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一、問題的提出:
IEEE標準中把電網閃絡(voltage sag)定義為:供電onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=係統" target=_blank>係統中某點的工頻onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電壓" target=_blank>電壓有效值突然下降至額定值的10%~90%,並在隨後的10ms~1min的短暫持續期後恢複正常。IEC標準中將這一現象稱之為voltage dip,與IEEE標準不同之處僅在於:電網閃絡中電壓幅值為正常值的1%~90%。sag和dip這兩個術語是可以交換的。
1.為什麼電網閃絡的危害越來越大
①自動化onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=生產" target=_blank>生產越來越普遍:計算機、工業控製器、onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=傳感器" target=_blank>傳感器的精度、速度、閾值越來越苛刻;
②生產的複雜程度、臨界指標大大提高;
③自然災害頻發,環境汙染造成的空氣雜質含量提升;
④電網超負荷運行,造成電網波動;
⑤終端onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=設備" target=_blank>設備老化、設定值偏移。
我國解決電網問題的曆程漫長,上世紀50年代,致力於電壓穩定的研究和解決;60年代,致力於電網頻率的穩定研究和解決,上世紀70年代,致力於電網的onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電磁" target=_blank>電磁幹擾研究和解決;上世紀80年代,致力於電網的諧波幹擾研究和解決;上世紀90年代,致力於電網的功率補償研究和解決;2000年以後電網閃絡造成危害越來越大,但解決電網閃絡問題仍未提到議事日程中來。
2.我國電網閃絡造成危害的幾個典型案例
浙江榮盛化纖有限公司,滌綸聚酯生產線,每年進入4月~九月期間,雷雨造成電網閃絡、平均每月2~3次,由於電網閃絡造成部分設備損壞、形成企業內二次閃絡加大損失程度。計算下來一年平均一條生產線損失80~200萬,全公司八條生產線一年損失相當巨大。
青島中達化纖有限有限公司,錦綸化纖生產線,每年由支線電網造成閃絡平均每月4~5次,兩個化車間8條生產線,每年電網閃絡損失至少在300~400萬之間。
上海華虹NEC公司,超大規模集成onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電路" target=_blank>電路生產商,矽單晶刻蝕工藝、每次電網閃絡損失200萬,共有這樣的生產設備20台套,一年損失可謂巨大。
新疆烏魯木齊石化公司煉油廠,500萬噸生產線,在冬季,有霧閃造成的直接損失幾百萬、每次由於閃絡,造成生產停車、從新整定設備、放流管道中的殘次品等間接損失也相當可觀。
新疆烏魯木齊石化公司化肥廠、尿素生產車間、造粒噴頭生產工藝、每次電網閃絡、造成造粒噴頭堵塞、極大影響生產、onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=產品" target=_blank>產品合格率大大下降、直接影響農民的利益。
3.我國電網閃絡問題的現狀
我國至今還沒有電網閃絡的專門標準,無論是從設備的抗幹擾能力,電磁兼容,還是幹擾測量方麵都是如此。
雖(sui)然(ran)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)標(biao)準(zhun)中(zhong)已(yi)有(you)與(yu)電(dian)網(wang)閃(shan)絡(luo)有(you)關(guan)的(de)標(biao)準(zhun),但(dan)對(dui)於(yu)同(tong)一(yi)個(ge)問(wen)題(ti),在(zai)不(bu)同(tong)的(de)標(biao)準(zhun)中(zhong),因(yin)看(kan)問(wen)題(ti)的(de)角(jiao)度(du)不(bu)同(tong),會(hui)側(ce)重(zhong)於(yu)問(wen)題(ti)的(de)不(bu)同(tong)方(fang)麵(mian)。
