电压暂降特征分析与检测技术研究
发布时间：2021-07-16 12:23
随着经济社会的发展,众多电力电子设备及微处理器被应用于工业领域。电压暂降导致这些设备停机后会造成重大经济损失,应及时检测出电压暂降特征值,将故障支路尽快从电力系统中切除。因此,快速、准确地检测出电压暂降特征值具有重要的现实意义。本课题以电压暂降检测技术为研究对象,介绍了电压暂降的特征、起因和危害,在此基础上通过Matlab/Simulink搭建不同类型的电压暂降模型,对常见的三类原因引起的电压暂降特征进行了分析研究,并以检测电压暂降的起止时刻、暂降深度、相位跳变的能力对传统方法进行了分析与评价。鉴于传统αβ-dq坐标变换法检测电压暂降存在抗干扰能力差、检测相角跳变区间不能超过[-π/2,π/2]的缺陷,提出了一种改进αβ-dq坐标变换检测电压暂降的方法。改进方法主要通过两个方面来解决该问题。第一,通过前置FIR滤波器提高系统的抗干扰能力,但同时带来相位延迟的缺点,利用滤波器的线性延迟关系对相位结果进行补偿;第二,通过dq坐标变换后d、q轴电压ud、uq所在象限结合三角函数对检测相角跳变区间扩展至[-π,π]。仿真结果表明,在含谐波和噪音的情况下,能够准确地检测出电压暂降幅值、相位跳变、...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电压暂降波形图
西安科技大学硕士学位论文8conductorEquipmentManufacturesInternational，半导体设备制造商国际组织）曲线，ITI（InformationTechnologyIndustry，信息技术工业协会）曲线等[32]。ITI曲线如图2.2所示。图2.2ITI（CBEMA）曲线统计图电压暂降已经成为各种用电设备的主要隐患，在工业领域，电压暂降带来的危害和影响主要在以下几个方面：（1）对生活、工作上造成的干扰与影响，当电力系统因故障导致电压暂降可能会造成计算机数据丢失、系统紊乱，家用电器的异常工作等。（2）电压暂降易造成巨大的经济损失，因此它的影响和危害也很突出。仅几个周期的供电电压偏差都会影响到一些设备的正常运行，极易干扰到产线生产过程，严重的会引起生产被迫中断。部分工业受其影响较为严重，造成的经济损失极大。（3）对医疗领域的影响，电压暂降除了对经济造成巨大负面作用，还可能引起电子设备不正常工作或者损坏及造成人员伤亡。医院的采用的一些电子医疗器械，如计算机控制的各科手术的操作与监控，受电压暂降的影响可能会造成患者承受到严重的后果。（4）与电压中断事故相比较，因电压暂降问题发生较为频繁，受干扰因素多，一般较难处理。如敏感保护控制器因电压暂降导致误动作、计算机因电压暂降导致丢失数据、自动化工业因电压暂降失去控制、以及引起变频调速器停顿等；同时电压暂降可能造成接触器脱扣或欠电压保护装置作用，引起电动机意外停顿；由于电压暂降持续时间仅几个周期，大部分都难以被察觉。因此，由电压暂降引起的许多事故较难被发现，同时也不易处理该类事故。表2.1给出了国内外关于电压暂降对部分电子设备的影响。
2电压暂降特征分析与仿真研究9表2.1电力电子设备受电压暂降的影响设备名称电压暂降对其影响计算机电压小于额定电压50%、持续时间超240毫秒时，会导致计算数据丢失等异常操作。可编程逻辑控制器电压小于额定电压81%时，可编程逻辑控制器停止工作；外接的I/O设备，当电压小于90%且持续几十毫秒，则会被切除。调速电机电压低于额定电压时产生旋转磁场，增加转子损耗，使转子温度增加，同时也会产生二倍频的震动。自动纺织机电压低于额定电压90%时，工厂的馈线跳闸，造成作业中断。变频调速器电压小于额定电压且持续时间超过120毫秒时，速驱动器（Adjustablespeeddrives，ASD）被切除。对一切精细加工业的电机，电压幅值低于额定值90%且持续时间超60ms时，电机则会跳闸退出运行。芯片测试设备电压小于额定电压85%，IC会被烧毁，芯片测试机退出运行，内部主板发生故障。2.2电网短路故障引起电压暂降仿真分析2.2.1电网短路故障模型各类短路故障发生概率统计图如图2.3所示。图2.3配电网短路故障类型发生概率统计由相关部门统计结果可知，短路故障是引起电压暂降的主要原因之一，同时短路故障引起的电压暂降程度也最严重，其中单相接地短路故障占总故障率的55%左右[33]。配电网发生短路故障后，线路中的电流急剧增加并且故障点处的电压会快速下降，若故障点附近节点的电压快速下降会严重影响敏感设备的正常工作。搭建电网短路故障仿真模型是为了研究短路故障引起的电压暂降对电网的影响，其
