关键词：电力系统；系统故障；电压暂降；暂降分析
引言
随着电力系统、计算机的高速发展,近年来,国内外的学者越发认识到电能质量的重要性,其中,电压暂降问题所造成的影响在所有电能质量问题中最为严重。例如电压暂降会造成大型工业用户设备停运、误动作,从而造成巨大的经济亏损。电压暂降不仅会造成巨大的经济损失,还会造成人员的意外伤亡,例如电梯运行故障、医疗故障等。因此,研究电压暂降具有重要的理论价值和现实意义。
1电压暂降定义分析
IEV国际电工词汇用voltagedip(又称为voltagesag)描述电压暂降,其定义为,电力系统某点电压的突然降低,持续几个周波到几秒钟,之后伴随一个电压的恢复。我国国家标准给出电压暂降的定义为，电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1~0.9p.u.,并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象,这里用了“工频电压方均根值”的定语,据说其参考了IEEE1159的定义。从定义可见IEC电压暂降的定义不含有工频的限定,我国国家标准有明确的工频限定,而IEEE似乎有工频限定,这是目前电压暂降定义经常引起争议的一个问题。当输配电系统中发生短路故障,大容量感应电机启动、雷击、开关操作、变压器以及电容器投切等事件时,均会引起电压暂降。电压暂降属于电能质量的范畴,是指保持电气设备正常运行的电压、电流或频率状况。随着现代工业中电力电子装置、计算机控制设备、精密仪器等敏感设备的大量应用,电压暂降对用户侧带来的危害日益增长。根据美国电科院(EPRI)的统计,90%以上的电能质量问题是由电压暂降和电压突升造成的,其中电压暂降是主要原因[1]。
2电力系统故障引起的电压暂降分析
2.1电压暂降产生的原因
系统发生电压暂降的主要原因是输电线路遭受雷击从而发生短路故障导致电网电流瞬时迅速上升。当电力系统设备所在地区到了雷雨频发季节时，暴露在空气中的电气设备很容易受到雷电的干扰。由于雷击引起的电压暂降还会对距离故障点很远的敏感设备产生持续时间超过其他因素引起的电压暂降的持续时间的不良影响，其所占的比重也很大，大约为所有电压暂降故障中的五分之三。此外电压暂降也有可能是由大型感应电机的启动、电动机故障后恢复运行以及各种冲击性负荷(变压器)的投运引起的，这种情形对系统以及用户带来的危害不大。电机直接启动时会产生几倍甚至几十倍于额定电流的电枢冲击电流，过大的启动电流导致了供电电网的电压暂降。可以通过一定措施来减轻和消除由电机启动引起的电压暂降所带来的不利影响。系统故障是引起电压暂降的另外一个因素。重合闸装置的装设普遍会提高电压暂降发生的频率，具有一定动作延时的分段电流保护是目前大多数电力系统采用的继电保护方式，即使是无延时保护，保护装置动作时间也需要60-120ms，在这段时间内，故障点处的敏感负荷完全有可能被切除。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除此之外，电容器组的投切、某些开关操作等因素也会引起电压暂降，由于这些因素所占成分很小，研究中通常忽略这些因素对电压暂降的影响[2]。
2.2电网电压暂降的特征
电压暂降的特征包括定义和量化这种现象的一些参数，如电压暂降的大小，持续时间，相位的跳变和电压暂降的波形形状。根据下列标准，在特定的电力系统中通过使用仿真工具来定义和量化相关参数的研究。第一，在电力系统中，电压暂降的持续时间由电力保护系统排除故障所用时间决定。当处理电力系统故障时，通过控制仿真工具中电力系统保护模块来决定。第二，电压暂降的幅值和电压相位的跳变取决于电力系统发生故障的位置和输电线路阻抗。它们可以通过不同电压暂降仿真模型发生短路故障来确定。第三，电压暂降的波形是另一个值得考虑的特征，电压暂降波形可以通过建模，并仿真不同类型的短路故障进行研究[3]。
2.3电压暂降管理治理方法
根据电压暂降问题的原因、监测及对用电设备的影响,电网和用户双方应共同开展减少、抑制电压暂降的措施。第一，电网方面。首先，深入开展电能质量实时监测分析工作。应用相关测量、网络和通信技术构建电能质量监测平台,实现了电能质量各项参数的实时监测、分析和处理,为治理措施提供数据支持。其次，积极开展相关电网的运维工作。针对电子企业电压暂降,细化落实防止外力破坏的各项措施;持续开展架空线路走廊综合治理和电缆沟道隐患排查,保障线路安全运行。另外，开展电网技术改造。逐步将重要线路架空线全部落地,降低恶劣天气和外力破坏引起故障的几率;结合线路迁改计划,将重要负荷与经常故障的线路或干扰源隔离。第二，用户方面。首先，安装不间断电源(UPS)。采用不间断电源是解决供电中断的有效方法,同时也能抑制电压暂降。当UPS采用在线方式时,电压暂降可从本质上得到抑制;采用后备方式时,如采用快速固态开关(SSTS),切换时间可控制在10ms之内,电压暂降不会对生产、设备造成影响。其次，安装电压补偿装置。动态电压调节器是一种非常有效的串联补偿装置,它通过串联变压器在馈线上以电压方式向配电系统注入补偿电压,可以在几毫秒以内消除电压骤降对负荷的不良影响。另外，提高用电设备抗扰能力。合理安排生产计划,降低设备对电压暂降的敏感度,使较轻或持续时间很短的电压暂降发生时设备不跳闸或停机,从而减少电暂降降的影响。
结语
综上所述，文章主要对电压暂降的定义进行分析，并从电压暂降的产生原因，特征及措施方法三个方面展开探讨，进而对电压暂降问题提出了缓解方案,通过科学分析与探讨从电力企业与用户两方面做好电压暂降的防治措施，以此提高电力系统的应用水平。
参考文献
[1]徐永海,兰巧倩,孔祥雨,等.电压暂降特征值统计分析及暂降传播特性[J].电工技术学报,2016,31(11):165-175.
[2]田世明,杨增辉,时志雄,等.智能配用电大数据关键技术研究[J].供用电,2015,32(8):12-18.
[3]陈众励,许维胜.电压中断与电压暂降的成因其及防治[J].电工技术学报,2015(51):518-520.
论文作者:沈越
论文发表刊物:《中国电业》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/18
标签：电压论文; 故障论文; 电力系统论文; 电能论文; 定义论文; 电网论文; 设备论文; 《中国电业》2019年第14期论文;