在開放電力市場的背景下,電力部門和用戶、用戶和設備onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=製造" target=_blank>製zhi造zao商shang之zhi間jian有you關guan電dian網wang閃shan絡luo及ji設she備bei抗kang閃shan絡luo能neng力li的de合he同tong承cheng諾nuo的de重zhong要yao性xing更geng加jia顯xian著zhu,三san方fang均jun需xu正zheng確que認ren識shi和he對dui待dai敏min感gan度du問wen題ti,建jian立li一yi套tao包bao括kuo電dian網wang閃shan絡luo的de完wan整zheng的de電dian能neng質zhi量liang標biao準zhun也ye是shi非fei常chang必bi要yao的de。
在國內,電網閃絡給電壓敏感設備帶來危害的例子已時有發生,因此必須采取技術上、經濟上都比較合理的措施保證這些敏感設備在發生電網閃絡期間能夠正常工作以避免造成重大損失。
對dui設she備bei敏min感gan度du問wen題ti的de研yan究jiu。目mu前qian在zai國guo內nei,包bao括kuo很hen多duo電dian力li工gong作zuo人ren員yuan在zai內nei都dou對dui設she備bei的de敏min感gan度du以yi及ji電dian網wang閃shan絡luo帶dai來lai的de危wei害hai認ren識shi不bu夠gou深shen刻ke,隨sui著zhe我wo國guo工gong業ye化hua程cheng度du的de不bu斷duan提ti高gao,隨sui著zhe新xin型xing用yong電dian設she備bei在zai電dian力li係xi統tong中zhong的de大da量liang投tou入ru使shi用yong,這zhe些xie問wen題ti會hui變bian得de越yue來lai越yue突tu出chu,對dui此ci我wo們men必bi須xu正zheng確que認ren識shi,未wei雨yu綢chou繆mou,防fang患huan未wei燃ran,及ji時shi開kai展zhan先xian期qi理li論lun研yan究jiu和he試shi驗yan。
4.國外電網閃絡的調查
英國1995年就電能質量問題對容量超過1MW的100家用戶做了調查,結果顯示:在監測的12個月裏,69%用戶的生產過程因電能質量問題受到破壞,且83%的事故是由電網閃絡和短時間中斷引起的。
在歐洲,由電網閃絡引起的用戶投訴占整個電能質量問題的80%以上,而由諧波等引起的電能質量問題投訴不到20%。
法國早在1994年nian進jin行xing的de抽chou樣yang調tiao查zha就jiu顯xian示shi,百bai分fen之zhi四si十shi四si的de工gong業ye用yong戶hu相xiang信xin電dian網wang閃shan絡luo對dui他ta們men的de生sheng產chan活huo動dong產chan生sheng較jiao大da的de破po壞huai,每mei年nian至zhi少shao引yin起qi五wu例li生sheng產chan崩beng潰kui及ji設she備bei損sun壞huai和he生sheng產chan損sun失shi。電dian網wang閃shan絡luo已yi成cheng為wei威wei脅xie現xian代dai社she會hui各ge用yong電dian設she備bei正zheng常chang、安全工作的主要幹擾,並且成為威脅信息化社會供電質量不可忽視的因素。
中國國際廣播電台曾報道,美國《商業周刊》的一名編輯因供電係統突然降壓1s造成電梯故障而被困在電梯內長達40小時,以心理和身體受到嚴重傷害為由向相關部門提出索賠2500萬美元的要求。
二、引發電網閃絡的幾個原因
1.異步電機啟動引起的電網閃絡
?異步電機啟動,需要從onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電源" target=_blank>電源汲取的電流值為滿負荷的500%~800%,這一大電流流過係統阻抗時,將會引起電壓突然下降,形成電網閃絡。
?感應電機啟動過程中,電壓的降低與係統參數密切相關。圖2-11所示為感應電機啟動過程中電網閃絡分析的等值電路,圖中ZS為係統阻抗,ZM為啟動期間的電機阻抗。
?這種電網閃絡是不對稱型電網閃絡,引起公共母線閃絡。
2.變壓器前段的對稱型電網閃絡
從圖可見,當變壓器容量為電機容量的10倍及以上時,公共母線電壓降低幅度很小,未到90%額定均方根以下,按照IEEE標準,未發生暫降。而當變壓器與onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電動機" target=_blank>電動機的容量比不夠大時,公共母線電壓將發生暫降,且暫降隨電機相對容量的增大而變得更加嚴重,即電壓幅值更低、持續時間更長。