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进小波阈值函数和变分模态分解的电能质量扰动检测[J]. 徐长宝,古庭赟,高云鹏,吴聪,龙秋风,周金. 湖南大学学报(自然科学版). 2020(06)
[2]基于窗函数和谱线插值理论的谐波检测方法[J]. 李振华,胡廷和,杜亚伟,张涛,李振兴. 电力系统保护与控制. 2019(22)
[3]小角度法结合复合形态滤波器的单相电压跌落检测方法[J]. 周军,何振梁,李曙光. 电测与仪表. 2020(02)
[4]电压暂降治理措施及设备综述[J]. 胡安平,陶以彬,陈嘉源,庄俊. 电力电子技术. 2019(07)
[5]自适应EKF-ML滤波器在电压暂降检测中的应用[J]. 席燕辉,张小东,李泽文,赵廷. 电力系统及其自动化学报. 2019(05)
[6]基于求导法的dq变换结合形态学滤波的电压暂降检测方法[J]. 周军,伏修来,李曙光. 电测与仪表. 2020(03)
[7]打造“泛在电力物联网”应规划先行[J]. 能源评论. 物联网技术. 2019(03)
[8]基于Blackman自乘-卷积窗的FFT谐波检测算法[J]. 郭振涛,迟长春,武一. 电测与仪表. 2019(13)
[9]DFT插值非整数延迟带通滤波器的研究[J]. 李君,李俊,赵训波,王学伟,汪应春,王琪. 北京化工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]基于ZigBee和LabVIEW的矿山电力谐波在线监测系统设计[J]. 李响初,张微,高小庆. 仪表技术. 2018(05)
硕士论文
[1]改进型动态电压恢复器的研究与设计[D]. 何志军.安徽工程大学 2019
[2]IIR数字滤波器的群延迟优化技术研究[D]. 贺璐璐.西安邮电大学 2019
[3]基于虚拟仪器的电能质量监测系统研究[D]. 李弯.华中科技大学 2017
[4]网络延迟系统中几种滤波器设计方法研究[D]. 柴中.杭州电子科技大学 2013
[5]电压骤降特征量检测研究[D]. 魏春霞.浙江大学 2006
本文编号：3287003
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电压暂降波形图
西安科技大学硕士学位论文8conductorEquipmentManufacturesInternational，半导体设备制造商国际组织）曲线，ITI（InformationTechnologyIndustry，信息技术工业协会）曲线等[32]。ITI曲线如图2.2所示。图2.2ITI（CBEMA）曲线统计图电压暂降已经成为各种用电设备的主要隐患，在工业领域，电压暂降带来的危害和影响主要在以下几个方面：（1）对生活、工作上造成的干扰与影响，当电力系统因故障导致电压暂降可能会造成计算机数据丢失、系统紊乱，家用电器的异常工作等。（2）电压暂降易造成巨大的经济损失，因此它的影响和危害也很突出。仅几个周期的供电电压偏差都会影响到一些设备的正常运行，极易干扰到产线生产过程，严重的会引起生产被迫中断。部分工业受其影响较为严重，造成的经济损失极大。（3）对医疗领域的影响，电压暂降除了对经济造成巨大负面作用，还可能引起电子设备不正常工作或者损坏及造成人员伤亡。医院的采用的一些电子医疗器械，如计算机控制的各科手术的操作与监控，受电压暂降的影响可能会造成患者承受到严重的后果。（4）与电压中断事故相比较，因电压暂降问题发生较为频繁，受干扰因素多，一般较难处理。如敏感保护控制器因电压暂降导致误动作、计算机因电压暂降导致丢失数据、自动化工业因电压暂降失去控制、以及引起变频调速器停顿等；同时电压暂降可能造成接触器脱扣或欠电压保护装置作用，引起电动机意外停顿；由于电压暂降持续时间仅几个周期，大部分都难以被察觉。因此，由电压暂降引起的许多事故较难被发现，同时也不易处理该类事故。表2.1给出了国内外关于电压暂降对部分电子设备的影响。
