電壓暫降對(duì)敏感設(shè)備的影響與評(píng)估

1、電壓暫降對(duì)敏感設(shè)備的影響與評(píng)估技術(shù)創(chuàng)新，變革未來(lái)2目錄電壓暫降的基本描述實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析電壓暫降對(duì)敏感設(shè)備的影響電壓暫降的評(píng)估12341、電壓暫降的基本描述短電 是路和接地故障。速增大，通常 流造成的危害。 沿線電壓跌落 一個(gè)涉及面廣，電壓暫降是指，電壓幅度的短時(shí)間減少，跌落的持續(xù)時(shí)間通常 在幾個(gè)周期幾秒鐘。對(duì)電壓暫降 的關(guān)心主要是由于其對(duì)終端用戶 設(shè)備的影響。它可使工業(yè)過(guò)程出 現(xiàn)故障或中止，并由于電壓暫降 的 發(fā) 生 導(dǎo) 致 重 大 經(jīng) 濟(jì) 損 失 。電壓暫降發(fā)生的主要原因是，由此可引起：1）電源至短路點(diǎn)線路的電流幅值迅 是靠保護(hù)裝置快速動(dòng)作來(lái)中止短路 2）大電流在線路阻抗上的壓降使得加

2、劇，而耐受電壓短時(shí)間急劇下降 情況復(fù)雜的系統(tǒng)問(wèn)題。1、電壓暫降的基本描述電壓暫降的基本特征：電壓暫降的幅值（或殘留值、深度）和暫降 持續(xù)時(shí)間。然而，對(duì)于各種各樣變化的電壓暫降事件，尤其是不同設(shè)備對(duì)于暫 降的反應(yīng)和所受影響并不相同，僅靠簡(jiǎn)化的信息是不能夠識(shí)別的。為了更好的了解和對(duì)暫降事件相關(guān)因素做出評(píng)估，對(duì)暫降特性做出更加細(xì)致的附加描述是很有必要的。電壓暫降波形并不總是矩形波一種固定模式。相位跳變、波形起始點(diǎn) 等以往標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有提出的特性在深入分析暫降影響時(shí)也需要用到。事件前區(qū)段過(guò)渡區(qū)段1電壓恢復(fù)區(qū)段（事件后區(qū)段）過(guò)渡區(qū)段2事件前區(qū)段:是指電壓方均根值為標(biāo)稱值下的平衡電壓階段。過(guò)渡區(qū)段1:在此期

3、間，電壓從標(biāo)稱值三相平衡電壓突然變?yōu)榈陀跇?biāo)稱值的不平 衡狀態(tài)。對(duì)于故障引起的電壓驟降，第一個(gè)過(guò)渡段包括故障初發(fā)瞬間。事件過(guò)程區(qū)段:在最一般的情況下，是指低于標(biāo)稱值的不平衡電壓期間。過(guò)渡區(qū)段2（故障清除期間）:在此期間，電壓突然變回到仍不平衡和仍然偏離 標(biāo)稱值的狀態(tài)。對(duì)于故障造成的電壓驟降，第二次過(guò)渡段包括故障清除的瞬間。 5）電壓恢復(fù)區(qū)段:在此期間，電壓是平衡的，并與標(biāo)稱值接近，但它們可能會(huì)顯示 出趨于穩(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài)。事件過(guò)程區(qū)段將電壓暫降事件分割成不同時(shí)段的特性分析方法1、電壓暫降的基本描述-暫降分割法暫降分割法并非總是 被分解成5種狀態(tài)，需 要根據(jù)實(shí)際發(fā)生的情 況而定。例如，電 機(jī) 啟 動(dòng)

4、 過(guò) 程 不 含 “ 事件過(guò)程區(qū)段” 僅 含有一個(gè)過(guò)渡區(qū)段。 1）事件前區(qū)段過(guò)渡區(qū)段電壓復(fù)原區(qū)段1、電壓暫降的基本描述-暫降分割法考慮“事件前區(qū)段”的理由：當(dāng)事件前段的各種相關(guān)特性（如，諧波 或其他波形畸變等等）同時(shí)發(fā)生變化的話，其對(duì)終端用戶的設(shè)備和過(guò)程 的影響可能是復(fù)雜的和復(fù)合的?？紤]“過(guò)渡區(qū)段”的理由：對(duì)于開(kāi)關(guān)動(dòng)作（裝備包括：接觸器、大電機(jī)、電容器、變壓器和重負(fù)荷）引起的，過(guò)渡段只有一次。并且，不同 條件下過(guò)渡期有很大不同。對(duì)于不同類型故障引起的，則存在兩個(gè)過(guò)渡 期，第二個(gè)過(guò)渡期可能會(huì)是由單相接地發(fā)展成兩相或三相短路故障的狀 態(tài)。變壓器充 能時(shí)波形 存在偶次 諧波畸變 和三相不 平衡。1、

