电压跌落的产生原因及其抑制方式

２Ｋ Ａ以下 。 ０Ｖ
４ 电动机发 电机组Ｍ 用 电动机的惯性在电压 凹陷时保持发电机 电 ） Ｇ 压平稳并向负荷供电 （ 达到数秒 ）。 ５）变压器分 接头调 节器 。现有 的产品可 在一个半 周期 内完 成调 整 。受变压器分接头 的调节范围限制，仅在一定程度上减轻电压跌落影 响。 ６器 Ｓ Ｓ Ａ Ｃ Ｍ组成 。这里 的Ｓ ＡＴ Ｏ Ｔ ＴＯ Ｔ Ｃ Ｍ是使用Ｉ Ｂ 或Ｇ Ｏ电力 电子器件的脉 ＧＴ Ｔ 宽调制 （ ＷＭ） Ｐ 逆变器 ，具有无功发生器和有源滤波的作用。在正常运 行条件 下它由电网供电 ，向联接点提供电压调节 、功率因数校正和滤除 谐波所需的补偿分量。超 导储能技术Ｓ Ｅ 替￣Ｓ Ａ Ｃ Ｍ中的电容器很 Ｍ Ｓ ＴＴ Ｏ 有发展前景。 目前 ，Ｓ Ａ Ｃ Ｍ的主要应用范 围在 ｌ Ｔ ＴＯ ＭＷｓ５ ０ ＭＷｈ当扰 ～ ００ ． 动负荷接人 电网引起电能质量问题时 ， 应安装 串联或并联补偿设备。通 常补偿装置安装在计量仪表 的出线侧 ，由用户控制。现在一些 国家流行 安装在计量仪表的进线侧 ，由电力公司控制 ，相应的服务费用也增加。 使用有源装置ＳＡ Ｃ Ｍ，Ｄ Ｒ Ｔ ＴＯ Ｖ 可以向用户提供更高 的电能质量 ，并且能 清除用户注入 系统的扰动 。 除了传统 的无源补偿措施 ， 串电抗器电容补偿 、滤波电容器 、晶 如 闸管投切电抗器 ｃ 、静止乏补偿器Ｓ Ｃ Ｖ 、有源补偿装置 ，如有源滤波器 ＡＦ Ｐ 、静止无功发生器Ｓ Ｇ、Ｄ Ｒ Ｖ Ｖ 也得到广泛应用 。
一 一
３ 电压 跌落 抑制 方式
研究表明电压跌落是 当前业界所面临的代价最大的电能质量问题 。 国际上已有若干产品用于减小电压跌落的影响，简要介绍如下： １ ）不间断电源Ｕ Ｓ Ｐ 。在减小电压跌落与 电压中断影响的装置中Ｕ Ｓ Ｐ 是最受欢 迎的。在 电压跌落期间平稳移动Ｎｕ 供电而解决电压稳定 问 Ｓ Ｐ 题 ，效率达到９ ％～ ７ ２ ９ ％。缺点是大容量受 限制 ，费用高。 ２ 动态 电压恢复器Ｄ Ｒ ） Ｖ 。由于 只在 电压跌落 出现时提供负荷满足 正常电压所需的功率消耗 ，所 以效率较 高，费用低于Ｕ Ｓ Ｖ 和Ｍ 。 Ｐ ，Ｃ Ｔ Ｇ 采用 串联补偿技术 的用户 电力。主要 由逆变器 、储能装置与变压器组成 动态 电压恢复器Ｄ Ｒ Ｖ ，变压器串联接入 向敏感 负荷供 电的线路 ，当电网 电压发生变动时 ， Ｖ 通过变压器提供一等量 的反 向电压变动校正输出 Ｄ Ｒ
凳 巍霸
电子科学
电压 跌落 的产 生原 因及其抑 制 方式
舒 慧
（ 南昌市青山湖 区供 电有限责任公司 ，江西南 昌 ３ ０ ９ ） ３０６
摘 要 随着 电压跌落在 电能质量诸 多问题 中的 日益突 出，很 有必要对 电压跌落 问题做一个 比较深入 全面的分析 。 文献 标识 码 Ａ 文章 编号 １７ —６ １（ １ ８—０５ ０ ６３９ ７一２ ￣０２ ０２— １ ０
值 、相角跳变不相同 ，因此 ，电压跌 落还伴随着不对称现象 ，而 且，由 于供 电端变压器绕组联接方式的不同以及负荷连接方式 的不同 ，使得 同 故 障点产生的电压跌落 由输电线路送到不 同负荷时产生的电压跌落类 型也 不 相 同 。 般情况下 ，用来描述 电压跌落特征 的参数主要有３ ：一是电压 个 跌落 的幅值 ，即电压发生突然下降后 的电压幅值大小 ，常用电压幅值跌 落深度 （ ＝ ｓｇＵｅ ） ＭＦ Ｕ ａ／ ｒｆ 来表示 ．其中Ｕ ｅ ｒｆ ￣跌落前的电压有效值 ，Ｕ ａ ｓ ｇ 表示电压跌落时的有效值 ，发生不对称 电压跌 落时，指电压基波正序分 量 的有效值 ；二是 电压跌落时的相角跳变 ，指 电压跌落前后相位角的变 化 ，不对称电压跌落时 ，指电压基波正序分量 的相角变化 ；三是电压跌 落起止时刻 ，即电压跌落的持续时间。
关键 词 电压跌 落 ；感 负荷
中图 分类 号 Ｔ ７４２ Ｍ １
１ 电能 质量 的概念
