晃電、電壓暫降/驟降與低電壓穿越的區別?
暫態電能質量問題主要表現為電壓問題,主要包括電壓暫降/驟降、電壓驟升、短時斷電等,有時我們也常常稱之為“晃電”。 那么,這些術語(或俗語)之間是否有不同的含義呢?
1. 晃電
是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網短時電壓波動或短時斷電的現象。供電系統產生晃電的基本類型有:電壓驟降、驟升、短時斷電、電壓閃變。電壓驟升,持續時間0.5個周期至1min, 電壓上升或下降至標稱電壓的110~180%。電壓暫降/驟降是電壓有效值降至標稱值(Nominal Value)的10%至90%, 且持續時間為10ms至1min(典型持續時間為10ms~600ms)的電能質量事件之一。 短時斷電, 持續時間在0.5個周波至3s的供電中斷(如備自投、重合閘等)。電壓閃變。電壓波形包絡線呈規則的變化或電壓幅值一系列的隨機變化一般表現為人眼對電壓波動所引起的照明異常而產生的視覺感受。
2. 電壓暫降/驟降
是電壓有效值降至標稱值(Nominal Value)的10%至90%,且持續時間為10ms(0.5個周波)至1min的電能質量事件之一。嚴重的電壓暫降,將使用電設備停止工作,或引起所生產產品質量下降。而電壓暫降影響的嚴重性則隨用電設備的特性而異。一般而言,工業過程設備對電壓暫降特別敏感,因為設備內任何一個元件由于電源出現問題都會使整個流程停止運轉。這些工業過程涉及汽車、半導體、塑料、石化、紡織、光纖、飲料乳業、移動通信等領域,常受電壓暫降影響的重要設備有冷卻裝置控制、直流電機驅動、可編程邏輯控制器(PLC)、機械裝置、可調速驅動裝置等。
工業生產過程中對電壓敏感的電氣設備的正常工作,甚至造成嚴重的經濟損失。保護裝置切除故障、誤動以及運行人員誤操作等均可引起供電中斷。當保護裝置跳閘切斷給某一用戶供電的線路時,該供電線路上將出現電壓中斷。這種情況一般僅在該線路上發生故障時才會出現,而相鄰的非故障線路上都將發生不同程度的電壓暫降。
3. 低電壓穿越
從電網的角度定義的,比如風電場的低電壓穿越和火電廠的低電壓穿越,它影響了風電發電機組和火電發電機組的正常發電,并會引發風電場和火電廠的輔機跳閘,對大電網引發高風險、低概率的大面積停電安全事故;而從用戶角度定義,就是電壓暫(驟)降(voltage sags 或Voltage dips),因為大電網或者用戶配網產生的電壓暫降,會引起敏感負載宕機,引發安全事故并帶來極大的經濟損失。
4. 低電壓穿越能力
通常指變頻器及供電對象設備外部故障或擾動引起的暫態、動態或長時間電源進線電壓降低到規定的低電壓穿越區內時,能夠可靠供電,保障供電對象的安全運行的能力,即保障關鍵設備在電網波動時持續、穩定工作的能力。而在新能源領域里,就是指風力發電機或光伏發電系統的端電壓降低到一定值的情況下不脫離電網而繼續維持運行,甚至還可為系統提供一定無功以幫助系統恢復電壓的能力。具有低電壓穿越能力的風力發電機可躲過保護動作時間,故障切除后恢復正常運行。這可大大減少發電系統在故障時反復并網次數,減少對電網的沖擊。
(1)電壓跌落幅值:電網中嚴重的電壓跌落基本上都是由系統故障引起的,繼電保護將檢測電壓跌落的幅值并判斷是否動作跳閘,直接決定電壓跌落的持續時間,從而影響對并網風電場的低電壓穿越能力要求如果能有效地辨識風電場并網處母線電壓跌落的危害程度,自適應調整故障間隔的保護控制策略,將有效地整體降低健全間隔上風電機組感受到的電壓跌落持續時間,從而提高風電場低電壓穿越能力;
(2)持續時間:利用電容器的瞬間對大電感放電當電流達到峰值時,使電流延續通過,從而達到較長的放電時間,風機能夠保持并網,甚至向電網提供一定的無功功率,支持電網恢復正常,從而“穿越”這個低電壓時段,提高風電場的整體平穩運行能力。
由此可見,我們通常所說的晃電的概念與電壓暫降/驟降、低電壓穿越并不完全相同。