5、電壓暫降的基本描述-分區(qū)段的理由與特征3）超過(guò)2次過(guò)渡期的電壓暫降由于故障發(fā)展（連鎖反應(yīng)）的原因，少數(shù)情況下過(guò)渡期可能會(huì)達(dá)到3、4次。超過(guò)4次的有可能出現(xiàn)但很少。關(guān)心的理由是，存在多次過(guò)渡期，意味著故障狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移和保護(hù)動(dòng) 作時(shí)間上的復(fù)雜性，由此造成對(duì)供電端設(shè)備的影響要比預(yù)期觀察到的暫降 發(fā)生總次數(shù)的影響百分比貢獻(xiàn)率大。單相故障 演變成兩 相故障的 事件記錄1、電壓暫降的基本描述-分區(qū)段的理由與特征由于故障清除時(shí)間不同：當(dāng)供電饋線或傳輸線兩端的兩個(gè)斷路器的故 障清除時(shí)間有著明顯不同時(shí)，電壓過(guò)渡段可能會(huì)超過(guò)2次。這也可能是由 于保護(hù)失靈，或因?yàn)樵诹硪痪€路終端的距離保護(hù)裝置認(rèn)為故障點(diǎn)在2區(qū)所 致。

6、11KV電網(wǎng)中由于故障切除時(shí)間不同出現(xiàn)的三次過(guò)渡段記錄。1、電壓暫降的基本描述-分區(qū)段的理由與特征幅值、持續(xù)時(shí)間、頻次102、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析南 方 某 市 2012.102013.7 ， 10kV與110kV共19個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)41 組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。(0.02,0.1(20,60(1,3 持續(xù)(0.25,0.5時(shí)間/s403530暫25降20頻 次151050暫降幅值/% 方 某 省 2009.72011.7 ，10kV、35kV、110kV、220kV 共28個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)97組有效電壓暫 降數(shù)據(jù)結(jié)果。幅值、持續(xù)時(shí)間、頻次112、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析南 方 某 市 2011.92012.5

7、 ，110kV 、220kV 、500KV 共46個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)123組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。 方 某 市 2012.22015.1 ，10kV共17個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)120組有效電壓暫降數(shù)據(jù)結(jié)果。(0.02,0.1(1,3(0.25,0.5持續(xù)時(shí)間/s6050暫 40降 30頻次 20100電壓幅值/%(1,3(0.25,0.5(20,6004050持續(xù)時(shí)間/s暫頻降 30次 2010(0.02,0.110,20) 30,40) 40,50) 50,60) 60,70) 70,80) 80,90)暫降幅值/%按相別統(tǒng)計(jì)結(jié)果212、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析73%16%11%單相 兩相 三相50%36%14%單相兩

8、相 三相81%15%4%單相 兩相 三相按波形形狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果132、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析矩形26%拋物線16%左慢右快10%左快右慢38%其它10%按波形形狀統(tǒng)計(jì)結(jié)果142、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析82%10%3%4%1%矩形 拋物線左慢右快 左快右慢 其它53.30%16.75%17.26%5.58%7.11%矩形拋物線 左慢右快 左快右慢 其它起始點(diǎn)分布特征2、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析264條有效電壓暫降事件,暫降起始點(diǎn)相位最主要分布于90和270及其附近。其中，41.3%處于60到140之間，30%處于240到320之間。15基于絕緣擊穿引起的短路故障大多數(shù)發(fā)生在 電壓瞬時(shí)值靠近最大值時(shí)，亦即對(duì)應(yīng)

9、于相位角為90與270附近。對(duì)于造成短路故障的天氣、人為、動(dòng)物等原 因存在隨機(jī)性，其分布規(guī)律為0到360之間 均勻分布，所以暫降起始點(diǎn)除主要分布在90和 270及其周圍外，還會(huì)分布于整個(gè)相位范圍內(nèi)。2、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析相位跳變值分布特征相位跳變起始值： 75%以上的相位跳變分布在-10到10之間，90%以上的跳變值分布在-20到20之間。暫降過(guò)程中最大值： 65%以上的相位跳變分布在-10到10之間， 90%以上的最大值分布在-30到30之間。16多重暫降連續(xù)暫降過(guò)沖振蕩諧波172、實(shí)測(cè)電壓暫降情況分析183、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)交流接觸器影響機(jī)理分析e Re RuRuNe0 ie RuR

