电力系统电压暂降的简述

一
环 。该 曲线 一 般 可以 简化 为 图 ４的 Ｉ Ｔ Ｉ Ｃ 曲线 。
“ Ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｓ ａ ｇ ”（ 又 称 Ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｄｉ ｐ ）
在 电 工 词 典上 的译 名 是 “ 短 时 间 电压 下 期 间 ，线 路 上 的 敏 感 负荷 将 被 迫 退 出工
降” ，即指 在短时 间 内（ 通 常指 工频半 个周
作。如线路 上装有 重 合闸装 置时 ，由此 引
广泛 的 设备 敏 感 曲线是 ＣＢ Ｅ ＭＡ 曲线 （ 得 名 于提
主 要是 在 已知 系统 结 构 的 情 况下 ，运 用 故障 出该 曲线的组 织 Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ
分析 方法 ，实 现对 某一 点 电压 暂 降 凹陷域 的分析 。 Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｒ ｓ Ａｓ ｓ ｏ ｃ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ） 。该 曲线最初 用于描 故障 若 发 生在 凹 陷域 内 ， 电压暂 降 则 会影 响 本 点 述大 型 计 算机 对 于 电压骤 降 等 的耐 受 能 力 ，但 其 的 工 作 ；凹陷域 以 外 的故 障 ，电压 暂 降 则不 会影 后被 工业 界 所接 受 和推 广 应 用 到可 调 速 驱 动设 备
电力 系统 的危 害 ，并 在 此 基 础 上 介 绍 了 电压 暂 降 的 分 类 、评 估 指 标 ，以及 应 对 电压 暂 降 问 题 的 措 施 。
◎ 三 峡 电 力职 业 学院 周 皓
电压暂 降的原 因
大 部 分 电 压暂 降 是 由于 雷 击 和 输 电 线 路 短 路 故 障 引 起 的 。 感 应 电 动 机 的起 动 等 也 会 引 起 电 压 暂 降 ，但 这 种 电 压暂
图 １ Ｆ ＲＳ的特性 示意 图
ｔ ｜ ｓ
续 时 间超过 １个 周波 时 ，接 触 器就 会 脱 扣 ；而 有
的研 究 表 明 当 电压 低于 ７ ０ ％ 额 定 电压 甚 至 更高 ， 接 触 器 就 会 脱 扣 。 对 早 期 的 可 编 程 序 控 制 器 （ Ｐ Ｌ Ｃ） ，当 电压 低于 ｌ ０ ％Ｕ Ｎ ，仍 能持 续 工作 １ ５个 周波 ；新 版产 品 ，当 电压低于 ５ ０ ％ 时 ，Ｐ Ｌ Ｃ停
电梯 故 障 是 由于 供 电 系统 突然 降压 １ Ｓ 造成的。 （ ２）对信 息 业 有很 大 的影 响 据 估计 ８ ０ ％ 服 务 器 出现瘫 痪 以及 用户 端 ４ ５ ％ 左右 数 据 丢失 和 “ 出错 ”均 与 电压 暂 降有 关 。 （ ３）对 大 型敏 感工 业 用 户造 成很 大 的 危 害 有 的研 究表 明当 电压 低 于 ５ ０ ％ 额 定 电压 ，持
电力系统电压暂降的简述
Ｏ ｍｓ ～１ ａｉ ｒ ｎ 。 另外 有 的文献 将相 移 也作 对 动 态 电能 质 量 问题 中最 主 要 的 电压 暂 降 问 题 １ ２ ］ 。 进 行 了简 述 ，包 括 电压 暂 降 的 原 因 ，传 播 过 程 及 对 为描 述 电压 暂 降的特 征 量之 一 【
一
皂能质量 ’ 出
，
很 有必要 对 电压 暂降 问题 做一 个比较 缺 陷就 是 在 线 路 故 障 时 不 能 做 到 无 延 时
。
毫压 暂降 。 深入全 面的探讨 …
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
设备敏感曲线 ・
止 工作 ；一些 Ｉ ／ Ｏ设 备 ， 当电压低 于 ９ ０ ％Ｕ ，持
图２ ＭＳＲ Ｓ的特性 示意 图
续 时 间仅 几 个 周波 就 会 被切 除 。
