摘要
摘要：近年来，电力电子元器件在电力系统中得到广泛应用，其电压暂降敏感特性使得电压暂降已成为影响大工商业用户最主要的电能质量问题。本文在分析某工业园区电压暂降事件发生原因及过程的基础上，研究区域电网短路故障与电压暂降事件之间的耦合关系，探讨电压暂降的影响范围；结合电网及电力用户生产设备特性，针对性的提出电压暂降治理措施。 关键词：电压暂降，短路故障，影响范围，治理措施 0 引言 电压暂降是指电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1p.u.~0.9p.u.，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象[1]。 随着电力电子技术的快速发展，电力系统采用了大量电力电子元器件，如变频器、PLC控制器、DDC控制器等。此类器件对电压暂降都相当敏感，当电压下降到其门槛值以下、且持续时间超过1或几个周波时，就将影响其正常运行，甚至引发故障[2]。统计发现，作为电能质量的重要指标，电压暂降和短时中断占到全部工业电能质量问题的92%以上[3]，由此可见，电压暂降已成为影响电力用户最主要的电能质量问题。 随着经济发展和产业结构的调整，囊括了电子工业和先进制造业的高新工业园区已成为电压暂降问题集中爆发点。电压暂降会影响用户生产线正常运行，甚至导致其工业连续生产过程的中断，造成巨大的经济损失[4-5]。因此本文以某工业园区企业电压暂降事件为研究对象，研究区域电网短路故障与电压暂降事件之间的耦合关系，探讨电压暂降的影响范围，并结合电力用户生产设备特性，针对性的提出电压暂降治理措施。 1 某工业园区企业电压暂降事件简介 1.1 园区企业概况 企业位于某高新技术产业园，主要生产高精度液晶面板，其近区变电站主要包括500kV A、B、C、D站，以及220kV E、F、G、H、I、J站等，另外还有2座500kV并网火电厂。其中，500kV A站和220kV H站通过两条220kV专线与企业220kV变电站直接相接。其近区电网接线示意图如图1.1所示。 图1.1 企业近区电网概况图 该企业现有220千伏变压器4台，容量36万千伏安，正常运行方式为两条专线环网运行。企业厂区用电分为生产用电和后勤保障用电，生产用电设备大多数为高精设备。 1.2 电压暂降事件描述 2019年7月至8月，该企业受到了3次电压暂降事件的影响。详细信息如下： 7月12日15时25分，该企业变电站220kV侧电压暂降最低值至0.13p.u，持续时间约为72ms，造成了大量生产设备宕机，在工品大量报废，生产中断。 7月26日16时37分，该企业变电站220kV侧电压暂降最低值至0.78p.u，持续时间约为50ms，造成了少量生产设备宕机。 8月22日17点41分，该企业变电站220kV侧电压暂降最低值至0.62p.u，持续时间381ms，造成大量生产设备宕机，在工品大量报废，生产中断。 据该企业相关技术人员介绍，其所用高精设备为日本进口设备，所能承受电压暂降的能力为：电压暂降幅值不超过0.2p.u，电压暂降持续时间不超过40ms。 2 某工业园区企业电压暂降事件分析 据对用户的现场调查，该企业自建220kV变电站具有电压暂降事故录波功能，调取的事故录波波形并进行仿真分析，结果如图2.1~2.3所示。 7月12日，C相电压发生了电压暂降现象，暂降幅度87%左右，持续时间72ms之后恢复正常。用户站内高低压侧相关保护未动作，无开关跳闸，但车间部分生产设备电压保护模块动作，造成部分生产设备停机。 图2.1 7月12日电压暂降事件仿真波形 7月26日，C相电压发生了电压暂降现象，暂降幅度22%左右，持续时间50ms之后恢复正常。用户站内高低压侧相关保护未动作，无开关跳闸，生产线仅少量设备停运。 图2.2 7月26日电压暂降事件仿真波形 8月22日，B相电压发生了电压暂降现象，暂降幅度38%左右，持续时间381ms之后恢复正常。用户站内高低压侧相关保护未动作，无开关跳闸，生产线约1/3设备停运，2小时后陆续恢复生产。 图2.3 8月22日电压暂降事件仿真波形 分析表明，上述三起电压暂降事件，仿真结果与实际录波数据基本吻合。 3 区域电网电压暂降对企业的影响 首先在典型夏大方式下，对该企业近区（D、A、C、B系统）500千伏、220千伏线路故障及两江、双槐等电厂机组故障时，造成该企业母线电压跌落的情况进行计算，结果如下所示。 A站近区线路故障时（包含单回线路发生单相接地故障和双回线路同时发生单相接地故障），该企业母线的电压暂降情况进行了计算，具体计算结果见表3.1、3.2所示。当A站220kV母线及A近区220kV站出线故障时，对该企业母线造成的电压暂降幅度较大，其中A站-E站、A站-G站、A站-I站、A站-F站、A站-H站、A站-该企业以及H站-该企业线路故障，会造成该企业母线电压暂降至0.6p.u附近；G站-J站、E站-K站、F站-K站、F站-L站、F站-M站以及M站-L站线路故障，会造成该企业母线电压暂降至0.8p.u以下；这些故障造成的该企业电压暂降幅度超过了该企业高精设备的电压暂降承受能力。 表3.1 区域电网发生500kV线路故障企业变电站母线电压暂降情况（p.u.） 线路 单回故障 双回故障 A-B 0.737 0.731 B-C 0.732 0.732
出版日期
2021年04月09日（中国期刊网平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
