电压暂降起始点与相位跳变对交流接触器影响的分析

电压暂降是电能质量中较为严重的问题之一,它对交流接触器等敏感设备造成了严重的影响。除电压暂降幅值和持续时间两个特征量会影响交流接触器的正常运行外,暂降的起始点、相位跳变等特征量也会对交流接触器的通断造成较大影响。文中进行了电压暂降对交流接触器影响的机理分析,建立了仿真模型,进行了暂降起始点、相位跳变对交流接触器磁通变化的影响分析与接触器通断分析;选取主流厂家生产的8个交流接触器进行了试验研究,得到了与机理分析相一致的结果,并绘制了电压暂降不同起始点与相位跳变特征量下交流接触器的耐受度曲线,可为交流接触器应对电压暂降问题提供基础数据,以减小电压暂降对其造成的影响,降低经济损失。     

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。     

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。     

交流接触器对电压暂降敏感度的试验研究

掌握不同特性电压暂降对交流接触器正常工作性能的影响是相关用户非常关心的问题。制定了试验研究方案,以Chroma 61860回收式电网模拟电源为暂降发生源,选取4个主流厂家、相同型号的交流接触器进行了试验研究,分别考察了电压暂降特征量以及典型电压暂降事件对交流接触器敏感度的影响。通过对大量试验结果的分析,给出了各考察因素对交流接触器敏感性的影响程度,并在试验研究的基础上提取得到了交流接触器电压暂降的敏感度曲线,可为交流接触器对电压暂降免疫能力的分析提供依据。     

基于非参数估计的电压暂降下敏感设备故障率评估

电压暂降下敏感设备的故障率是电网侧和用户侧开展电压暂降治理的重要参考信息。文中提出一种基于非参数估计的敏感设备故障率评估方法。针对电压暂降的幅值、持续时间和波形点等特征具有独立性,基于非参数估计方法,提出电压暂降特征量的概率密度函数评估方法,从而构建不确定区域内电压耐受曲线拐点位置分布的联合概率密度函数。将不确定性区域受影响情况分为三个区域进行分析,提出基于U-T联合概率密度函数的电压暂降下敏感设备故障率评估模型。搭建PC机的电压耐受能力测试平台,基于测试数据验证所提算法。构建理论仿真模型并接入IEEE标准测试系统仿真,以仿真数据验证所提方法。基于实测数据与仿真数据,与现有算法进行对比,证明了所提方法的正确性和实用性。     

基于小波变换的配电网电压暂降的干扰源辨识

该文用EMTP建立了一个配电网电压暂降仿真系统，对线路故障引起的电压暂降以及多级电压暂降、变压器投运和感应电动机启动引起的电压哲降进行了原理分析并给出了相应的仿真结果。仿真分析结果表明：电压暂降的电压波形特征是和特定的干扰源相联系的，因此，可以利用它来辨识电压暂降的干扰源。在此基础上，文中提出了基于三次中心B样条小波变换的电压暂降干扰源辨识方法，该方法以电压暂降的电压波形为分析对象，以小波变换的奇异性检测理论为基础，利用B样条小波变换准确地提取了各种电压哲降的波形特征量，并对故障、变压器投运和三相感应电机启动引起的电压暂降做了辨识。仿真试验结果表明该方法简洁可靠，辨识准确性高，抗干扰能力强。     

基于典型波形特征与改进DBSCAN的电压暂降同源识别方法

针对电网内单次短路故障可能触发多条母线上的电能质量监测装置记录电压暂降波形,造成电压暂降录波数据冗余、电网电压暂降水平过估计的问题,提出一种基于典型波形特征与改进基于密度的有噪空间聚类(DBSCAN)的电压暂降同源识别方法。首先,提出综合倾斜因子、波形相似度和持续时间三维特征,综合刻画电压暂降同源性;同时,研究电压暂降经多级变压器的传播特性,推导出13种变压器相电压等效传递矩阵,并提出基于Bhattacharyya距离的波形相似度计算方法。其次,利用共享近邻点(SNN)改进DBSCAN,对由三维特征构成的矩阵进行同源聚类,提出基于电网节点总数和监测点总数的聚类参数计算方法,实现电压暂降同源识别。应用实测数据和IEEE 30节点系统仿真数据进行验证,结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于动态时间弯曲距离的电压暂降源辨识方法

为了实现对各类型电压暂降源的准确辨识,从波形相似性检测的角度提出了一种基于动态时间弯曲距离的电压暂降源辨识方法。通过仿真模型分析了基本电压暂降和经不同类型变压器传播后各类暂降的波性特征,构建了电压暂降类型与暂降原因及变压器类型的映射关系。利用9种电压暂降波形数据构建匹配库,采用动态时间弯曲距离法将实测的电压暂降波形数据与匹配库波形数据进行匹配分析,实现电压暂降源的辨识。仿真分析的结果表明,该方法能够对电网中出现的各种类型电压暂降进行辨识,具有较高的准确性和有效性,满足工程应用的需求。     

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.     