?當dang變bian壓ya器qi與yu電dian動dong機ji的de額e定ding容rong量liang相xiang對dui不bu夠gou大da時shi,電dian動dong機ji較jiao大da的de啟qi動dong電dian流liu會hui對dui公gong共gong母mu線xian造zao成cheng不bu同tong程cheng度du的de電dian壓ya暫zan降jiang,暫zan降jiang幅fu值zhi與yu持chi續xu時shi間jian和he變bian壓ya器qi與yu電dian動dong機ji容rong量liang比bi有you關guan,但dan啟qi動dong時shi的de機ji械xie負fu載zai轉zhuan矩ju隻zhi影ying響xiang暫zan降jiang的de持chi續xu時shi間jian。電dian動dong機ji啟qi動dong引yin起qi的de電dian網wang閃shan絡luo發fa生sheng頻pin次ci高gao,持chi續xu時shi間jian長chang,電dian壓ya變bian化hua不bu規gui則ze。
三、敏感度
1.敏感度定義
?負(fu)荷(he)敏(min)感(gan)度(du)是(shi)指(zhi)負(fu)荷(he)對(dui)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)的(de)敏(min)感(gan)程(cheng)度(du),即(ji)提(ti)供(gong)給(gei)負(fu)荷(he)的(de)電(dian)能(neng)質(zhi)量(liang)不(bu)良(liang)時(shi)負(fu)荷(he)能(neng)承(cheng)受(shou)幹(gan)擾(rao)仍(reng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)能(neng)力(li)。這(zhe)種(zhong)能(neng)力(li)越(yue)低(di),敏(min)感(gan)度(du)也(ye)就(jiu)越(yue)高(gao)。
?根據負荷敏感度及用戶性質,一般可將負荷分為三類:
普通負荷(Common Load):一般說來,電能質量不良對此類負荷的影響不顯著,隻有持續斷電時間過長和電壓變動過多,負荷才會“感受”到影響。如普通照明設備、加熱器、通風機、空調機、一般家用onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電器" target=_blank>電器等。
?敏感負荷(Sensitive Load):此類負荷對電能質量不良相當敏感並會受到損害,因此對電能質量有一定要求。如電動機控製器、變頻調速裝置、含onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=電子" target=_blank>電子設備和自動控製裝置的生產線等。
?要求嚴格的(重要)負荷(Critical Load):此類負荷在電能質量不良時會產生嚴重後果,有的會造成巨大經濟損失,有的會發生不可挽回的損害。
2.設備對敏感度的影響
?①設she備bei本ben身shen的de特te性xing。這zhe也ye是shi設she備bei敏min感gan度du的de決jue定ding因yin素su。不bu同tong類lei型xing設she備bei不bu但dan對dui電dian網wang閃shan絡luo的de敏min感gan機ji理li不bu同tong,而er且qie敏min感gan度du也ye往wang往wang差cha別bie很hen大da,甚shen至zhi同tong類lei型xing但dan不bu同tong廠chang家jia生sheng產chan、同類型同一廠家生產但不同時期產品(經過技術更新)對電網閃絡的敏感度也可能相差甚遠。
?②電網閃絡的發生特性。同一設備對於不同類型的電網閃絡的反應是不同的,暫降的對稱與否、何種類型的不對稱暫降、暫降是否伴隨有相位跳變、甚至暫降發生的起止時刻的相位角都將引起不同的暫態過程(發生在電壓過零點附近的擾動要比發生在電壓峰值點附近的擾動造成的影響要小),不bu同tong的de暫zan降jiang曲qu線xian引yin起qi的de危wei害hai對dui某mou些xie用yong戶hu設she備bei也ye可ke能neng是shi不bu同tong的de。另ling外wai,不bu少shao暫zan降jiang是shi連lian續xu重zhong複fu發fa生sheng的de,即ji在zai一yi個ge電dian壓ya暫zan降jiang發fa生sheng之zhi後hou的de很hen短duan時shi間jian內nei會hui發fa生sheng另ling外wai一yi個ge暫zan降jiang,敏min感gan設she備bei可ke能neng能neng夠gou承cheng受shou第di一yi個ge暫zan降jiang,但dan卻que不bu能neng承cheng受shou第di二er個ge暫zan降jiang,這zhe是shi因yin為wei兩liang次ci暫zan降jiang的de間jian隔ge時shi間jian太tai短duan以yi致zhi設she備bei在zai第di二er次ci暫zan降jiang發fa生sheng時shi還hai沒mei有you從cong第di一yi次ci暫zan降jiang的de影ying響xiang中zhong恢hui複fu到dao正zheng常chang穩wen態tai。
