低压变频器对电网电压暂降耐受特性及兼容性研究

通过机理分析和试验研究,深入分析变频器受电压暂降影响的现象和机理。选取国内市场有代表性的七种品牌的中小功率(7.5kW和18.5kW)低压变频器,测试多种因素对变频器暂降耐受特性的影响,并通过对13 000余组试验数据的综合分析与处理提取低压变频器在最严重暂降类型(三相暂降)下的通用耐受曲线。提出一种考虑不确定区域兼容概率的兼容性分析方法,以试验数据和实测电网电压暂降事件作为样本数据,利用对数变换改进的最大熵法建立变频器不确定区域的故障概率模型以及电网暂降幅值和持续时间的概率分布模型,计算不确定区域中的兼容概率和总兼容次数,并与其他概率拟合方法和传统兼容性分析方法进行比较,验证了本文方法的有效性和精确性。

变频器对不同类型电压暂降的耐受特性研究

常见电压暂降类型包括三相暂降、两相暂降和单相暂降,不同类型的暂降对变频器的影响程度有较大的不同,需要研究能够代表变频器在不同类型暂降下的耐受特性的统一规范。文中通过机理分析、仿真和试验研究,给出了变频器在不同暂降类型下具有一定代表性的通用耐受曲线包络线。分析了变频器受不同类型暂降的影响机理,并在MATLAB/Simulink环境下搭建仿真模型进行验证;搭建了试验平台,选取国内市场具有代表性的7种品牌、2种功率(7.5 k W和18.5 k W)的8台变频器进行测试,与理论分析和仿真研究进行相互验证,其结论基本一致。通过对试验结果的处理,得到了变频器在额定转矩转速时不同暂降类型下的通用耐受曲线包络线,具有实际应用价值,可为变频器耐受曲线标准的制定提供重要参考。

模糊综合评价在电压暂降源识别中的应用

电压暂降扰动发生源的分类与识别是合理制定电压暂降治理方案的基础。分析了由短路故障、变压器空载励磁和大型感应电机启动引起的电压暂降的特征,指出了这些特征可能存在的模糊性;选取了三相电压不平衡度、暂降持续时间比和2次谐波增量组成评价指标集,利用层次分析法确定各个指标的权重;基于建立模糊隶属函数的待定系数法,参考95%概率大值的定义,提出了一种模糊隶属函数参数的估计准则,分别构造了每类暂降关于各个指标的模糊隶属函数;计算综合指标隶属度,根据最大隶属度原则判定暂降源类型。通过仿真和实测数据的验证,并与典型暂降源识别方法相对比,表明了文中提出的模糊隶属函数参数的估计准则能够有效减小样本误差的影响,从而具有较高的准确率。

可编程序控制器对电压暂降与短时中断的敏感度试验研究

以Chroma 61860为暂降源发生器,选取目前市场上一款主流的可编程序控制器(PLC)进行了试验研究;并在试验数据的基础上,得到了PLC的电压暂降耐受度曲线,分析了暂降起始点相位对PLC的暂降敏感度的影响;同时给PLC生产厂商提出了改进建议。

电压暂降相位跳变及其对敏感设备的影响研究

电压暂降作为最为严重的电能质量问题之一,已受到国内外专家学者广泛的重视。在电压暂降的特征参数中,除暂降幅值和持续时间外,相位跳变的影响也不容忽视。文中进行了相位跳变研究的必要性分析,给出了相位跳变的计算方法,通过对国内多个地区电能质量监测系统所获取到的暂降事件数据的处理与分析,得到了相位跳变值的分布特征;选取开关电源和交流接触器作为敏感性设备,进行了相位跳变的试验研究,绘制了不同相位跳变值下的电压暂降敏感度曲线。基于上述分析,在电压暂降评估中,将相位跳变作为电压暂降的一个重要特征参数进行研究是非常必要的。

考虑设备敏感特性的单次电压暂降事件分级评估方法

对于单次电压暂降事件,得到其评估值后,在没有比较基准的情况下,无法直观地知晓其严重程度。本文提出了考虑设备敏感特性的单次电压暂降事件分级评估方法。在暂降能量指标的基础上,根据典型的设备耐受曲线的严重性评估结果拟合设备免疫水平概率分布函数;计算单次事件引起设备的故障概率,基于层次分析法得到设备综合故障率;利用设备故障率构造修正函数来修正暂降能量指标,基于电网中490组历史暂降样本,通过对修正后的暂降能量指标进行概率统计分析,拟合其概率分布函数,计算其概率分位数,作为比较基准值;根据单次事件修正后的评估指标与基准值的大小关系建立电压暂降严重性评估等级。通过对电网中100组实测暂降样本进行分级评估,将暂降能量指标修正前后的结果进行对比,验证了本文方法能有效地克服暂降能量指标的过度评估,并且评估结果更加直观、合理。

电压暂降对变频调速永磁同步电机运行性能的影响研究

永磁同步电机(PMSM)作为可调速电机的一种,对电压暂降十分敏感,尤其当驱动过程对电机转速和转矩要求严格的时候。本文简要论述了变频调速永磁同步电机的基本原理,分析了电压暂降对变频调速永磁同步电机的影响机理,并利用MATLAB/Simulink搭建了仿真模型进行验证;制定了实验研究方案,选取3种品牌变频器作为PMSM的驱动设备,考察不同变频器驱动下电机转速和定子电流的变化情况。结果表明,电压暂降会造成变频调速永磁同步电机短时间内失去同步速,并使得定子电流经历类似转速变化的过程;不同变频器驱动对电机运行性能的影响差异十分明显,电机转速下降最大值可达30%额定转速以上,对电机运行的稳定性带来极大挑战。

考虑不确定区域的敏感设备电压暂降兼容能力分析

研究敏感设备的电压暂降兼容能力是十分重要的问题。对传统敏感设备兼容能力分析方法进行了理论研究,分析了其存在的不足,并提出了一种考虑不确定区域兼容概率的敏感设备电压暂降兼容能力分析方法,兼顾了电网侧电压暂降事件发生的随机性和敏感设备发生故障的不确定性,分别建立电网侧和设备侧的概率分布模型,并选取合适的分布函数建立设备侧和电网侧的故障概率分布函数,进而计算设备耐受曲线不确定区域中的兼容概率和总兼容次数,更加准确地描述了敏感设备的耐受特性,从而较大程度上提高了评估精度。通过实例分析,并与传统拟合方法和兼容能力分析方法作比较,建议采用改进最大熵法对设备侧和电网侧的故障概率分布函数进行拟合。所提方法可为电网、治理厂商和敏感设备用户防治电压暂降问题提供有力的理论依据。