电能质量分析与控制.ppt

在这里特别强调“均方根值电压”是因为在分析电压质量时，有时要与瞬时值电压超标的情况区别开来。电压瞬时值的改变可以用以下表达式描述第159页,共195页，星期六，2024年，5月电压变动特性U(t)特性：沿基波半个周期及其整数倍求取的电压均方根值随时间变化的函数关系第160页,共195页，星期六，2024年，5月图4-1中电动机启动结束后的稳定电压均方根值与额定电压之差的为稳态电压变动值，启动过程中相邻两点极值电压之差为动态电压的变动值。均方根值电压变动特性也可以用相对电压变动特性d(t)来描述，图中纵坐标在电能质量标准中，通常以标称电压的现对百分数来表示电压变动值，即(4-3a)第161页,共195页，星期六，2024年，5月同理，将式中电压变动量替换为上述定义的变动值，可以分别给出相对稳态电压变动值相对动态电压变动值相对最大电压变动值第162页,共195页，星期六，2024年，5月均方根值电压的变动是系统运行中常出现的电压质量现象。为此，国际电工委员会相关标准规定：在低压民用电力网中，相对稳态电压变动值应不超过3%；相对动态电压变动值超过3%的持续时间不应超过200ms；相对最大电压变动应不超过4%。第163页,共195页，星期六，2024年，5月引起电压变动常见原因波动性负荷配电系统自身的无功功率补偿设备投切控制，开关操作以及线路故障等许多因素有关。第164页,共195页，星期六，2024年，5月第二节电压波动一电压波动的含义电压波动定义为电压均方根值一系列相对快速变动或连续改变的现象。其变化周期大于工频周期。配电系统中，这种电压波动现象有可能多次出现，变化过程可能是规则的，不规则的，亦或是随机的。电压波动的图形也是多种多样的，如跳跃形，斜坡形或准稳态形等。为了便于对不同的电压波动过程采用不同的评价方法。第165页,共195页，星期六，2024年，5月在电压质量标准化工作中，将可能出现的电压波动图形整合为四种形式：第166页,共195页，星期六，2024年，5月(1)图4-2(a)所示为周期性等幅矩形电压波动。例如，单一阻性负荷投切引起的电压波动。(2)图4-2(b)所示为一系列不规则时间间隔阶跃电压波动。其电压波动幅值可能相等或不等，可能为正跃变。例如，多重负荷投切引起的电压波动。(3)图4-2(c)所示为非全跃式可明显分离的电压波第167页,共195页，星期六，2024年，5月动。例如，非线性电阻负荷运行引起的电压波动。(4)图4-2(d)所示为一系列随机的或连续电压波动，例如循环的或随机的功率波动负荷引起的电压波动。在处理工程实际问题时，上述电压波动图形可以在处理工程实际问题时，上述电压波动图形可以由用电设备特性推演获得，也可以利用专门的测量仪器观测到。第168页,共195页，星期六，2024年，5月为了更具体的描述电压波动的特征，我们把一系列电压波动中的相邻两个极值之间的变化成为一次电压波动，其波动大小可由式(4-3)计算得到。为了更形象的了解电压波动的过程，实际上可在波动负荷的一个工作周期或规定的一段检测时间内，沿时间轴对被测电压每半个周期求得一个均方根值并按时间轴顺序排列，即可形象的看到连续的电压波动的包络线图形,称为电压均方根值曲第169页,共195页，星期六，2024年，5月线U(t)，见图4-3(a)。当以系统标称电压的相对百分数表示时，电压波动随时间变化的函数转换为相对电压的变动特性d(t)。若将图4-3(a)中的包络线提取出来，它将表示调幅波变化曲线，如图4-3(b)所示。为了直观了解电压的波形变化，见图4-4(a)示意性地给出了被观察电压瞬时值的包络线图形。为分析方便且又不失一般性，常抽象的将恒定不变的工频电压看作载波，将波动电压看作调幅波，见图4-4(b)中所示的虚线表示工频载波电压第170页,共195页，星期六，2024年，5月峰值的平均电平线，若以此为零轴，该图中波形反应了低频正弦调幅波的变化。第171页,共195页，星期六，2024年，5月前面已经指出，电压波动发生的次数是分析电压均方根值变化特性的另一个重要指标。我们把单位时间内电压变动的次