进行，由刘芳老师指导，赵永丽，程晓婷，邓航，苗亚男，冯伟，樊金龙，潘进利，高健民共同设计完成。在本设计过程中，参阅了书末所列的参考文献，以及国内有关制造厂设计院发电厂和高等院校编写的说明书图纸和运行规程等技术资料。在此，并谨致诚挚谢意。由于时间仓促，水平有限，设计中不免有疏漏之处，恳请老师批评指正，提出宝贵意见。樊金龙年月日山西大学工程学院第章电压暂降的概念及研究意义选题背景及研究意义电能作为种走进市场的商品，也和其他商品样，需要讲求质量。随着科学技术的进步，越来越多的高科技产品走入人们的生活，对电能质量的要求也越来越高，是否能够提供高质量的电能是电力部门需要面临的重要问题之。公用电网的理想状态是以恒定频率正弦波形及规定的电压水平对用户进行供电。在三相交流系统中，三相的电压和电流的幅值应大小相等相位对称并互差。但系统中运行的发电机变压器电力线路等设备不同程度的存在非线性或不对称性，并且因为调控手段不尽完善，运行操作外来干扰故障和各种不可预见的原因等随时可能发生，理想的状态并不存在，由此带来了电网运行及供用电环节中的各种问题，即电能质量问题。制定的电力系统电能质量特性参数及其分类，图类别典型频谱典型持续时间典型电压幅值瞬变现象冲击脉冲纳秒级上升微秒级上升毫秒级上升振荡低频中频高频暂降凹陷周波暂升凸起周波间断周波暂降周波暂升周波间断山西大学工程学院暂降暂升长时间变动持续间断欠电压过电压电压不平衡稳态波形畸变直流偏置稳态谐波稳态间谐波稳态陷波稳态噪声宽带稳态电压波动间歇工频变化图制定的电力系统电能质量特性参数及其分类现代电力工业快速发展，使得动态电能质量问题引发的事故增多，如计算机系统紊乱调速设备跳闸及机电设备误动作等，从而导致重大人身伤亡和经济财产损失。而动态电能质量问题中，电压暂降引发的问题居所有问题之首。严重的电压暂降，将使用电设备停止工作，或引起所生产产品质量下降。而电压暂降影响的严重性则随用电设备的特性而异。般而言，工业过程设备对电压暂降特别敏感，因为设备内任何个元件由于电源出现问题都会使整个流程停止运转。这些工业过程涉及汽车半导体太阳能光伏钢铁塑料石化纺织光纤饮料乳业移动通信等领域，常受电压暂降影响的重要设备有冷却装置控制数控机床加工中心直流电机驱动可编程逻辑控制器机械装置可调速驱动装置等。电压暂降并不是个新问题，但由于以往的大部分设备对短时的电压突变并不敏感，所以直并未引起人们的关注。随着越来越多计算机等精密仪器在人们生活中普及，这些敏感设备很容易受到电压暂降的危害，造成很大的经济损失，电压暂降问题逐步引起了相关部门及研究人员的广泛关注。在现代电力系统中，电压暂降和电压短时中断已成为最重要的电能质量问题。有监测数据表明，现有电能质量问题中，或者更多的是电压暂降所引起的。本课题的研究意义以及必要性山西大学工程学院对电压暂降信号的捕捉与分析有十分重大的意义通过上节所列举的电压暂降对电力系统无论发电端还是用户端的影响可以看出本课题意义在于以下几点在电力市场机制下可以为电力生产部门和用户评价电能质量提供可靠的依据这样有利于明确责任避免各种经济纠纷通过对电压暂降问题的检测可以为各种电力设备生产部门提供丰富可信的数据资料为其改进设备指出个方向有利于提高产品质量及经济效益可以为电力生产部门提供统计资料为综合分析事故提供依据故障发生导致电压暂降发生那么对电压暂降的全面分析为预测电压暂降发生建立基础通过准确的预测实现在故障前有效的抑制可见本课题无论对于理论还是实际都有重要的意义电压暂降电压暂降的概念电压暂降是指供电电压均方根值在短时间内突然下降的事件。在电网中这种电压暂降检测方法的分析与研究现象的持续时间大多为周波。国际电气与电子工程师协会将电压暂降定义为供电电压有效值快速下降到额定值的而国际电工委员会则将其定义为下降到额定值的。在电压暂降的分析中，通常将暂降时的电压均方根值与额定电压的均方根值的比值定义为暂降的幅值，将暂降从发生到结束之间的时间定义为持续时间。实际测量仪器中可对应不同的暂降幅值给出相应的持续时间，即将电压均方根值低于指定电压门槛值的段时间定义为与特定暂降幅值对应的持续时间。此外，电压暂降往往还伴随由电压相位的突然改变，称之为相位跳变。电压出现相位跳变，是由系统和线路的电抗与电阻的比值即不同，或不平衡暂降向低压系统引起的。电压暂降的幅值持续时间和相位跳变是标称电压暂降的最重要的三个特征量。产生电压暂降的原因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组投切等事件时，均可引起电压暂降。其中，短路故障大容量感应电机启动和雷击是引起电压暂降的最主要原因。短路故障引起的电压暂降。当系统发生短路故障时，根据与故障点间的距离，各母线会出现不同程度的电压暂降。