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电压跌落对配电系统的影响及应对方法(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/12/7 11:29:08   

 关键词:  电压 配电系统 电能质量

  1电压跌落概述

  电压跌落(又可称dips)是指在某一时刻电压的幅值突然偏离正常工作范围,经很短的一段时间后又恢复到正常水平的现象。目前,多数文献都用跌落的幅值和持续的时间来作为描述电压跌落的特征量,但对幅值大小和持续时间的界定范围还未形成统一的标准。例如,再IEEE电能质量标准中,对电压跌落特征量的界定范围是幅值标么值在0.1~0.9之间,持续时间为半个周期至1分钟;而IEC标准则用跌落前后电压的差值与正常电压的百分比来描述电压跌落的深度,持续时间限定为半个周期至几十秒。此外,有的文献把电压相位偏移角和发生频率也作为描述电压跌落的特征量。恶劣的天气条件是引起电压跌落的主要原因。统计表明60%以上的电压跌落都和恶劣的天气(如雷击、暴风雨)有关。系统故障,尤其是系统单相对地故障是造成电压跌落的另一个重要原因。当电力系统输电线路发生故障时,该线路上甚至几百米开外的电力用户依然会受到影响,其正常工作状态受到干扰。此外一些大负荷(如大电机、炼钢电弧等)突然启动时伴随的电流严重畸变现象也会导致该负荷所连接的母线电压发生跌落。

  2电压跌落检测技术

  考虑到电压跌落发生的随机性和快速性,要使动态电能质量调节装置具有良好的实时控制效果,首先要解决的是在保证能对装置的控制信号(通常为电压、电流)在一定检测准确度的前提下实现快速跟踪检测问题。目前可用于检测电压电压跌落并可兼顾动态实时性和检测准确度的方法,主要有基于瞬时无功功率理论αβ0变换方法、dq0变换方法和小波分析法。下面文本将对以上几种方法进行详细分析。

  2.1αβ0变换方法或、dq0变换方法

  随着配电系统中各类非线性负荷的不断增加和电力电子装置的广泛应用,他所引起的电网电压的畸变问题日益严重。在这种背景下,基于平均值基础上定义的传统无功功率理论引起只适用电压、电流均为正弦波的特征而不能满足要求。为此,人们提出了瞬时无功功率理论,即首先把电压、电流的瞬时值通过坐标变幻,然后在新坐标系下获得瞬时无功功率、瞬时有功功率和瞬时无功电流的定义。该理论不仅适用于正弦波,也适用于任何非正弦波和任何过渡过程情况,它是传统无功功率理论的推广和延伸。

  从三相电路瞬时无功功率理论的推导过程中可以看出:在新坐标系下定义的瞬时有功功率和瞬时无功功率的交直流分量与abc坐标系下的基波、谢波、正序、负序、零序的电压和电流之间相互作用的各个分量有明确的对应关系,故通过此对应关系可以方便的实时检测到电网的谐波、无功电流及电压、电流的各种畸变分量。

  αβ0变换方法与dq0变换方法所选取的变换坐报标系不同,故两种方法实现起来各有优缺点。αβ0变换方法是把abc坐标系变换到静止的αβ0坐标系,其变换矩阵为常数矩阵,故该方法实现起来比较简单,但只适用于系统电压为三相正弦对称且夫在对称的情况,否则将存在比较大的检测误差。dq0变换方法是把abc坐标系变换到同步旋转的dq0坐标系中,其变换矩阵为时变三角矩阵。为运作该方法,通常都需要一个与电网工频同步的三角函数发生器,故实现起来比较复杂,但该方法能适用于任意非正弦、非对称三相电路。

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