电压暂降的仿真分析与检测

• 作 者: 李纪凯
• 机 构: 郑州大学
• 出 处: 郑州大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 电压暂降 检测算法 短路故障 软件设计

随着计算机信息、自动化智能控制以及大功率电力电子等高新技术的快速发展，基于这些技术的电力设备在电力系统和生产领域中也得到了广泛的应用。而这些设备对电能质量的要求很高，连续几个周期的电压暂降都会导致这些设备不能正常工作，造成严重的经济损失。尤其是近几年来，电压暂降在国内已成为最受关注的电能质量问题了。而要解决电压暂降的问题，快速、准确的检测电压暂降的特征量是关键。　　
本文主要介绍了电能质量的含义、电压暂降的定义及其特征量、电压暂降产生的原因和危害，分析了几种电压暂降特征量的检测方法，包括有效值算法、缺损电压法、瞬时电压dq分解法、单相αβ坐标变换法和小波分析法等五种方法，并对各种算法的原理和优缺点进行了充分的研究和比较。电压暂降一般是由短路故障、冲击性负荷、空投变压器、大容量感应电动机启动等引起的，其中短路故障和大容量感应电动机启动是引起电压暂降最主要的原因。　　
本文在Matlab环境中对短路故障、冲击性负荷、空投变压器、感应电动机启动等引起的电压暂降进行了建模仿真。由仿真结果可知，短路故障引起的电压暂降的幅度最大，最低可降至0，所以短路故障引起电压暂降的危害是最大的;而冲击性负荷的有功功率对于电压暂降的幅度和相位跳变均有明显的影响，而冲击性负荷的无功功率则主要影响电压暂降的幅度，对于相位跳变的影响很小;空投变压器也会引起系统电压暂降，改变断路器的合闸时间，三相电压的暂降幅度也会随之改变，当断路器在某相电压过零点附近合闸时，该相电压暂降的幅度最大;感应电动机的启动往往也能引起电压暂降，但它是三相对称负荷，所以由此引起的电压暂降也是对称的，其三相电压暂降是相同的。　　
另外，运用C++语言，在微软基础类(MFC)中完成了电压暂降检测的软件设计，首先利用USB2831数据采集卡记录并保存电压瞬时值，然后用编好的程序读取数据，并利用有效值算法计算出电压有效值，最后绘制出有效值曲线图，从而实现对电压暂降的检测。