?③設備的運行狀態。這包括暫降發生前後設備運行的電壓水平,設備負載情況、設(she)備(bei)是(shi)否(fou)處(chu)於(yu)穩(wen)態(tai)等(deng)等(deng)。係(xi)統(tong)電(dian)壓(ya)不(bu)可(ke)能(neng)時(shi)時(shi)刻(ke)刻(ke)都(dou)保(bao)持(chi)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)不(bu)變(bian),在(zai)設(she)備(bei)安(an)全(quan)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)內(nei),暫(zan)降(jiang)前(qian)電(dian)壓(ya)越(yue)高(gao),設(she)備(bei)對(dui)暫(zan)降(jiang)的(de)敏(min)感(gan)度(du)就(jiu)越(yue)低(di),反(fan)之(zhi)亦(yi)然(ran),這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)電(dian)壓(ya)的(de)高(gao)低(di)決(jue)定(ding)了(le)能(neng)量(liang)存(cun)儲(chu)的(de)多(duo)少(shao)。如(ru)果(guo)暫(zan)降(jiang)前(qian)電(dian)壓(ya)剛(gang)好(hao)等(deng)於(yu)設(she)備(bei)能(neng)夠(gou)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)的(de)最(zui)小(xiao)電(dian)壓(ya),那(na)麼(me)設(she)備(bei)對(dui)幅(fu)值(zhi)低(di)於(yu)此(ci)最(zui)小(xiao)電(dian)壓(ya)的(de)暫(zan)降(jiang)將(jiang)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)承(cheng)受(shou)能(neng)力(li)。“恢複時間”shizhishebeizaiyigezanjiangfashengzhihouweilenenggouchengshousuizhierlaidelingyizanjiangsuobixudeshijian,erzanjianghoudianyazaijuedingshebeidehuifushijianfangmianqizhongyaozuoyong,yincizanjianghoudianyashuipingduishebeiminganduyeshiyouyingxiangde。
?④生產過程的需要(設備伺服對象的要求)。生產過程(或設備伺服對象)對(dui)設(she)備(bei)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)況(kuang)要(yao)求(qiu)越(yue)高(gao),設(she)備(bei)敏(min)感(gan)度(du)就(jiu)越(yue)高(gao)。比(bi)如(ru),可(ke)調(tiao)度(du)驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)所(suo)驅(qu)動(dong)的(de)過(guo)程(cheng)對(dui)電(dian)動(dong)機(ji)轉(zhuan)速(su)和(he)轉(zhuan)矩(ju)的(de)變(bian)化(hua)範(fan)圍(wei)要(yao)求(qiu)很(hen)嚴(yan)格(ge),當(dang)發(fa)生(sheng)暫(zan)降(jiang)時(shi),驅(qu)動(dong)裝(zhuang)置(zhi)本(ben)身(shen)可(ke)能(neng)是(shi)“正常工作”的,但所驅動的過程卻可能認為是“不正常”的,是不能接受的,這時我們仍然認為設備對電網閃絡是敏感的。
3.電網閃絡對計算機和控製器影響