10、s Ru 0s 1 is Ru Ned ie r (R R ) N 22r RN ie (R R ) N 2 re Ru Nedt is 2rs (Ru Rs ) is 0m0eu0 usuF2SS S2SS e( 1 1 ) ess( 1 1 )電壓暫降發(fā)生時(shí)刻，電流及磁通 不能突變。起始點(diǎn)影響電壓暫降起始點(diǎn)決定了暫降發(fā)生 起始時(shí)刻交流接觸器磁通能量的 大小，磁通越大，交流接觸器的 電磁吸力越大，電壓暫降下持續(xù) 的時(shí)間越長(zhǎng)。0起始點(diǎn)時(shí)，暫降幅值越大， 交流接觸器持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。90起始點(diǎn)時(shí)，暫降幅值越大交流接觸器的持續(xù)時(shí)間越短。電磁吸力的大小與磁通的平方成正比，由于磁通也為正弦曲線。在1 0-

11、2的一個(gè)周波 內(nèi) ，e e 關(guān)u于e 對(duì)稱；s u在e0- 的 半 個(gè)e周u 波內(nèi)e e，2關(guān)于 /2對(duì)稱。所以電壓暫 降 起對(duì)交流接觸器的影響近似2 滿足四分之一對(duì)2稱性。m2 =2 sin2 t-4000 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22-300-200-1000100200300始40點(diǎn)0t(s)U(V)暫降源波形-0.06-0.04-0.0200.020.040.060 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22t(s)I(A)IermsIe線0.08

12、圈電流瞬時(shí)值與有效值波形00.040.080.160.20.24-3-2-101234x 10-40.12t(s)磁通(Wb)e s磁通波形0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24020040060080010001200t(s) FeFm電磁吸力與彈簧力-10 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24-0.500.511.52時(shí)間（ s）接觸器狀態(tài)交流接觸器工作狀態(tài)19相位跳變影響相位跳變決定了磁通由暫降 起始點(diǎn)的值衰減或增加到暫降幅 值對(duì)應(yīng)

13、下的磁通值的時(shí)間。0起始點(diǎn)下，相位跳變?cè)酱?，磁通衰減的時(shí)間越長(zhǎng)，交流接觸器暫降下持續(xù)時(shí)間就越長(zhǎng)。90起始點(diǎn)下，0相位跳變下 磁通的大小是90相位跳變下磁通大小的1.13倍。相位跳變?cè)酱笥|器對(duì)電壓暫降的耐受度越低。0起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生 90起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā) 暫降期間磁通相對(duì)越小，交流接在0、90相位跳變生在0、90相位跳變頻率波動(dòng)影響頻率波動(dòng)與有關(guān)，電磁力與磁通的平方成正比，所以頻率波動(dòng)影響較小。連續(xù)暫降及多重暫降影響連續(xù)暫降及多重暫降的幅值、持續(xù)時(shí)間及暫降波形的先后順序?qū)涣鹘佑|器有較大影響。不同的暫降幅值及時(shí)間決定了交流接觸器的磁通能量能否恢復(fù)到足可以支撐到暫降階段結(jié)束。0.080.12

14、0.160.20.24-3-2-101234x 10-4t(s)磁通(Wb)e s-2-101230 x 100.044-4-30 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22t(s)磁通(Wb)e s-2-10123x 104-4t(s)磁通(Wb)e s0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22-4-3-2-10123x 104-30 0-.402 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 0.22 0.24t(s)磁通(

15、Wb)e s3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)交流接觸器影響機(jī)理分析諧波影響在有諧波存在的情況下，線圈電 流波動(dòng)較大，導(dǎo)致了產(chǎn)生的磁通 量減小，進(jìn)而產(chǎn)生的電磁吸力相 對(duì)無(wú)諧波的情況下減小，因此易 導(dǎo)致交流接觸器的斷開(kāi)。阻尼振蕩影響在基波和高頻成分的激勵(lì)下，交 流接觸器線圈中的電流在暫降起 始階段的值小于基波激勵(lì)下的電 流值，進(jìn)而產(chǎn)生的電磁吸力小于 基波激勵(lì)下的吸力值，導(dǎo)致交流 接觸器易斷開(kāi)。無(wú)諧波和有諧波下的電壓暫降圖203、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)交流接觸器影響機(jī)理分析交流接觸器的編號(hào)交流接觸器的型號(hào)C1國(guó)內(nèi)品牌1主觸頭65A，線圈電壓220V，50Hz，三相國(guó)內(nèi)品牌1國(guó)外品牌1C4國(guó)外品牌1C5主觸頭6