由于这类故障发生概率比较大，所以也是敏感设备跳机或误动作的主要原因，三相短路故障引起的电压暂降最为严重。大容量感应电机启动引起的电压暂降。在电网总负荷中，感应电动机用电量约占以上。大容量感应电动机启动时，定子电流明显增大，可高达额定电流的至倍，从而引起所接母线发生电压暂降。电压暂降严重程度与感应电动机的容量启动方式及负荷等因素有关。这种暂降的持续时间较长，但暂降程度般较小，不会对用户造成严重的影响。雷击时造成的绝缘子闪络或线路对地放电会是保护装置动作，从而导致供电电压电压暂降，这在多雷区尤为明显。这种暂降的影响范围大，持续时间般超过。此外，变压器投切会引起电压暂降。由于铁心饱和效应，空载变压器投切时可能产生很大的激磁涌流，从而引起电压暂降。该过程中常伴有二次和四次谐波为主的高次谐波。由于三相铁心饱和程度的不同，使得三相电压暂降程度般也不同。电压暂降程度与开关合闸时刻电源强度铁心中的剩磁和网络阻尼有关。通常，由变压器投切引起电压暂降不会低于。山西大学工程学院目前从监测出故障到隔离故障最快也需个周波。若变电站条出线发生短路故障，保护装置动作将其隔离，与此变电站相连的其它线路将经受次电压暂降。据统计，这种电压暂降占到总数的以上。排除瞬时故障的快速重合闸装置动作也会使相邻线路遭受电压暂降，另外，重合闸动作不成功，电压暂降将增加次。输配电系统中任何地点都可能发生上述情况，而且电压暂降发生的频率比真正的停电事故高出许多，所以短路故障引起的电压暂降危害更大。影响电压暂降的主要因素有故障点与公共节点的距离故障点附近是否有充足的电源变压器绕组连接方式及变压器故障发生位置系统阻抗断路器动作时间或熔丝熔断时间断路器和变压器的故障率以及自动重合闸装置的允许重合次数故障前故障点电压等。电压暂降的危害在许多发达国家，电压暂降与中断已成为影响大工业商户的最主要的电能质量问题。而电压暂降的次数远比电压中断发生的次数多，由于暂降发生次数较为频繁，所以从总体上看，暂降带来的损失是巨大的。电压暂降对于传统性工业及般性负荷影响不大，它主要影响电子类设备的正常工作，或者影响由新型电子类设备所控制的传统工业过程。用户设备对暂态电能质量问题特别是电压暂降的敏感程度视其用电特性的不同各异。表和表为根据国内外有关资料整理的电压暂降对些设备的影响调查及事故案例。随着经济的快速发展，复杂电子设备在各用电部门中得到了广泛的应用，而这些设备中很多对短时间的电压变化较为敏感，所以，电压暂降己成为威胁现代社会用电设备正常安全工作的主要干扰。而电压暂降主要由系统故障大负荷启动或雷击引起的，即使系统按最大可靠性设计也无法避免这些扰动的侵袭，并且目前供电系统供电中断后的快速恢复能力，也远远满足不了许多敏感负荷的要求，即使我们在系统中加装，也不能避免。因此，如何保障优质电力的不间断供应变得更加必要和迫切，这是现代电力工作者面临的新的严峻挑战。山西大学工程学院表电压暂降造成的影响表电压暂降造成的事故山西大学工程学院国内外的研究现状电压暂降问题其实并不是个新出现的问题，随着电力系统的出现就已经存在，但由于以往的绝大多数设备对电压的短时间突然变化不敏感，因此该问题并为引起人们的关注。直到二十世纪七十年代，由于电压暂降问题对各个行业造成的损失难以忽略，其相关研究工作才逐步展开。八十年代电压暂降的研究工作主要集中在检测机理分析及其对电机运行性能的影响。八十年代末以来电压暂降被更加广泛和深入地研究。到目前为止，主要研究工作集中在欧美等些国家，并已取得丰富的研究结果。瑞典学者是最早研究电压暂降问题的人之，在多个领域进行了具有开创性的研究，并于年出版了第本关于电压暂降的专著，其专著对电压暂降的起因短时间中断暂降域电压暂降的检测及抑制措施等内容进行了深入的研究。此外，许多发达国家还对些动态电能质量问题如电压暂降进行了多年的监测，如美国对电压暂降进行了长期广泛的实测。结果表明许多电压暂降的幅值是变化的，且有的还伴随相位突变，不对称以及波形的畸变另外，绝大多数的电压暂降深度小于的额定值，且持续时间不足个周期。因此，如果能够持续补偿的负载容量，则估计可以消除以上的电压暂降扰动。英国加拿大等发达国家也进行了类似的电能质量监测工作，为抑制和改善电能质量获取了直接的信息。等组织直致力于包括电压暂降在内的电能质量相关标准的制定。目前，我国国家技术监督局己经颁布了国家电能质量系列标准，有供电电压允许偏差电压允许波动与闪变公用电网谐波三相电压允许不平衡度电力系统频率允许偏差以及暂时过电压和瞬态过电压，但是还没有制定关于电压暂降的系列标准，只是在电压暂降短时中断和电压变化靠扰度试验中制定了电压暂降短时中断和电压变化抗扰度试验的相关内容。国内许多学者近年来就电压暂降的检测方法补偿控制策略进行了研究，清华大学西安交大等些高校进行了动态电压恢复器的样机研制。但如何检测特征化