电压暂降相位跳变及其对敏感设备的影响研究

电压暂降作为最为严重的电能质量问题之一,已受到国内外专家学者广泛的重视。在电压暂降的特征参数中,除暂降幅值和持续时间外,相位跳变的影响也不容忽视。文中进行了相位跳变研究的必要性分析,给出了相位跳变的计算方法,通过对国内多个地区电能质量监测系统所获取到的暂降事件数据的处理与分析,得到了相位跳变值的分布特征;选取开关电源和交流接触器作为敏感性设备,进行了相位跳变的试验研究,绘制了不同相位跳变值下的电压暂降敏感度曲线。基于上述分析,在电压暂降评估中,将相位跳变作为电压暂降的一个重要特征参数进行研究是非常必要的。     

考虑电压暂降波形起始点特征的交流接触器暂降敏感度分析

在提出电压暂降作用下,考虑暂降电压波形起始点特征的交流接触器建模方法,用PSCAD/EMTDC仿真程序分析电压暂降过程中,暂降波形起始点对交流接触器响应特征的影响和接触器的电压暂降穿越能力。用交流接触器暂降穿越能力曲线识别交流接触器故障区域内的敏感度水平,利用建立的仿真模型对不同波形起始点特征的电压暂降进行了仿真,仿真结果证明提出的方法的正确性,对于准确评估电压暂降作用下的交流接触器的响应特性具有一定指导意义。     

电压暂降特征值统计分析及暂降传播特性

进行电压暂降评估及其对敏感设备影响的分析,制定电压暂降有效缓解措施,均应建立在对电压暂降特征值充分了解的基础上,但目前有关描述电压暂降特征量典型取值范围及其分布特征方面的研究还较少。该文就暂降特征值统计分析、分类研究、传播计算及负荷侧暂降计算四个问题进行了研究,旨在为电网及敏感设备暂降评估与治理等研究奠定基础。首先基于我国多个地区电能质量监测系统记录的大量电压暂降事件及其实测波形的统计与分析,给出了电压暂降幅值、持续时间、暂降起始点、相位跳变四个特征量的分布特征、范围;然后在原有电压暂降分类基础上,将相位跳变考虑其中,提出了更一般化的电压暂降分类方法,并研究了变压器对不同类型暂降相位跳变的影响;最后为方便计算负荷及相关节点暂降,提出了变压器、线路叠加计算及多变压器、负荷联结方式等效计算方法,完善了电压暂降的传播特性研究。     

基于随机预估和模糊评判的电压暂降风险评估

在电压暂降发生时,电压暂降起始点和相位跳变的测量难以在实测中实现,给基于实测法的电压暂降评估带来了阻碍,而且在传统的电压暂降评估中也忽略了这两个特征量.针对这一缺陷,提出了一种基于随机预估和模糊评判的电压暂降风险评估方法.首先,对线路故障概率评估方法和系统短路故障模型进行了改进;然后,结合该方法和模型,在PSCAD/EMTDC平台构建IEEE-14节点系统模型进行了仿真计算,得出系统每个节点在每次仿真中的电压暂降幅值、电压暂降持续时间、电压暂降起始点和相位跳变这4个特征量数据,并考虑将电压等级在内的5个影响因素依据各自的影响度区间进行严重程度等级划分,根据划分结果和仿真数据通过模糊统计法得出各节点各指标对评价等级的隶属度;最后,通过模糊运算得出电压暂降风险评估结果.评估结果表明了该评估方法的科学性和有效性.     

电压暂降中相位因素对异步电机运行性能的影响

电压暂降问题严重影响异步电机的安全稳定运行,已成为备受关注的电能质量问题。为了获得电压暂降相位因素(相位跳变与暂降起始点)对电机运行性能的影响规律,建立了能够模拟电压暂降的电机仿真模型,以5.5 k W、55 k W和135 k W三种电机为例,系统地研究了电压暂降中的相位跳变与暂降起始点对定子电流峰值、转矩峰值、转速及临界清除时间的影响。结果表明,当暂降过程中计及相位跳变因素时,定子电流与转矩峰值显著增加,转速跌落更加严重且临界清除时间相对缩短;但暂降起始点对上述性能指标影响较小。以5.5 k W电机为例进行了仿真试验对比,验证了分析结果的正确性。     