16、3A，線圈電壓220V，50Hz，三相C6國(guó)內(nèi)品牌2C7國(guó)外品牌2C8國(guó)外品牌2C9國(guó)內(nèi)品牌1C10國(guó)外品牌2主觸頭65A，線圈電壓110V，50Hz，三相C11國(guó)外品牌2主觸頭65A，線圈電壓24V，50Hz，三相C12-C19國(guó)內(nèi)品牌3主觸頭400A，300A，125A，50A，線圈電壓220V，50Hz， 三相21主試要驗(yàn)參考數(shù)慮因素：暫降幅值持續(xù)時(shí)間主觸頭65A，線圈電多壓2重20V連，續(xù)50H暫z，降三相主觸頭65A，線圈電連壓2續(xù)20V暫，降50Hz，三相相位跳變處于免疫曲線上方的主觸頭63A，線圈暫電降壓220V，50Hz，三相主觸頭63A，線圈電非壓2正20V弦，波50H形z，

17、三相主觸頭63A，線圈電頻壓2率20V波，動(dòng)50Hz，三相主觸頭65A，線圈電阻壓1尼10V振，蕩50Hz，三相暫降源主負(fù)觸載頭燈6箱5A，線圈電暫壓2降20V起，始50H點(diǎn)z，三相示波器國(guó)內(nèi)品牌2交流接觸器C2控制用計(jì)算機(jī)C33、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)交流接觸器影響的試驗(yàn)研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-起始點(diǎn)0-360電壓暫降起始點(diǎn)下得到的C1交流接觸器的最大正常工作時(shí)間曲線0-90電壓暫降起始點(diǎn)下得到的 C1交流接觸器的耐受度曲線交流接觸器對(duì)于0起始點(diǎn)下電壓暫降的耐受度曲線免疫度最高，暫暫降的起始點(diǎn)對(duì)于交流接觸器的耐受度曲 線有較大的影響，近似滿足四分之一對(duì)稱 性。22降幅值越大，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)；對(duì)于90起

18、始點(diǎn)下電壓暫降的耐受度曲線敏感度最高，暫降幅值越大，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-相位跳變230、90 電壓暫降起始點(diǎn)0-90相位跳變下得到的C1交流接 觸器的耐受度曲線0起始點(diǎn)，不同相位跳變下得到的耐 受度曲線不同，但走勢(shì)基本相同，差別在 于幅值為40%以下的電壓暫降中交流接觸 器的持續(xù)時(shí)間略有不同；對(duì)于40%以上的 電壓暫降中，交流接觸器是否斷開(kāi)的最大 臨界電壓有較大不同；0相位跳變下得到 的耐受度曲線的敏感度最高，90相位跳 變下得到的耐受度曲線的免疫度最高。90起始點(diǎn)，不同相位跳變下得到的耐受度曲線不同，但走勢(shì)基本相同，差別 在于幅值為35%以上的電壓暫降中交流接 觸器是否斷開(kāi)的最大臨界

19、電壓有較大不同；0相位跳變下得到的耐受度曲線的免疫度 最高，90相位跳變下得到的耐受度曲線 的敏感度最高。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-頻率、諧波240、90電壓暫降起始點(diǎn)下 頻率波動(dòng)、諧波對(duì)C7交流接觸 器影響的耐受度曲線0起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生頻率波動(dòng) 時(shí)，不同波動(dòng)頻率下交流接觸器的耐受 度曲線有所差異，但影響較小。90起始點(diǎn)下電壓暫降發(fā)生頻率波動(dòng)時(shí)對(duì)交流接觸器幾乎沒(méi)有影響，耐受度 曲線幾乎重合。在有諧波存在的情況下，線圈電流波 動(dòng)較大，導(dǎo)致了產(chǎn)生的磁通量減小，進(jìn) 而產(chǎn)生的電磁吸力相對(duì)無(wú)諧波的情況下 減小，因此易導(dǎo)致交流接觸器的斷開(kāi)， 即交流接觸器對(duì)有諧波情況下的電壓暫 降敏感度較高。不同廠家的交流接觸器及

