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10kV供电系统电压补偿方式

作者:柬埔寨赌场 发布时间:2020-07-10 06:36 点击:

  电压质量是电能质量中最重要的一个方面,包括稳态质量和暂态质量。稳态质量包括三相不平衡、谐波及长时间电压过高或过低等。暂态问题主要包括:① 电压骤降,即系统频率下,电压有效值下降至0.1~0.9倍额定电压之间,且持续时间为10 ms~1 min;② 瞬时断电,一相或多相在某时刻彻底失电,或者降低至0.1倍额定值以下,持续时间一般为10 ms~3 S;③ 电压骤升,系统频率下,持续时问在10 ms~1 min的电压有效值的短时上升,其幅值超过额定值的10% ,甚至达到1.8倍的额定值;④ 瞬时脉冲或突波,瞬时脉冲表示在2个连续稳态之间的一种在极短时间内发生的现象或数量变化,可以是任一极性的单方向脉冲,也可以是发生在任一极性的阻尼振荡的第一个尖峰;⑤ 电压波动,又称电压闪变,即电压的有规则波动,通常幅值不会超出0.I~0.9倍的额定电压;⑥ 电压切痕,持续时间10 ms的周期性电压扰动,主要由电力电子装置换相造成。

  电力系统电压稳定性按时间可分为短期和中长期。短时电压稳定性也称为暂态电压稳定性,通常发生在数秒内。暂态电压稳定性问题往往由动态负荷造成,一般是在重负荷电力系统中发生故障或较大扰动后引起的,表现为某些负荷母线电压首先出现不能恢复或不能在允许时间内恢复的突然下降。无论是暂态问题,还是稳态问题,电压的不稳定都会影响设备的正常运行,造成发热、电磁干扰、系统非正常运行,甚至崩溃等危害。对于敏感的电力电子设备或信息设备,即使是几个周期的电压跌落或中断,都将影响该设备的正常工作,造成巨大的经济损失。目前,采用动态电压补偿装置(Dynamic VoltageRegulator,DVR)是改善供电电压稳定性的有效手段。本文研究了工业中10 kV三相三线制供电系统的动态电压补偿问题,并对补偿方式进行了分析。

  对于用电客户来说,电压跌落是电网质量最重要的问题,0.3 pu以上的电压跌落占整个跌落事件的90% 。现有国内文献较少涉及三相系统与相位相关的补偿策略的研究,而多注重补偿方法本身 。国内工业10 kV供电系统基本上为三相三线制系统,并要求用电单位功率因数应为0.9以上。对于三相三线制供电系统,有时由于无法直接测量系统相电压,但根据电工理论,2个线个线电压基波相量有效值相等且夹角为60。时,则第3个线电压基波相量唯一确定,构成一个封闭的正三角形。因此,当线电压基波产生波动时,通过补偿相电压可维持负载端线电压对称。

  该电压的控制方式分为2种:① 与跌落前电压同相位补偿(PreSag),即跌落发生时输出补偿电压使负载侧电压维持在跌落前的正常状态;② 与跌落后电压同相位补偿(In.Phase),即跌落发生时超导储能系统输出补偿电压使负载侧电压维持在正常幅值,但相位角与跌落后电压相位角一致。

  当线电压产生变化时,以U 、U 和构成的封闭三角形偏离其基波三角形ABC,偏离角度分别为0 和0 。将两个三角形C点重合,可得到补偿电压 和U .。根据图示相量关系可以看出,补偿电压能够将线电压“拉”回至正三角形,其效果等于维持负载端相电压为三相对称电压。类似前面分析,依然可以得到两种补偿方案。补偿电压和跌落的系统电压:及共同作用,使负载线电压维持在正常状态。凶此,线电压基波三角形围绕C点旋转0.角度,在负载端可以得到中性点改变的三相埘称相电压。两种线电压补偿相量的关系均满足三相三线制电压补偿公式。

  动态电压补偿装置一般带有独立的储能装置,如超导储能、电容器储能等。当补偿动作时,能够向负荷提供有功能量,这样可以提高电压补偿范围和补偿时间。

  由于电压源和U 分别串接在A相和B相中,因此,提供的有功能量可通过相应的相电流进行计算。

  采用Simulink建立三相三线制电压补偿系统的仿真模型。j相电源线 kV,阻感负载,其他参数如三相四线制补偿模型,采用同步旋转坐标变换提取补偿信号,通过补偿A相及B相电压来调整三相线电压平衡。根据前面的三相三线制补偿理论分析,进行Pre-Sag方式以及In.Phase方式补偿。

  比较两者的补偿电压,InPhase补偿具有很明显的相位过渡过程,在第0.15 S以后非常清楚。两者均具有能够纠正不对称电压的能力,但是相位上PreSag补偿使负载线电压保持不变。由于线电压得到了补偿,因而负载端相电压也被补偿至三相对称电压,与理论分析的结果相符。

  本文研究了利用动态电压补偿装置补偿三相三线制用户电压跌落的方式,目的在于明确补偿目标、供电线制等因素对电压补偿工作的各种影响。三相三线制供电系统采用补偿相电压来满足负载三相线电压对称的要求,可以采用PreSag补偿或In.PhaseSb偿两种方式。理论和仿真分析表明,两者在幅值补偿以及对称性补偿方面效果近似,但是In.Phase方式不需要计算跌落跳变的角度,因而在算法上得到了简化。

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