海南电网电压暂降监测数据特征分析

电压暂降监测数据特征分析是明确地区电压暂降水平的关键手段之一,可为电压暂降治理及预防提供基本信息。以海南电网电能质量监测平台的电压暂降监测数据为基础,对电压暂降波形幅值、持续时间、相位跳变和暂降类型4个特征量进行计算和分析。结果表明：该地区70%的实测暂降的幅值高于0.7 pu,持续时间小于0.1 s;90%的实测电压暂降的相位跳变在[-10°,10°]内,可推测该地区敏感设备可以躲过绝大多数因相位跳变而导致设备故障的暂降事件;60%的实测电压暂降的暂降类型为单相接地故障导致的D型,A型对称暂降仅占比3.79%。所分析的数据和结果可为电网侧和用户侧的电压暂降治理决策、设备参数设置和调试相关参数提供技术基础。     

基于复小波变换和有效值算法的电压暂降检测方法

对电压暂降三大特征量即持续时间、相位跳变和幅值的准确检测是实现电压暂降有效补偿的前提。文中提出复小波变换和有效值算法相结合的电压暂降检测方法。详细研究了复小波变换奇异性检测原理及其在电压暂降起止时间检测中的应用,采用具有四阶消失距的复Gaussian小波(Cgau4)能准确检测电压暂降发生、恢复时刻和相位跳变,利用有效值算法实现电压暂降幅值的检测。通过在Matlab中对有无畸变情况下的的电压暂降问题建模仿真,验证了该算法的有效性,实验结果表明该方法能精确检测电压暂降三大特征量。     

低压脱扣器电压暂降敏感度三维模型

针对当前幅值—持续时间二维平面上的电压耐受曲线未能全面充分描述用电设备电压暂降敏感度的缺陷,基于大量试验数据提出了一种考虑暂降起始点相位的低压脱扣器电压暂降敏感度三维模型。首先,结合国家标准GB 14048.1—2006,分析了低压脱扣器的工作机理。其次,在国内外研究成果基础上,结合GB/T 17626.11—2008,讨论了暂降起始点相位对敏感设备的影响。然后,对6款主流的低压脱扣器进行暂降敏感度试验对比,结果表明:低压脱扣器电压暂降敏感度与暂降起始点相位及款式密切相关。最后,综合各款低压脱扣器试验结果,通过对试验结果进行极值化处理,利用曲面拟合原理,从暂降幅值、持续时间、起始点相位3个维度上,建立了通用于各款低压脱扣器的暂降敏感度模型。     

基于幅值的电压暂降特征量检测方法

分析了现有的电压暂降检测方法,提出了基于幅值的电压暂降特征量检测新方法。该方法通过低通滤波器、根锁相和开平方等环节可快速推导出暂降基波电压的幅值,然后根据暂降基波电压幅值快速推导出相位跳变角。与DVR装置中广泛采用的瞬时电压dq分解法比较,该方法的延时明显减少,可以对电压暂降的特征量进行迅速、准确判断。MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。     

电容式电压互感器电压暂降测量误差分析及校正

电压暂降是影响现代电网最为突出的电能质量问题之一,在进行大范围高压系统电压暂降监测时,必须考虑到含储能元件的电容式电压互感器（capacitor voltage transformer,CVT）所造成的不利影响。根据CVT结构推导了其测量电压暂降的误差并指出了影响该误差的内外部因素,而后构建了仿真模型,详细研究了暂降初相角、残余电压、CVT参数及负荷对电压暂降持续时间、暂降幅值以及相位跳变等特征量的影响及敏感度,最后提出一种基于虚拟阻抗补偿的CVT电压暂降测量误差校正方法,消除了电压暂降不确定性造成的测量误差多样性问题,仿真结果表明该方法的有效性,为普遍采用CVT的高压系统电压暂降准确测量提供了可行的校正方案。     

交流接触器电压暂降非单调抗扰特性分析

交流接触器的电压暂降抗扰特性可能会出现非单调性,使得其电压暂降免疫评估出现错误。为分析产生交流接触器电压暂降非单调抗扰特性的原因,文中建立了计及控制线圈电气特性的交流接触器详细数学模型。通过求解模型,获得了电压暂降下控制线圈电流和弹簧压缩距离,从理论层面分析了交流接触器的电压暂降抗扰特性。电压暂降发生时,控制线圈电流中可能会出现非周期分量,而非周期分量的大小决定了控制线圈电磁力的大小,从而决定了电压暂降抗扰特性。研究表明:控制线圈电流分周期分量与电压暂降起始角密切相关,是产生交流接触器电压暂降非单调抗扰特性的根本原因。最后,通过对交流接触器的实验测试,验证了理论分析结果的正确性。     

