CN101241157A - 电压暂降模拟试验过程及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为电压暂降模拟试验过程及方法。电压暂降问题是电能质量问题中对社会生产造成影响和损失最大的一类，由系统故障等内部因素以及雷击等自然因素造成，长期以来国内对于这一类问题的认识和重视程度不够，未能有效建立针对这一问题的一系列解决方法。本发明提出了模拟电压暂降过程试验的方法，为系统和用户设备提供电压暂降模拟，进而研究治理或改善的解决方案。电压暂降的试验涉及标准的遵循、试验方案的制定、试验过程、以及试验结论整理几个部分，在一系列试验环节的制定上，进行了大量的探索性研究和比较，制定了较合理的一套过程方法。本成果弥补了国内在这一领域的空白，也为进一步开展用户抗干扰补偿设备的设计提供了必要的试验数据支持。
Description
技术领域
本发明涉及电压暂降模拟试验过程及方法，用以研究系统内设备及用户设备对电压骤降的承受能力以及治理方法。属于电力系统电能质量技术领域。
背景技术
电能质量问题是一个跨学科的边沿性课题，也是当前及今后相当长时间内电力部门及其用电部门所面临的一个极严峻问题。暂态电能质量问题的研究起步较晚，国内刚刚有所认识，它属于稳态电能质量问题的延伸，影响范围小，但后果却比较严重；暂态电能质量问题其实质就是暂态电压质量问题，或者电网遭受外来干扰侵袭及内部故障、操作所带来的系统冲击问题，其主要性能指标是：电压脉冲、浪涌、电压跌落及瞬时电压中断，目前国际国内还没有此方面的统一标准，但一般采用其指标参数的幅值和持续时间来描述(有时考虑其上升下降率、发生频度等)。目前，在所有暂态电能质量问题中，电压跌落的影响最为普遍。
中国电网近几年每年累计共约发生100000多次短路故障。其中220kV及以上电网短路2000多次，产生区域全局性影响；35～110kV电网短路约20000多次，属地区性影响；10kV公网约100000次。如计及用户网络短路故障，可能还约增加1倍。估计每个用户，每年经受约数百次左右的不同程度的电压暂降冲击。对系统设备或者某一用户来说，一次电压暂降带来的危害可能不如一次中断带来的危害大，但由于暂降发生次数较为频繁，总体上讲带来的损失是巨大的。所以进行电压暂降的试验研究具有重大的经济价值和应用前景。
本发明人根据国内未能有效对各类设备进行暂降模拟试验的实际情况，提出暂降模拟试验过程及方法，经过实验室和现场的实际工程试验，表明该方法能有效开展电压暂降模拟，验证设备的抗电压暂降能力。
发明内容
本发明的目的是建立一套完整的电压暂降模拟试验过程及方法，根据被试设备的特征动态选择测试曲线，利用电压暂降发生器模拟不同的电压暂降过程，观察并记录设备运行情况的变化，达到了解被试设备对电压暂降敏感程度的目的。
本发明是采取以下的技术方案来实现的，电压暂降模拟试验过程及方法，其步骤如下：
(1)根据试验对象确定试验方法和需要参考并遵循的行业标准；
(2)将电压暂降发生器串联接入被试设备供电电路，通过改变暂降深度、暂降时间和暂降发生的相别对设备进行一系列试验；
(3)记录被试设备在不同的暂降情况下的运行情况，确定设备是否满足行业内规范的要求。
前述的电压暂降模拟试验过程及方法，其特征在于根据不同的被试设备类型确定典型接线形式和试验点(试验曲线)。
前述的电压暂降模拟试验过程及方法，其特征在于记录设备在每一个暂态电压模拟情况下的运行情况，客观反映不同电压骤降对设备运行情况影响的变化过程。
本发明的原理具体叙述如下：
(1)技术方案的第一部分：虽然国标尚未有相关标准，但在IEC61000系列标准和欧美国家的标准中，电压暂降都是一项重要的电能质量指标，因为这项指标涉及精密制造企业和高新技术产业的供电可靠性和技术经济效益，关于电压暂降的标准包括SEMI F47，IEC 61000-4-11，61000-4-34，CBEMA，ITIC，IEEE-1100等等，每种标准针对的设备不同，具体使用的场景也不同，暂降模拟试验过程有两种形式：(a)针对性选择一到两种标准的电压暂降测试曲线进行试验。(b)对受试设备进行试验找到一系列发生故障的临界点，确定设备抗暂降能力曲线；
(2)技术方案的第二部分：将电压暂降发生器串联接入被试设备供电电路，根据技术方案一中确定的试验方案和标准，确定需要进行试验的具体试验点，包括每次试验的电压暂降向量图、暂降深度和暂降时间，对设备进行一系列试验；
表1、试验推荐暂降特征数据表
| 测试类型 | 电压暂降特征量(残压和持续时间) | ||||