图３ ＭＲ Ｒ Ｓ的特 性示 意图
电压暂 降的分类 及其特性
分成 三类 ： 第一 类称 为 Ｆ Ｒ Ｓ （ Ｆ ａ ｕ ｌ ｔ Ｒｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｓ ａ ｇ ｓ） ，
产 品质量 和科学 实验 以及人 民生活和 生产 由于 电力 系 统 中的 大 多 数 设 备 是 暴 露 在
的正常运行 均具有十 分重要 的意义 。 １ ９ ９ ４ 露 天的 ，在雨季或 多雷地 区 ，暴 露在露 天 年欧 洲电工标 准化 委 员会 （ Ｃ Ｅ ＮＥ Ｌ Ｅ Ｃ）正 的 运 行 设 备 很 容 易 受 到 雷 电干 扰 。 因 雷 式 颁布 公共 配电系统 供 电电压特性 ） ）标 击 引起 的电 压暂 降约 占总数 的 ６ ０ ％左右 ， 准 （ Ｅ Ｎ５ ０ １ ６ ０ ） ，作为欧洲对 电能的统一标 并 且 持续 时 间超过 ５个 周 期 。 准 ，并 已为 国际 电工委 员会 （ Ｉ Ｅ Ｃ）采用 ， 系 统 故 障 是 引起 电压 暂 降 的 另一 重 其 中就 有关于 电压暂 降的规定 。随 着 电压 要 原 因 。 目前 配 电系 统 中的 线 路 主 保 护 关键坷／ Ｋ ｅ ｙ Ｗ ｏ ｒ ｄ Ｓ 暂降 问题 在 电能质量诸 多 问题 中的 日益突 般 是 分 段 式 电流 保 护 ，该 保 护 最 大 的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
变压 器接 线 方 式下 的 电压 暂 降的 传 播特 性 ，将有
般情 况下 ，用 来描 述 电压 暂 降特 征 的 参 数 助 于进 一 步 认 识 电压 暂 降 的传 播 过程 。
２ ０ ０ ７年 ７ 月 ・ 电力 电气专 刊 ・ 量调 Ｉ ８２ ９
目前 国外 在 这 方面 已经 做 了大 量 研 究 ，国 内 间段 内 ，得 到 的指标 在概 率意 义上 的置信 度 不高 ，
１ ～ 图 ３所 示 。
一
电压 暂降传播 过程分析
配 电系 统 电压 暂 降传 播 过程 分 析 主 要 包 括 两
方面 内容 】 ：
（ １ ）变压 器运行 方式 对 电压 暂 降传 播 的影 响 输 电系 统 故障 引起 的 电压 暂 降将 会通 过 变压
器 耦 合到 配 电系统 ， 因此运 用 变 压 器建 模 方 法及 故 障分 析 方 法 等 ，详 细 分析 不 同 故障 类 型 和 不 同
即 与 故 障 有 关 的 电压 暂 降 ；第 二 类 称 为 Ｍ ｓ Ｒ ｓ 的 电压 有效 值 ，
（ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｓ ａ ｇ ｓ ） ，即与大 型 电动机 生 不 对 称 电压 暂 降时 ，指 电压 基波 正 序 分量 的 有
主 要有 三 个 ：一是 电压 暂 降 的幅 值 ，即 电压 发生 深度 （ ＭＦ ＝ ｕ。 ／ 。 ）来表 示 ，其 中 。 指暂 降前 。 表示 电压暂 降时 的有效值 ，发
根 据 引 起 电 压 暂 降 的原 因，可 以 将 电 压 暂 降 突 然下 降后 的 电压 幅 值 大小 ，常 用 电压 幅 值暂 降
的研 究 刚起 步 ，但是 我 国的 配 电系统 运 行 方式 与 而 长 期 的 测量 结 果 在 目前 世界 各 国都难 以 得 到 。 国 外 的运 行方 式 有较 大 差 别 ，因此 结 合我 国配 电 播过 程 中的作 用 ，将是 国内研 究 的 方 向 。 （ ２ ）对 某 一 点 电压暂 降 凹陷域 的分 析 对 于用 户 的敏 感设 备 ， 可 由公 共连 接 点（ Ｐ ＣＣ） ）一 持续 时 间（ Ｄ ） 曲 系统 的实 际运 行 方式 ，掌 握 变压 器 在 电压 暂 降传 上的 负荷 工业 过 程 的 电压 （ 线所 表 示 的敏 感 曲线来 建 模 。西 方 工业 界 使 用最
的 起 动 有 关 的 电 压 暂 降 ； 第 三 类 称 为 Ｍ Ｒ Ｒ ｓ 效 值 。二是 电压 暂 降时 的相 角跳 变 ，指 电压 暂 降
（ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ Ｒｅ — Ａｃ ｃ ｅ ｌ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｓ ａ ｇ ｓ ） ，即与 电 前 后 相 位 角 的变 化 ，不 对 称 电压暂 降时 ，指 电压
工频 电 压 的有 效 值的 下 降 ， 其 持 续 时 间为 许 多用 电设备正 常 、安 全运行 的最严 重的
Ｓ ２ ８ Ｊ 嘭 与 ‘ 羽・ 电力电气专刊 ・ ２ ０ ０ ７ 年第 ３ 期 ／总第 ４ 期
动态 电能 质量 问题 。电压 暂降对现 代社会造 成的危
害主要 有以下 四个 方面ｌ ２ 】 。
（ １ ）对 人们 的 日常 生活 有很 大 的影 响 １ ９ ９ ９年 １ １ 月 ９日，中国 国际广 播 电台报 道 了 美国 《 商 业 周 刊 》 的一 名 编辑 被 困在 电梯 内长 达 ４ ０ ｈ ，以 心理 和身 体受 严重 伤害为 由向办 公大楼 的
ｔ ｜ ｓ
物业 管理 部 门提 出索赔 ２ ５ ０ ０万美 元的 要求 。此 次
期至 １ ａｉ ｒ ｎ ） 供 电系 统 电压 突然 下 降，且超 起 的 电压 暂 降次 数 将 成 倍 增 加 。故 障 引 ０ ％额 定 出正 常 电压偏 差 允许 值 ， 然后 又 返 回到正 起 的 电压暂 降的 幅值 大 部 分在 ３
” 。 常 的 电 压 水 平 。 电压 暂 降深 度 则定 义 为 值 以下 【
电能作 为一种特 殊商 品 ，直 接关 系到 降 一 般并 不 严 重 。
国民经济 的正常 发展 。电能质 量的优 劣对
雷 击 引起 的 绝 缘 子 闪 络 和 线 路 对 地
电 网和 电气设备 的安全 、经济 运行 ，保证 放 电 是 造 成 系 统 电压 暂 降 的 主 要 原 因 。
电 压额 定 值 与 电压 暂 降过 程 中的 最 小 值 之差 。美 国 Ｉ ＥＥ Ｅ推 荐 标 准 （ Ｉ Ｅ ＥＥ Ｓ ｔ ｄ ． １ １ ５ ９— １ ９ ９ ２ ） 中对 Ｖｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ Ｓ ａ ｇ的定义 为 ：
电压暂 降的危害
电压暂 降和瞬 时 中断 已被 认为是 影响
动 机 的 再 加 速 有 关 的 电 压 暂 降 ，也 就 是 大 型 电 基 波 正 序分 量 的 相 角变 化 ；三是 电压 暂 降起 止 时 动 机 运 行 和 故 障 之 间 的 相 互 作 用 对 电 压 暂 降 的 刻 ，即 电压 暂 降 的持 续 时 间。 特 性 有 重 大 的 影 响 。这 三 种 类 型 的 电 压 暂 降 具 有 明显不 同的特 性 。对于 Ｆ ＲＳ，暂 降开 始下 降和 最后 恢 复都 非 常 迅速 ；对于 ＭＳ Ｒ Ｓ，暂 降事 件 的 恢 复 需 要很 长 的时 间 ，通 常 为 几 百 毫秒 到几 秒 ； 对于 ＭＲ ＲＳ，在 故 障开 始 的 时候 ，大 型 电动 机 作 为 电压 源 ， 因 而 减 少 了 电压 降 ， 当 故 障 清 除 以 后 ， 电 动 机 再 加 速 加 深 了 电 压 暂 降 导 致 延 长 了 电压 暂 降 的 恢 复 时 间【 。三 种 类 型 的 特 性 如 图
响 本 点 的正 常运 行 。
（ ＡＳ Ｄ） 、荧 光照 明设 备 、基 于计算 机和微 处理 器的
目前 主要 应 用 的分 析 方法 有 临界 距离 法 和 故 负荷 以 及其 他一 般 负荷 。获得 Ｃ ＢＥ ＭＡ 曲线成 为 障 点 法 。临 界 距离 法 通过 确 定 当母 线 电压 降低 到 低 电压 事 件 尤其 是 电压 骤 降的 评 估 中不 可 缺少 的 所 设 定 的临 界 电压 时 故障 点 与所 关 心 母 线之 间的 此 临 界域 内 ，则 对 敏 感 负荷 有 不 良影 响 。故 障 点