20、相同廠家相 同型號(hào)的交流接觸器對(duì)電壓暫降伴隨有 諧波時(shí)敏感度不同，但總體來(lái)說(shuō)受諧波 影響并不大。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-連續(xù)、多重暫降25連續(xù)電壓暫降波形圖多重電壓暫降波形圖第C一1交種流暫接降觸波器形在下第， C一1 交種流暫接降觸波形器下沒(méi)沒(méi)有 斷有開(kāi)斷，開(kāi)在，第在二第種二暫種降波暫形降下波，形交下流斷接開(kāi)觸了器 斷開(kāi)故了障。升級(jí)引起的連第續(xù)一暫階降段中暫，降交的流幅 值接、觸持器續(xù)的時(shí)敏間感，度第增二 階加段，正容常易電受壓到幅連值續(xù)的 持暫續(xù)降時(shí)的間影以響及導(dǎo)第致三斷階 段開(kāi)暫。降的幅值、持續(xù) 時(shí)間連對(duì)續(xù)交暫流降接的觸波器形是 否對(duì)正交常流工接作觸影器響的很影大響多較重大暫，降即的第波一形次，

21、也暫就降是和第第一二次次暫暫降降和 第出三現(xiàn)次的暫先降后出順現(xiàn)序的不先 后同順，序?qū)?duì)交交流流接接觸器 的的正影常響工不作同有。較大影 響。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析-耐受度曲線提取260-90起始點(diǎn)下C3交流接觸器 耐受度曲線與SEMIF47曲線和 ITIC曲線的對(duì)比交流接觸器上下限耐受度曲線綜C合3交考流慮接多觸種器品的牌耐接受觸度器曲，線找并出沒(méi)不有同完特征全值下處交在流S接EM觸I器F4的7曲最線大和持I續(xù)TI時(shí)C曲間線和的最下小方持續(xù)，時(shí) 間所，以可S以EM得I到F4其7曲耐線受和度I曲TI線C曲的線上并下不限適。交合流 接于觸交器流耐接受觸度器曲。線因的此上需限要是找交出流適接合觸器交敏流感度接

22、最觸高器的耐耐受受度度曲曲線線的，表下示限形是式交。流接觸器免疫度最高的耐受度曲線。272PU0 Ct0min2 )2Pt C (U 2 U源跳閘是因?yàn)槎O管整流器 節(jié)器能夠正常工作允許的最單相整流+高頻逆變+低壓濾波電路220V交流電源直流輸出電壓控制器供電高性能控制電壓反饋器電壓暫降期間，開(kāi)關(guān)電 直流側(cè)電壓低于電壓調(diào) 小輸入電壓Umin。電 流反 饋沖輸 出輸入 濾波開(kāi)關(guān)電源仿真模型反激濾電波電路容具/電感有成本低，降結(jié)壓變構(gòu)壓器簡(jiǎn)單，體積（整小流、等濾優(yōu)波）點(diǎn)，因此廣泛使用于小功率電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、消U 費(fèi)類電子設(shè)備電源等脈場(chǎng)合。3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的機(jī)理研究28直流

23、電容電壓及其放大圖仿真得到的開(kāi)關(guān)電源敏感度曲線不同持續(xù)時(shí)間下輸出電壓圖暫降幅值與持續(xù)時(shí)間仿真50%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0 20304050607080持續(xù)時(shí)間(ms)暫降幅值額定負(fù)載0.120. 1250.130. 1350.140. 1450.1508642181614121020時(shí)間(s)輸出電壓限值持續(xù)時(shí)間為40ms持續(xù)時(shí)間為30ms持續(xù)時(shí)間為20ms輸出電壓(V)3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的機(jī)理研究29不同負(fù)載下開(kāi)關(guān)電源敏感度曲線負(fù)載是影響開(kāi)關(guān)電源電壓暫降敏感度的 重要因素202550055%50%45%40%35%30%25%20%15%10