电能质量 （ 电质量 ）参数通 常可分为两个 范畴 ：１）由国际 （ 供 或 国家 ） 准明确定义的 电能质 量参数 ，如 电压频 率 、偏差 、波 动与闪 标 变 、三相电压不平衡度 、谐 波等 ；２）暂时尚无国际 （ 或国家 ）标准 ， 仅仅给出一些指标值供参考 。这些参 数包含 了一些电压指标和供 电可靠 性指标 ，如电压跌落 （ｏａｅ ａｓ ｖｌｇ ｇ ）、短期与中期电压中断。不能形成标 ｔ ｓ 准表明仍有大量］作要做 ，但并不掩饰其重要性。一些敏感负荷在用电 申请 与电能质量投诉 上已多次涉及该类问题 。 如果从 电压的幅值和波形 （ 指非等 幅正弦波 ）上划 分 ，所涉及 的 电压质量问题 如下 ：１ ）幅值 问题 ，如 电压偏 差、三相 电压不平衡 （ 负 序 ） ；２） 等 波形 问题 ，如谐波 、电压波动与闪变等 ；３）既有幅值问题 又有波形问题 ，如过 电压 、电压跌落 、电压中断等 。
电压至理想的电压波形 ，从而维持 电压稳定 ， 对谐波也有抑制作用。理
论上Ｄ Ｒ Ｖ 仅需负荷功率的３ ％ ０ 就可 以消除所有不大于３ ％ ０ 额定 电压的电 压 凹陷 ，通常覆盖了电压 凹陷数量的９ ％。逆变器可使用Ｉ Ｂ ，Ｇ Ｏ等 ５ ＧＴ Ｔ 电力电子开关器件 。Ｄ Ｒ可以补偿 电压跌 落、谐波 、过电压和三相不平 Ｖ 衡 ，但主要用于减轻电压跌 落的影响。其对 电压跌落的持续补偿能力依 赖于储能装置的容量 。 ３ 磁谐振 变压器Ｃ Ｔ ） Ｖ 。在电压跌落下降到正常值 的７ ％ ０ 时仍能提供 平稳电压支撑 ， 效率在７ ％ ７ ％。体积 比标准变压器稍大，容量通常在 ０ ～５
２ 电压 跌落 的产 生原 因及 危害
从系统侧看去 ，电能质量 的概念和电压质量 的概念相类似。所 以系 统应尽可能提供理想的电压波形 与Ｉ 皤值。最重要 的电压质量问题之一是 电压跌落 （ 电压 凹陷 ） 。电压跌落是指供电系统 中某点的工频电压有效 值下降至额定值的ｌ ｒ ９ ％，持续时间为０ 个周期到一秒的一种现象。 （ｅ ０ Ｙ～ ／ ． ５ 电压跌 落在电力系统的频繁 出现将引起许多 电能质量问题 。近 十几年 来 ，由于敏感负荷的增加 ，由电压跌落造成 的经济损失也迅速增加 。 供 电电流是由用户负荷确定的。负荷多少对电能质量敏感或产生危 害电能质量扰动。敏感 负荷是指对电能质量 问题特别敏感 的一类负荷 ， 电能质量 的下降将使 电气设备运行不正常 、老化甚至损害；扰动负荷是 指特别产生 了有害电能质量的扰动的一类负荷 ，应 提供 附加 的治理措施 减 小这 种 危 害 。 扰动负荷 由其负荷特性 决定 ，可能产生电压波 动、过 电压 、电压跌 落以及谐波 、负序和其他干扰。如冶金 电弧炉产生 电压波动与闪变 、谐 波与负序等电能质量 问题 ；电气化铁路牵引负荷产生 电压波动 、谐 波与 负序等 电能质量 问题 。现场测量显示这一类冲击负荷还形成电压 突然跌 落，瞬 间电压下降超过 １％。较平稳 的整流负荷如电解锌 、铝厂等 主要 ０ 产生特征谐波． 需要特别指出的是 ，随着电力 电子技术的推广 ， 工业生产 过程对电能质量与供 电可靠性 的要求越来越高 。如电压跌落与短期／ 中期 电压 中断对使用微电子器件 的装置或生产过程产生严重影响 ， 常常是装 置误动 、损坏或产品报废 的主要原因。工业用户对 电能质量 与供 电可靠 性有不同的要求 。传统电能质量问题如谐波或 闪变通过在源头采取治理 措施能够很好地解决。但是 电压跌落及电压 中断这一类问题 ，适合于在 电网侧解决。 大部分电压跌落是 由于雷击和输 电线路短路故 障引起 的。感应电动 机的启动等也会引起 电压跌落 ，但这种 电压跌落一般并不严重。雷击引 起的绝缘子闪络和线路对地放电是造成 系统电压跌 落的主要原因。由于 电力系统 中的大多数设备是暴 露在露天 的，在雨季或多雷地区 ，暴露在 露天的运行设备很容易受到雷电干扰 。因雷击引起 的电压跌落约占总数 的６ ％左右 ，并且持续 时间超过５ ｏ 个周期 。系统故障是引起 电压跌落 的 另一重要原因。 目前配电系统 中的线路主保 护一般是分段式电流保护 ， 该保护最大的缺 陷就是在线路故 障时不能做 到无延时地切除故障。即使 是无延时保护 ，其固有动作时间也要３ ６ ～ 个周期 ，因此在故障期间 ，线 路上的敏感 负荷将被迫退 出工作 。如线路上装有重合闸装置时，由此引 起 的电压跌落次数将成倍增加 。故障引起的电压跌落的幅值 大部分都在 ３％ ０ 额定值 以下。按输 电线路 的故障类型可分为三相短路 、单相接地 、 相问短路三种情况。对三相短路而 言，电压跌落是对称的，因此可用传 统的电压跌落深度和持续时间来描述。但对于不对称故障，各相电压幅