基于igbt的快速切换开关分析与保护系统设计

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1、东南大学硕士学位论文值低于额定值的10％【l¨。根据中断持续时间的长短，可以分为瞬间断电(0．Ols．3s)、瞬时断电(3s．60s)和持续断电(超过60s)。电压波动指的是电压幅值变化限度在允许的偏差范围内(O．9．1．1)随机或者有规律的波动，这种变化可能会使一些照明设备出现闪烁现象，因此电压波动又称闪变【l2

2、。除了以上三种问题外，暂态电能质量问题还包括电压骤升、电压切痕等，电压骤升情况发生几率很小，而电压切痕的频率非常之高，用常规的谐波分析设备都无法测出，因此在分析电能质量问题时，很少考虑这

3、一问题。在以上电能质量问题中，电压跌落又称为电压暂降、凹陷【l引，其发生的概率在90％以上，是影响最严重，影响范围最广泛的一种电能质量问题，它是直接影响大量用户设备，尤其是敏感负荷设备的严重因素，解决暂态电能质量问题的关键在于解决电压暂降问题。1．1．3电压暂降问题的成因及危害电能质量问题产生的原因有负荷侧和电网侧两大因素。负荷侧有大量冲击性、非线性负荷投入使用，比如：炼钢、冶金工业中大量使用的变频装置、中频炉，高压直流输电(HVDC)系统中的变流站，电气化铁路中的电力机车，这些非线性装置造成严重的

4、电能质量问题【14】。如表1．1所列是电能质量问题的产生原因及危害。表1—1电能质量问题的影响电能质量问题产生原因危害负荷和补偿装置的投入；过压变压器分接头设置故障。导致继电保护装置、自动投切设备误负荷和补偿装置的切除；动作，造不必要的用户侧供电中断。欠压变压器分接头设置故障。接地短路故障：工业负导致三相电压、电流有效值不同，零三相不平衡荷不平衡。线电流过大非线性负荷、电力电子污染公网，功率、效率降低，增加损谐波装置、冲击性负荷的增多。耗，引起局部谐振接地短路故障(单相接地占70％)；变压器投切、切

5、机、雷影响敏感工业负荷供电，降低功效，电压暂降击等；大电机的启动、冲击性造成产品质量下降，甚至损坏生产线，负荷的投入等。导致计算机数据丢失，医疗设备断电，电压中断误操作；系统故障。造成严重的损失。电压波动闪电；开关瞬变。对电网侧而言，最主要的电压故障形式是电压暂降。故障短路故障是引起电压暂降的主因，包括单相接地短路、两相或三相间短路或直接连接形成的短路。发生短路故障时，故障点的电压幅值会被拉低，这会使故障点附近的电能质量的不稳定，对负荷也会2第一章绪论造成干扰，可能会导致一些重要敏感负荷供电间断，这

6、带来的经济损失和社会损失是不可估量的【15】【16】。表1．2电压暂降问题的影响工业设备电源电压(U)／持续时间影响结果制冷设备u<=o．8％制冷电机切除VSDu<_o．9％／o．06s电机被跳闸而停止交流接触器u<=o．5‰／0．02s接触器被脱扣PLCu<=0．81％PLC停止工作高精密机械设备U卿．9‰／0．06s中断工作过程另外，各种精密、高性能设备使用的不断增加，比如精密的医疗器械(核磁共振、CT等)、大型计算机服务器和数据处理器、高性能办公设备、变频调速系统等不间断生产过程中的自动化设备

7、及一些精密的实验仪器，这些设备和仪器对电源特性和各种干扰非常敏感，对供电电压质量的要求非常高，微弱的电压波动或跌落就有可能使这些设备工作中断，甚至带来连锁反应，例如电压暂降会导致保护装置误动作、备自投设备误动作、工业生产线破坏、用户的计算机数据丢失等等一系列严重的问题。如表格1．2所示，列出了不同程度电压暂降对工业设备所带来的直接影响，这也是用户对电能质量的要求越来越高的直接原因，它也反应了治理电能质量问题的必要性和紧迫性。1．2改善电压暂降问题的意义电能质量不仅关乎工厂的安全生产和经济效益，还影响

8、着全国的居民的用电，因此改善电能质量具有重大的意义。从经济角度来说，稳定的电能是电力系统和用户设备安全稳定运行的必不可少的条件，企业工厂的正常运作便可以生产出高质量的产品，促进经济社会发展。电能质量的改善可以提高全社会的用电效率、节约能源、有助于实现绿色生产，有助于提高国民经济总体发展水平【l4

9、。对提供电能的企业而言，稳定的电能有利于企业的管理、调度和协调工作，使得供电企业的各项工作都能够井然有序的运行，能够很好的提高工作效率。使得社会各行各业的用电都可以得到有效保障，这不仅能提高电力企业的效益，

10、还可以带来非常好的社会效益。从节约环保角度而言，改善电能质量问题可以改善大电网的电气环境，建立可持续的电能供应，保证每位电能用户都能够使用到安全、清洁、可靠的电能，也有利于我们个人工作的开展，培养个人节约电能的意识【l6

11、。东南大学硕士学位论文1．3电压哲降问题的解决方法关于电压暂降问题的治理目前主要采用以下四种途径，如图1．1所示。下面就每一种方法的可行性、优缺点分别予以介绍。图1．1电压暂降问题的治理方法(1)减少故障点、缩短故障切除时间，该方法主要是对保护装置提