交流接触器新型智能抗电压跌落控制模块的设计

智能抗电压跌落交流接触器多使用在连续生产的企业中,不允许意外断电,针对这一特点,设计一款新型智能抗电压跌落控制模块,具有交流供电模式和控制模块直流可控供电模式。当控制模块正常时,通过控制模块给交流接触器线圈供电,具有直流无声运行、抗电压跌落等功能;一旦控制模块自身发生严重故障,起动转换电路,切断控制模块,通过有触点开关直接提供交流电给交流接触器线圈,维持生产系统正常工作,同时发出报警信号,在系统正常停机的情况下更换控制模块。详细分析了该智能控制模块的工作原理,尤其对开关电源的设计及有触点开关与无触点开关构成的转换电路进行分析,并进行仿真与实验研究。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

新型抗晃电的接触器智能控制器

设计了以TOP254YN单片开关电源为基础、单片机为核心的新型抗晃电智能控制器,包括硬件电路和软件程序,并进行了试验验证.该控制器采用电力电子开关,实现强弱电以及不同控制电路之间的电气隔离,提高了抗干扰能力,保证系统工作的可靠性和稳定性.可具有抗晃电延时、可调延时时间、宽范围电压输入、交流接触器直流高电压起动低电压保持、“晃电”时线圈不失电等功能,提高了工作的可靠性.该控制器与交流接触器配合使用.     

Evaluation Method and Probabilistic Index of Voltage Sag Severity Considering Point-on-wave

The impact of voltage sag on sensitive devices is related to the time when the sag occurs. However, the point-on-wave of a sag is uncertain. Therefore, this paper presents a novel approach to evaluate the voltage sag severity considering a random point-on-wave. First, the uncertainty of equipment malfunction is revealed. Second, under a given residual voltage, the relationship between the point-on-wave and the duration that the device can withstand is described with a fitting curve. Third, a voltage sag probabilistic index is proposed to describe the severity. The evaluation procedure is also presented. Finally, three types of releasers are tested and analyzed to determine the effectiveness of the proposed method. The evaluation method can help instruct electrical engineers establish more well-grounded sag mitigation proposals.     

一种单相电压凹陷检测方法及其DSP实现

动态电压恢复器（DVR）是目前解决供电电压凹陷问题的有效装置,对电压凹陷特征量的准确检测是DVR正常运行的前提。本文基于同步坐标变换及软件锁相环（SPLL）,提出了一种单相电压凹陷检测方法。该方法可以实现对单相电压凹陷幅值、起止时刻和相位跳变等特征量的动态检测。计算机仿真和DSP硬件实验表明,该方法适用于单相DVR的电压凹陷实时检测．     

电压暂降的计算及故障点电压暂降系数确定

由于电力系统中新型电力电子设备的广泛应用,电压暂降已逐渐成为影响设备正常运行的主要电能质量问题之一,为避免电压暂降对设备正常运行造成危害,电压暂降计算已成为电力系统运行分析不可缺少的一部分。采用故障定位法,设计了电力系统电压暂降计算软件,从而实现查找、统计、分析、预估等功能,实现电力系统的电压暂降计算,并提出一种故障点电压暂降系数(FPSC)的量化指标,对电力系统不同的故障点进行了FPSC的计算,根据FPSC的数值确定对全网电压暂降影响严重的故障区域;并利用电压暂降分析程序的输出结果对欲购进新设备的电压敏感性进行了评价;以某实际工业配网为算例,利用所设计计算软件对该本地配网进行了电压暂降的分析计算,所做工作可以为用户采取电压暂降抑制措施提供理论指导。     

控制电器服务于能源管理系统的相关技术

以交流电磁电器为研究对象,论述了其智能化控制原理和特点。介绍了宽电压输入交、直流通用智能控制模块中的3种开关电源设计方案。设计了具有抗电压跌落故障保护功能的控制保护模块。通过对交流接触器直流高电压启动、低电胝保持的控制原理分析,提出了一种全新的基于电流控制原理的高频斩波控制思路。通过埘启动闭环、保持闭环的双闭环控制,实现了运行过程实时控制,对电磁电器的控制具有普遍意义。