电力系统短时间电压变动的类型有哪些?

短时间电压变动的类型包括电压中断、电压暂降(也称为骤降或凹陷)和电压暂升等现象。若按持续时间长短来划分,还可将其分成瞬时、暂时和短时3种类型。这一细化分类的结果更多的是出于电能质量监测中对电压干扰分类统计的需要。

造成短时间电压变动的主要原因是系统故障、大容量(大电流)负荷启动或与电网松散连接的间歇性负荷运作。根据所在系统条件和故障位置的不同,可能引起暂时过电压或电压跌落,甚至使电压完全损失。无论故障发生在远离故障点或者靠近故障点,在保护装置动作清除故障之前,都会对电压产生短时冲击影响,造成短时间电压变动。以下对典型的短时间电压变动现象作介绍。

(1)电压中断

当供电电压降低到0.1 p.u.以下,且持续时间不超过1min时,出现电压中断现象。造成电压中断的原因可能是系统故障、用电设备故障或控制失灵等。

电压中断往往是以其幅值总是低于额定值百分数的持续时间来量度的。一般来讲,由系统故障造成中断的持续时间是由保护装置的动作时间决定的。通常对非永久性故障,瞬时重合闸会使电压中断时间限定在工频下的30周波以内。带有延时的重合闸可能导致暂时的或短时的电压中断。由设备故障等造成的电压中断持续时间一般是无规律的。

(2)电压暂降

电压暂降是指由于系统故障或干扰造成用户持续时间0.5周波至1min的短时间内下降到额定电压或电流的10%~90%,即幅值为0.1~0.9 p. u. (标幺值)时系统频率仍为标称值,然后又恢复到正常水平。

电压暂降可能造成某些用户的生产停顿或次品率增加,而供电恢复时间取决于自动重合闸或自动功能转换装置的动作时间。传统的机械式断路器已不能满足对敏感和严格用电负荷的需求,目前主要采取的方案是利用高速固态切换开关、动态电压恢复器或利用不间断电源做后备电源并配合固态电子开关等措施。

(3)电压暂升

电压暂升是指在工频条件下,电压均方根值上升到1.1~1.8p.u.,持续时间为0.5周波到1min的电压变动现象。与电压暂降的起因一样,电压暂升现象与系统故障相互联系。

例如,当单相对地发生故障时,非故障相的电压可能会短时上升。但电压暂升不像电压暂降那样常见。可以利用电压暂升的幅度和持续时间来表征这一现象。当电压暂升是在故障情况下出现时,电压上升的强度将随故障发生点、系统阻抗和接地状况而变化。在不接地系统,零序阻抗为无穷大,当发生单相对地故障时,非接地相对地电压将达到1.73 p.u.。反之,在靠近接地系统变电所周围,由于给故障相电流提供了一个低阻抗零序通道,则非故障相的电压上升幅度很小,甚至没有变化。由于分类方法不同,在许多资料中使用“瞬态过电压”作为“电压暂升”的同义词。

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