24、%5%30354045持續(xù)時(shí)間（ms）暫降幅值0 暫 降起始點(diǎn)90 暫 降起始點(diǎn)起始點(diǎn)是影響開(kāi)關(guān)電源電壓暫降敏感度 的重要因素不同起始點(diǎn)下開(kāi)關(guān)電源敏感度曲線2030708050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%0405060持續(xù)時(shí)間(ms)暫降幅值1/2額定負(fù)載負(fù)載與暫降起始點(diǎn)仿真額定負(fù)載3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的機(jī)理研究相位跳變對(duì)開(kāi)關(guān)電源敏感度的影響主要集中在暫降幅值較大處，根 據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，幅值在30%-40%的暫降出現(xiàn)的頻次高于0-30%的暫 降，因此相位跳變對(duì)開(kāi)關(guān)電源電壓暫降敏感度影響值得關(guān)注。30050%45%40%35%30%25%20%15%10

25、%5%0274520 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50持續(xù)時(shí)間(ms)不同相位跳變下開(kāi)關(guān)電源敏感度曲線暫 降 幅 值相位跳變仿真3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的機(jī)理研究31開(kāi)關(guān)電源試驗(yàn)方案AC/DC開(kāi) 關(guān)電源零線暫降源 Chroma 61860負(fù)載 LED燈帶+-A相本試驗(yàn)測(cè)量設(shè)備為DPO3034示波器，測(cè)量量 主要有開(kāi)關(guān)電源輸入電壓以及輸出電壓、負(fù) 載電流。試驗(yàn)原理圖試驗(yàn)連接圖3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究三個(gè)著名品牌開(kāi)關(guān)電源電壓暫降敏感曲線3個(gè)品牌電壓暫降敏感度曲線走勢(shì)相同形狀相似，但也存在以下 區(qū)別：其中暫降敏

26、感度從高到底排列為S1S2S332暫降幅值S1S2S355%50%45%40%61.735%39.430%38.756.59125%37.656.59020%37.155.49115%35.2568910%33.753.1905%33.754.8900%32.555.3901020304050607080901000S150%45%40%暫35%降30%幅25%值20%15%10%5%持續(xù)時(shí)間(ms)S2S3S1、S2、S3正常工作時(shí)間表S1、S2、S3敏感度曲線3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究33負(fù)載對(duì)開(kāi)關(guān)電源敏感度影響試驗(yàn)分析20%15%10%5%035%50%45%40%1

27、/2額定負(fù)載額定負(fù)載暫降 30%幅 25%值1/2額定負(fù)載額定負(fù)載507013015005%暫 25%降幅 20%值15%10%30%35%40%35%暫 30%降 25%幅值 20%15%10%5%40%1/2額定負(fù)載額定負(fù)載20406080 100 120 140 160 180 200持續(xù)時(shí)間(ms)S190110持續(xù)時(shí)間(ms)S20 80100120140160180200持續(xù)時(shí)間(ms)S340%25%30%15%30%15%與仿真結(jié)果相同，負(fù)載減小，開(kāi)關(guān)電源敏感度下降；S1在額定負(fù)載與1/2額定負(fù)載下正常工作臨界電壓不滿足兩倍關(guān)系，S2、S3滿足；S1、S2、S3持續(xù)時(shí)間在額定負(fù)

28、載與1/2額定負(fù)載持續(xù)時(shí)間滿足近似兩倍關(guān)系3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究34幅值持續(xù)時(shí)間(ms)20%15%25%45%40%暫 35%降 30%50%0 暫降起始點(diǎn)45 暫降起始點(diǎn)90 暫降起始點(diǎn)135 暫降起始點(diǎn)電相壓位暫跳降變對(duì)起始開(kāi)點(diǎn)關(guān)對(duì)電開(kāi)源關(guān)敏電感源度敏影感響度的影試響驗(yàn)的分試析驗(yàn)分析暫10%102030405060708090100持續(xù)時(shí)間(m5s%)05%降 30%幅 25%值 20%15%10%35%50%45%40%0 相位跳變45 相位跳變90 相位跳變10203040506070809010005%10% 45%40%35%暫30%降25%幅20%值15

29、%50%0 相位跳變45 相位跳變90 相位跳變S1在0暫降起始點(diǎn)不同相位跳變下0 敏感度曲線持續(xù)時(shí)間(ms)S1在90暫降起始點(diǎn)不同相位跳變下敏感1020304050607080901度00曲線與仿真結(jié)果相似，不同暫降起始點(diǎn)下敏感度曲線走勢(shì)相似，不同暫降起始點(diǎn)下開(kāi)關(guān)電源正常工作臨界電壓相同；45暫降起始點(diǎn)下敏感度均較其他暫降起始點(diǎn)高，90起始點(diǎn)下敏感 度最低。與仿真結(jié)果相似，相位S1跳在不變同僅暫降在起暫始點(diǎn)降下幅敏感值度較曲線大時(shí)對(duì)敏感度產(chǎn)生影響；在10%-40%暫降幅值范圍內(nèi)，存在相位跳變時(shí)，持續(xù)時(shí)間減小，即開(kāi)關(guān)電源敏感度增大。3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)開(kāi)關(guān)電源影響的試驗(yàn)研究式電壓和持同h