电压暂降问题研究现状及面临的挑战

电压暂降是电力系统正常运行难以避免的电能质量事件,引起了敏感工业用户的抱怨和不满,近年来对电压暂降问题的研究是电能质量领域的研究热点之一。文章针对电压暂降单一事件特征计算方法、敏感负荷电压暂降耐受能力、电压暂降治理方法这3个方面的内容进行了分析。提出了相位跳变和波形点特征计算存在的问题与挑战。将敏感负荷分为单一敏感设备和由不同类型敏感设备按照不同方式组合而成的工业生产过程,分别分析了现有敏感负荷电压暂降耐受能力的研究现状,提出将对敏感负荷的研究扩展到对具体行业的敏感工业过程的研究,明确各个敏感生产过程的敏感参数,测试不同行业的敏感过程耐受能力,是下一步研究重点。分析了源侧和负荷侧的电压暂降治理方法,提出在技术方面,电压暂降治理技术的个性化定制是该方向的一大挑战;在经济性方面,电压暂降治理的责任划分、投资成本分担及收益划分等是下一步亟需研究的问题。     

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.     

敏感设备电压凹陷敏感度的随机-模糊评估方法

受系统凹陷特征和设备自身电压耐受能力不确定性的影响,对电压凹陷引起的敏感设备故障进行评估存在困难。系统凹陷严重程度取决于系统内故障位置、类型等因素,设备的电压扰动承受能力与设备结构、功能、运行状态等因素有关。基于不确定性理论,分别用随机变量和模糊变量描述系统凹陷特征和设备电压耐受能力的不确定性,提出了一种敏感设备电压凹陷敏感度的随机-模糊评估方法。以IEEE-30节点系统连接PC机为例进行了仿真,并与随机模拟结果进行了比较,结果表明文中的评估方法能较好地反映实际情况,评估准确性高,有一定的理论价值和较好的工程应用前景。     

一种新型风力发电用电压跌落发生器

低电压穿越能力是各国风电场并网规程对风电机组提出的最具挑战性的要求之一.风电机组在低电压穿越期间的性能和过电流的大小除了和故障的类型有关外,还和故障发生时电网电压的相位有关.为了研究和测试风电机组在最严峻的故障情况下的低电压穿越性能,研制了一种采用交流无触点开关的基于阻抗形式的电网电压不对称跌落发生器,应用电阻-电容-...     

用于低电压穿越测试的电压跌落发生器研究

随着新能源中风力发电容量占电网比重的不断增加,新的电网运行准则要求风电机组具有一定的低电压穿越运行能力,电压跌落发生器是测试风电机组低压穿越性能的重要装置.这里在分析真实电网电压跌落类型的基础上,提出一种基于比例积分谐振控制器的电压跌落发生器控制策略,以实现故障电压正负序分量的精确控制.实验结果表明,基于该方法的电压跌...     

弱电网下远端严重电压跌落时逆变器并网失稳机理分析

有别于公共连接点电压跌落故障,当电压跌落故障发生在远端电网侧时,并入弱电网的逆变器在采用典型的低电压穿越控制策略时会出现稳定问题。文中以单逆变器无穷大系统为例,首先建立系统准稳态模型,并分别从电压跌落程度、线路感抗大小、低电压穿越增益系数3个因素分析逆变器失稳机理;其次,建立系统小信号模型,分析得出准稳态模型稳定情况下逆变器还可能存在小干扰稳定问题。最后,基于MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的合理性。     

Behavior of induction motor due to voltage sags and shortinterruptions

An experimental study and some calculations on induction motor behavior were carried out. The effects due to short interruptions and voltage sags were investigated. A standard three-phase squirrel-cage motor of 5.5 kW, 1500 r/min, and 380 V was used. The presence of induction motor changes the voltage sag waveform and duration. Protection characteristic curves and contactor ride-through capability together with their improvement are also studied. The interaction between motor load, system hot-load pickup, and voltage sag magnitude determine the motor re-acceleration duration and magnitudes. Besides, on-sag and post-sag currents can reach levels higher than the direct start values. Post-sag overcurrent duration can last more than twice the normal start time period, having specific energies in the same order of magnitude     

两种扰动源引起电压暂降的快速检测及特征分析

电压暂降在电网中具有一定的传播性,无论从电网还是用户都迫切需要对电压暂降进行研究和治理。作为解决电压暂降问题的前提,需先对其检测方法进行研究。分析了感应电动机启动和变压器激磁两种扰动情况引起电压暂降的原因,在此基础上采用了基于S变换的短时电能质量扰动检测方法,从S变换的结果中提取出所需数据,并以此来对上述两种扰动情况的暂降深度、相位跳变、持续时间和谐波含量进行分析。仿真结果表明,该方法很好地实现了对电压暂降各特征量的检测;在对暂降录波波形数据进行后续离线分析应用方面具有较高的实用价值。     

电压暂降扰动源电压空间矢量辨识法

分析了不同暂降扰动源产生的电压暂降的幅值、相位和谐波特征,提出一种基于电压空间矢量的电压暂降扰动源辨识方法。该方法先对三相电压信号进行αβ变换构造出电压空间矢量和零序分量,利用离散傅里叶变换(DFT)将电压空间矢量分解成正、负序两个旋转分量,构造出幅值、相位和谐波特征量,将三者相结合可对造成电压暂降的扰动源进行辨识。时变电压空间矢量在复平面轨迹的三维可视化的描述可以对电压暂降全过程进行全面表征。利用Matlab/Simulink建立简单配电网的仿真模型,结果验证了所提出方法的有效性和正确性。