电能质量重要问题电压暂降

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1、国际电工界日益关注的电能质量问题：电压暂降与短时间中断现象及其对供电可靠性的影响肖湘宁华北电力大学电能质量研究所xxn@ncepubj.edu.cnPROBLEMSOFVOLTAGESAGSANDINTERRUPTIONS1.电压暂降现象及其特征2.电压暂降的危害主要内容9/21/20212电压BA短时间中断时间电压暂降图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——重合闸重合时间电压瞬时跌落与短时中断过程描述变电站重合闸主馈线1分支线路熔断器2图5-3带有熔断器和重合闸的架空线路配电系统F1

2、F29/21/202131.1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。故障开始保护动作开关跳闸开关重合短时中断暂降9/21/20214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。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。9/21/202151.2电压暂降(Sags/Di

3、ps凹陷，骤降，跌落)的定义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。t(s)0.080.060.040.024002000-200-4000.140.120.10（a）电压凹陷与补偿后波形u(V)12u(p.u.)t(s)0.150.100.050.0210.500.250.20(a)-0.5-1URMS(p

4、.u.)t(s)0.150.100.05010.80.250.20(b)0.60.49/21/202161.3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值定义为暂降幅值；将暂降从发生到结束之间的时间定义为持续时间；将单位时间内（评估时通常一年）发生电压暂降的次数定义为暂降频次。0%20%40%60%80%100%电压RMS(%)暂降幅值=45%持续时间=5周波时间（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特征量(有时还可能出现电压相位跳变)。t(s)0.080.06

5、0.040.024002000-200-4000.140.120.10（a）电压凹陷与补偿后波形u(V)129/21/202171.4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）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a：线路短路图b：大型电机启动就现象而言,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.9/21/2021

6、81.5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%”[IEEEStd.1159-1995]。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。9/21/202191.6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

7、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（aglobalproblem）。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

8、压暂降问题更困难.9/21/2021101.8电压暂降特征量的统计规律美国EPRI-DPQ电压暂降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%。;持续时间不超过1s的约90%，不超过0.1s的约占