30、roma61860：List模下，可以分段編輯各段 的幅值、頻率、相位 續(xù)時(shí)間，可以模擬不暫降幅值和持續(xù)時(shí)間的電壓暫降情況照明燈箱給燈具提供一個(gè)照明環(huán)境， 并將照度計(jì)照度計(jì)，90%響應(yīng)時(shí)間為1ms，精度較高。使用示波擬電壓信器 號(hào)讀取照度計(jì)輸出的模，而該電壓信號(hào)與燈的瞬時(shí)光通量成正比關(guān)系。示波 器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行數(shù)字采樣，從而 得到數(shù)字信號(hào)，并保存下來(lái)。暫降幅值80%60%40%C 30%暫降時(shí)間2周波4周波8周波燈具60W白熾燈CFL-1n、 CFL-2n各3盞LED-4n、 LED-5n、 LED-6n各2盞3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-放置其對(duì)中節(jié)讀能取燈光影照響度的信試號(hào)驗(yàn)。研究 柯尼卡美能達(dá)公司

31、的T-1036離差標(biāo)準(zhǔn)化，照 度數(shù)據(jù)全部映射 到0，1之間平均最低照度（%）= 平均最低照度平均正常照度=46.8%3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)節(jié)能燈影響的試驗(yàn)研究代表性情況分析：132V 2周波37白熾燈白熾燈白熾燈CFL-11LED-51照度下降范圍白熾燈CFL-11LED-51下降時(shí)間白熾燈CFL-11LED-51上升時(shí)間相同電壓暫降 下白熾燈照度 下降范圍大， 受影響時(shí)間長(zhǎng)綜 合 比 較任意電壓暫降幅值下，CFL和LED燈的照度還 能保持在較高的水平，而白熾燈照度則下降較多。 然而，在電壓暫降為176V時(shí)，CFL和LED燈的照度 水平均下降到90% 以下， 也就是照度變化量達(dá)到 10%以上

32、，已經(jīng)可以引起人38 眼的反映。3、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)節(jié)能燈影響的試驗(yàn)研究圖IEEE Std 1346-1998中PLC電壓暫降耐 受度曲線范圍三菱FX3U系列PLC對(duì)電壓暫降的耐受度曲線該類PLC對(duì)電壓暫降的敏感度有所降低，對(duì)低電 壓的耐受能力明顯提高。 當(dāng)暫降幅值低至 16%Unom以下時(shí)，若暫降持續(xù)時(shí)間在1cycle內(nèi) 時(shí)， PLC 運(yùn)行不會(huì)受到影響； 當(dāng)暫降幅值在 16%Unom-27%Unom之間時(shí)，PLC能夠耐受暫 降的持續(xù)時(shí)間有所增加，能夠達(dá)到2cycles。393、對(duì)敏感設(shè)備的影響-對(duì)PLC影響的試驗(yàn)研究基于多暫降閾值和持續(xù)時(shí)間的電壓暫降新型描述方法4、電壓暫降的評(píng)估T(Uc

33、)是指暫降中電壓小于或等于Uc的時(shí)間。由于被評(píng)估的眾多設(shè)備的耐 受曲線并不相同，若要方便地進(jìn)行評(píng)估，需要對(duì)暫降信息先行處理，為此可將 電壓暫降描述為一個(gè)多暫降閾值和持續(xù)時(shí)間的序列T(0.9)、T(0.9-h)、T(0.9- 2h)T(0.1)，h為電壓間隔，由于設(shè)備的電壓耐受曲線中的免疫電壓幅值一 般精確到小數(shù)點(diǎn)2位，h可取0.010.05。與傳統(tǒng)的描述方法相比，新型描述方 法同樣利用錄波數(shù)據(jù)，結(jié)合了設(shè)備電壓耐受曲線，依照了敏感設(shè)備電壓耐受曲 線及其故障與正常工作判斷原理，適用于矩形暫降和非矩形暫降，并且用于設(shè) 備暫降免疫能力評(píng)估時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)對(duì)非矩形暫降過(guò)度評(píng)估的情況。40持續(xù)時(shí)間(ms)暫