?當電壓下降到70%及以下時,若持續時間超過20ms,部分計算機就可能無法工作。IBM公司統計表明,8.5%的計算機數據丟失都是由電壓不合格造成的。另據估計,信息產業80%的onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=服務" target=_blank>服務器出現癱瘓以及用戶端45%左右數據丟失和“出錯”均與電網閃絡有關[1]。對於由計算機控製的自動生產線、機器人、機器手、精(jing)密(mi)加(jia)工(gong)等(deng),在(zai)電(dian)網(wang)閃(shan)絡(luo)時(shi)也(ye)可(ke)能(neng)停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)或(huo)產(chan)品(pin)質(zhi)量(liang)下(xia)降(jiang)。電(dian)網(wang)閃(shan)絡(luo)可(ke)能(neng)使(shi)計(ji)算(suan)機(ji)及(ji)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)的(de)硬(ying)件(jian)或(huo)和(he)軟(ruan)件(jian)的(de)運(yun)行(xing)發(fa)生(sheng)故(gu)障(zhang)或(huo)錯(cuo)誤(wu),或(huo)使(shi)設(she)備(bei)的(de)低(di)電(dian)壓(ya)保(bao)護(hu)或(huo)快(kuai)速(su)過(guo)流(liu)保(bao)護(hu)動(dong)作(zuo)而(er)使(shi)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)跳(tiao)閘(zha),導(dao)致(zhi)設(she)備(bei)斷(duan)電(dian)而(er)徹(che)底(di)停(ting)止(zhi)運(yun)行(xing)。
?當dang發fa生sheng嚴yan重zhong的de不bu對dui稱cheng暫zan降jiang時shi,如ru果guo直zhi流liu側ce電dian容rong較jiao小xiao,還hai可ke能neng導dao致zhi電dian動dong機ji端duan電dian壓ya的de不bu對dui稱cheng,但dan這zhe種zhong不bu對dui稱cheng和he交jiao流liu電dian源yuan的de電dian壓ya不bu對dui稱cheng相xiang比bi則ze遠yuan遠yuan輕qing得de多duo。當dang直zhi流liu電dian容rong較jiao大da時shi,即ji使shi不bu對dui稱cheng,暫zan降jiang程cheng度du很hen嚴yan重zhong,直zhi流liu電dian壓ya也ye基ji本ben保bao持chi不bu變bian,紋wen波bo很hen小xiao,從cong而er電dian動dong機ji端duan電dian壓ya將jiang保bao持chi對dui稱cheng。
四、艾雷特科技――動力UPS電源
1.關鍵onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=器件" target=_blank>器件――納米技術電容器
?納米技術電容器C=KS/D,其中,S:1000平米/克;D=0.5納米;C:幾百至幾千法拉
??電壓:幾伏至幾百伏
??電流:幾百安培
??內阻:幾至幾十毫歐
??壽命:10年
??循環壽命:10萬次
??無汙染、免維護、綠色、環保、部分產品可重複利用
2.解決方案
??適用工業場合:onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=石油" target=_blank>石油,化工、化纖、電力、化肥、計算機多種類型
??交流輸出波形:方波、正弦波
??輸出電壓:交流220V、380V
??輸出功率:30~300kW
??支持時間:1~10秒
??電源:不同段多電源供電
??同電源:多負載供電
??同電源:多變頻器供電
??同電源:多不同類型變頻器供電
??同電源:一開一備式負債供電
??同電源:一開一備聯動隻投入式供電
3.核心技術
??最新的納米技術、新型電力電子技術
??新型控製器、遠程聯網、監控、記錄、管理
??智能化控製電源、隔離保護技術、在線維修
??獨特的變頻器、onmouseover=javascript:showpos(event,this) style="COLOR: #00a2ca" onmouseout=javascript:ClearTimer() href="http://search.59dg.com/?keywords=逆變器" target=_blank>逆變器技術
??2003年的專利技術――專利號:02289015-7
??天津市納米專項發展十年規劃項目
??十五期間國家863計劃
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