞬时跌落与短时中断过程描述
电
电压暂降
压
短时间中断
A
B
重合闸
1
熔断器
变电站
主馈线
2
时间
分支线路
F2
F1
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
故
保 开 短时中断 开
障
护关
关
开
动跳
重
始
作闸
合
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4
瞬时性故障，重合成功
永久性故障，重合不成功
故障线路用户经历一次暂降和一次短 时间中断，非故障线路经历一次暂降。
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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。
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1.2 电压暂降(Sags/Dips凹陷，骤降，跌落)的定义
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图5-3 带有熔断器和重合闸的架空线路配电系统 3
1.1 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
暂降
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。
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.
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1.5 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.1159-1995]。