2电压暂降特征分析与仿真研究9表2.1电力电子设备受电压暂降的影响设备名称电压暂降对其影响计算机电压小于额定电压50%、持续时间超240毫秒时，会导致计算数据丢失等异常操作。可编程逻辑控制器电压小于额定电压81%时，可编程逻辑控制器停止工作；外接的I/O设备，当电压小于90%且持续几十毫秒，则会被切除。调速电机电压低于额定电压时产生旋转磁场，增加转子损耗，使转子温度增加，同时也会产生二倍频的震动。自动纺织机电压低于额定电压90%时，工厂的馈线跳闸，造成作业中断。变频调速器电压小于额定电压且持续时间超过120毫秒时，速驱动器（Adjustablespeeddrives，ASD）被切除。对一切精细加工业的电机，电压幅值低于额定值90%且持续时间超60ms时，电机则会跳闸退出运行。芯片测试设备电压小于额定电压85%，IC会被烧毁，芯片测试机退出运行，内部主板发生故障。2.2电网短路故障引起电压暂降仿真分析2.2.1电网短路故障模型各类短路故障发生概率统计图如图2.3所示。图2.3配电网短路故障类型发生概率统计由相关部门统计结果可知，短路故障是引起电压暂降的主要原因之一，同时短路故障引起的电压暂降程度也最严重，其中单相接地短路故障占总故障率的55%左右[33]。配电网发生短路故障后，线路中的电流急剧增加并且故障点处的电压会快速下降，若故障点附近节点的电压快速下降会严重影响敏感设备的正常工作。搭建电网短路故障仿真模型是为了研究短路故障引起的电压暂降对电网的影响，其
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进小波阈值函数和变分模态分解的电能质量扰动检测[J]. 徐长宝,古庭赟,高云鹏,吴聪,龙秋风,周金. 湖南大学学报(自然科学版). 2020(06)
[2]基于窗函数和谱线插值理论的谐波检测方法[J]. 李振华,胡廷和,杜亚伟,张涛,李振兴. 电力系统保护与控制. 2019(22)
[3]小角度法结合复合形态滤波器的单相电压跌落检测方法[J]. 周军,何振梁,李曙光. 电测与仪表. 2020(02)
[4]电压暂降治理措施及设备综述[J]. 胡安平,陶以彬,陈嘉源,庄俊. 电力电子技术. 2019(07)
[5]自适应EKF-ML滤波器在电压暂降检测中的应用[J]. 席燕辉,张小东,李泽文,赵廷. 电力系统及其自动化学报. 2019(05)
[6]基于求导法的dq变换结合形态学滤波的电压暂降检测方法[J]. 周军,伏修来,李曙光. 电测与仪表. 2020(03)
[7]打造“泛在电力物联网”应规划先行[J]. 能源评论. 物联网技术. 2019(03)
[8]基于Blackman自乘-卷积窗的FFT谐波检测算法[J]. 郭振涛,迟长春,武一. 电测与仪表. 2019(13)
[9]DFT插值非整数延迟带通滤波器的研究[J]. 李君,李俊,赵训波,王学伟,汪应春,王琪. 北京化工大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]基于ZigBee和LabVIEW的矿山电力谐波在线监测系统设计[J]. 李响初,张微,高小庆. 仪表技术. 2018(05)
硕士论文
[1]改进型动态电压恢复器的研究与设计[D]. 何志军.安徽工程大学 2019
[2]IIR数字滤波器的群延迟优化技术研究[D]. 贺璐璐.西安邮电大学 2019
[3]基于虚拟仪器的电能质量监测系统研究[D]. 李弯.华中科技大学 2017
[4]网络延迟系统中几种滤波器设计方法研究[D]. 柴中.杭州电子科技大学 2013
[5]电压骤降特征量检测研究[D]. 魏春霞.浙江大学 2006
本文编号：3287003
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