| 类型一 | 0％UN，20ms | 70％UN，0.5s | 80％UN，5s | 90％UN，60s | |
| 类型二 | 0％UN，20ms | 70％UN，0.5s | 80％UN，10s | 90％UN，60s | |
| 类型三 | 0％UN，20ms | 50％UN，0.2s | 70％UN，0.5s | 80％UN，10s | 90％UN，60s |
| 类型四 | 0％UN，1s | 90％UN，60s | |||
| 注：类型一针对通用类型设备；类型二针对计算机等电子设备；类型三针对芯片企业等敏感设备；类型四针参考三星行业标准针对其他有特殊要求的设备 |
(3)技术方案的第三部分：记录被试设备在不同的暂降情况下的运行情况，确定设备是否满足行业内规范的要求。其中(a)方式进行的试验需要对骤降测试结果的评估，建议详细的评估至少分以下四级
A：表现正常，满足生产厂家、购买方和使用方的指标要求；
B：出现短暂的性能降低或丧失，扰动停止后表现正常，不需操作者另外干预；
C：出现短暂的性能降低或丧失，需要操作者干预或系统复位可恢复；
D：由于硬件或软件损坏或者数据丢失造成设备不能运行或者性能明显下降，且不可恢复。
(b)方式进行的试验需要给出完整的设备抗暂降能力曲线。
附图说明
图1(A)、(B)、(C)是本发明中电压暂降试验的接线图的三种方式
图2是本发明中电压暂降试验的流程图
具体实施方式
如图1-2方式选择苏州科技园区的一家高科技芯片制造企业一条生产线进行试验，其所带负载是经过变频器后的三相电动机，该生产线配置了DVR动态电能质量补偿装置。
首先根据现场试验要求选择方式a进行试验。
根据生产线的行业特点和要求选择表1中类型四进行试验，
| 序号 | 输入电压(V) | 暂降残压(％) | 暂降持续时间 | 设备运行情况 | ||||
| Ua | Ub | Uc | A | B | C | |||
| 1 | 176 | 176 | 220 | 80 | 80 | 100 | 10s | A级 |
| 2 | 176 | 220 | 220 | 80 | 100 | 100 | 10s | A级 |
| 3 | 154 | 154 | 220 | 70 | 70 | 100 | 500ms | A级 |
| 4 | 220 | 154 | 220 | 100 | 70 | 100 | 500ms | A级 |
| 5 | 220 | 110 | 220 | 100 | 50 | 100 | 200ms | A级 |
| 6 | 220 | 110 | 110 | 100 | 50 | 50 | 200ms | A级 |
| 7 | 5.5 | 220 | 220 | 2.51 | 100 | 100 | 20ms | A级 |
| 8 | 5.5 | 5.5 | 220 | 2.5 | 2.5 | 100 | 20ms | A级 |
| 9 | 220 | 220 | 198 | 100 | 100 | 90 | 60s | A级 |
| 10 | 198 | 198 | 220 | 90 | 90 | 100 | 60s | A级 |
注1：测试7、8，实际测试中用残压2.5％代替电压暂降幅度100％，主要为了使仪器采样的波形不因电压太小受到干扰，实际结果不影响测试的准确性。
测试结果表明该生产线能够满足电压暂降试验类型四的要求，在各种情况下测试结果均表现为A，即表现完全正常，证明该生产线具有很好的抗电压暂降能力。
上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采取等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1、电压暂降模拟试验过程及方法，其步骤如下：
(1)根据试验对象确定试验方法和需要参考并遵循的行业标准；
(2)将电压暂降发生器串联接入被试设备供电电路，通过改变暂降深度、暂降时间和暂降发生的相别对设备进行一系列试验；
(3)记录被试设备在不同的暂降情况下的运行情况，确定设备是否满足行业内规范的要求。
2、根据权利要求1所述的电压暂降模拟试验过程及方法，其特征在于根据不同的被试设备类型确定典型接线形式和试验点。
3、根据权利要求1所述的电压暂降模拟试验过程及方法，其特征在于记录设备在每一个暂态电压模拟情况下的运行情况，客观反映不同电压骤降对设备运行情况影响的变化过程。
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