34、降 幅 值（%）上限下限平均1UminUmaxUavr0 Tmin Tavr Tmax從設(shè)備免疫能力評(píng)估的角度可如下描述電壓為解暫降。暫降s可以描述為一電壓關(guān)于時(shí)間的函數(shù):U=s(t)或t=s-1(U)對(duì)于暫降過(guò)程中的任意電壓Uc 可以描述 tc=s-1(Uc)，根據(jù)實(shí)際錄波數(shù)據(jù)，可求得兩個(gè) tc1, tc2。定義:T(Uc)=|tc1-tc2|(0.1 =Uc= 0.9)UUtt閾值閾值殘壓殘壓0041敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評(píng)估提出了站點(diǎn)暫降描述圖的概 念，可與設(shè)備電壓耐受曲線方便的 結(jié)合起來(lái)，評(píng)估設(shè)備因暫降發(fā)生故 障的頻次、頻次區(qū)間。0500405060Uc=90%-10%AB10015

35、0200250300350400450500持續(xù)時(shí)間(ms)暫降個(gè)數(shù)C30D2010RMS數(shù) 據(jù) 處 理數(shù)據(jù)處理新型暫降描述序列設(shè)備故障頻次0UVmaxVavVminTmin Tav Tmax.t根據(jù)設(shè)備電壓耐受 曲線類型選取站點(diǎn) 評(píng)估方法進(jìn)行評(píng)估4、電壓暫降的評(píng)估42敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評(píng)估基于電壓暫降新型描述的嚴(yán)重程度綜合指標(biāo)：MMDSI maxMDSI (0.9,T (0.9), MDSI (0.9 h,T (0.9 h),MDSI (0.9 2h,T (0.9 2h).MDSI (0.1,T (0.1)以我國(guó)某一城市電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電壓暫降錄波數(shù)據(jù)為例，采 用提出的針對(duì)敏感設(shè)備電壓

36、暫降免疫能力的站點(diǎn)評(píng)估方法，對(duì)可邏 輯編程器(PLC)、可調(diào)速裝置(ASD)、交流繼電器(AC Relay)、個(gè)人 計(jì)算機(jī)(PC)4類典型的敏感設(shè)備進(jìn)行評(píng)估。故障頻次評(píng)估類型傳統(tǒng)方法故障頻次(故障率)提出方法故障頻次(故障率)PLC8(14%)2.5(4.3%)ASD50(86.2%)43.7(75.3%)AC Relay40(69%)34.5(59.5%)PC32(55.2%)23(40%)4、電壓暫降的評(píng)估利用傳統(tǒng)描述方法所得暫降幅值為0.182，持續(xù)時(shí)間為100ms，可得其MDSI指 標(biāo)為100，即此暫降會(huì)造成PC故障；利用新型描述方法取電壓間隔為0.05，可得其 描述序列：(0.9,1

37、00), (0.85,81.7ms), (0.8,69.8), (0.75,60.1), (0.7,50.9),(0.65,46.8), (0.6,39.3), (0.55,35.8), (0.5,24.9), (0.45,22), (0.4,19.5),(0.35,13), (0.3,10.8), (0.25,9), (0.2,1.8)，可得其MMDSI指標(biāo)為24，對(duì)應(yīng)于圖中的A點(diǎn)。由此可以看出，暫降幅值較大的暫降可能因其非矩形程度較高，即對(duì) 應(yīng)于較大暫降幅值的持續(xù)時(shí)間較短，可能不會(huì)引起設(shè)備故障，甚至并不嚴(yán)重。如若 對(duì)這種類型的暫降采用傳統(tǒng)方法評(píng)估的話4，3 勢(shì)必會(huì)造成過(guò)度評(píng)估。敏感設(shè)備電壓暫降免疫能力評(píng)估嚴(yán)重程度評(píng)估以PC為例，分析對(duì)比采用新型電壓暫降描述嚴(yán)重性綜合指標(biāo)（MMDSI）傳統(tǒng)描述的嚴(yán)重性綜合指標(biāo)（MMDSI）的評(píng)估結(jié)果：020 40 60 80 100 510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 000.050.10.150.20.250.30.350.4事 件時(shí)間（s）嚴(yán)重程度M D S IM M D S IA0.10.20.30.40.50.60.70.80.911.1100ms0.182暫降幅值（%）4、電壓暫降的評(píng)估NORTH CHINA ELECTRIC POWER UNIVERS