基于igbt的快速切換開關分析與保護系統(tǒng)設計

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1、東南大學碩士學位論文值低于額定值的10％【l¨。根據(jù)中斷持續(xù)時間的長短，可以分為瞬間斷電(0．Ols．3s)、瞬時斷電(3s．60s)和持續(xù)斷電(超過60s)。電壓波動指的是電壓幅值變化限度在允許的偏差范圍內(nèi)(O．9．1．1)隨機或者有規(guī)律的波動，這種變化可能會使一些照明設備出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，因此電壓波動又稱閃變【l2

2、。除了以上三種問題外，暫態(tài)電能質(zhì)量問題還包括電壓驟升、電壓切痕等，電壓驟升情況發(fā)生幾率很小，而電壓切痕的頻率非常之高，用常規(guī)的諧波分析設備都無法測出，因此在分析電能質(zhì)量問題時，很少考慮這

3、一問題。在以上電能質(zhì)量問題中，電壓跌落又稱為電壓暫降、凹陷【l引，其發(fā)生的概率在90％以上，是影響最嚴重，影響范圍最廣泛的一種電能質(zhì)量問題，它是直接影響大量用戶設備，尤其是敏感負荷設備的嚴重因素，解決暫態(tài)電能質(zhì)量問題的關鍵在于解決電壓暫降問題。1．1．3電壓暫降問題的成因及危害電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因有負荷側(cè)和電網(wǎng)側(cè)兩大因素。負荷側(cè)有大量沖擊性、非線性負荷投入使用，比如：煉鋼、冶金工業(yè)中大量使用的變頻裝置、中頻爐，高壓直流輸電(HVDC)系統(tǒng)中的變流站，電氣化鐵路中的電力機車，這些非線性裝置造成嚴重的

4、電能質(zhì)量問題【14】。如表1．1所列是電能質(zhì)量問題的產(chǎn)生原因及危害。表1—1電能質(zhì)量問題的影響電能質(zhì)量問題產(chǎn)生原因危害負荷和補償裝置的投入；過壓變壓器分接頭設置故障。導致繼電保護裝置、自動投切設備誤負荷和補償裝置的切除；動作，造不必要的用戶側(cè)供電中斷。欠壓變壓器分接頭設置故障。接地短路故障：工業(yè)負導致三相電壓、電流有效值不同，零三相不平衡荷不平衡。線電流過大非線性負荷、電力電子污染公網(wǎng)，功率、效率降低，增加損諧波裝置、沖擊性負荷的增多。耗，引起局部諧振接地短路故障(單相接地占70％)；變壓器投切、切

5、機、雷影響敏感工業(yè)負荷供電，降低功效，電壓暫降擊等；大電機的啟動、沖擊性造成產(chǎn)品質(zhì)量下降，甚至損壞生產(chǎn)線，負荷的投入等。導致計算機數(shù)據(jù)丟失，醫(yī)療設備斷電，電壓中斷誤操作；系統(tǒng)故障。造成嚴重的損失。電壓波動閃電；開關瞬變。對電網(wǎng)側(cè)而言，最主要的電壓故障形式是電壓暫降。故障短路故障是引起電壓暫降的主因，包括單相接地短路、兩相或三相間短路或直接連接形成的短路。發(fā)生短路故障時，故障點的電壓幅值會被拉低，這會使故障點附近的電能質(zhì)量的不穩(wěn)定，對負荷也會2第一章緒論造成干擾，可能會導致一些重要敏感負荷供電間斷，這

6、帶來的經(jīng)濟損失和社會損失是不可估量的【15】【16】。表1．2電壓暫降問題的影響工業(yè)設備電源電壓(U)／持續(xù)時間影響結(jié)果制冷設備u<=o．8％制冷電機切除VSDu<_o．9％／o．06s電機被跳閘而停止交流接觸器u<=o．5‰／0．02s接觸器被脫扣PLCu<=0．81％PLC停止工作高精密機械設備U卿．9‰／0．06s中斷工作過程另外，各種精密、高性能設備使用的不斷增加，比如精密的醫(yī)療器械(核磁共振、CT等)、大型計算機服務器和數(shù)據(jù)處理器、高性能辦公設備、變頻調(diào)速系統(tǒng)等不間斷生產(chǎn)過程中的自動化設備

7、及一些精密的實驗儀器，這些設備和儀器對電源特性和各種干擾非常敏感，對供電電壓質(zhì)量的要求非常高，微弱的電壓波動或跌落就有可能使這些設備工作中斷，甚至帶來連鎖反應，例如電壓暫降會導致保護裝置誤動作、備自投設備誤動作、工業(yè)生產(chǎn)線破壞、用戶的計算機數(shù)據(jù)丟失等等一系列嚴重的問題。如表格1．2所示，列出了不同程度電壓暫降對工業(yè)設備所帶來的直接影響，這也是用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高的直接原因，它也反應了治理電能質(zhì)量問題的必要性和緊迫性。1．2改善電壓暫降問題的意義電能質(zhì)量不僅關乎工廠的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益，還影響

8、著全國的居民的用電，因此改善電能質(zhì)量具有重大的意義。從經(jīng)濟角度來說，穩(wěn)定的電能是電力系統(tǒng)和用戶設備安全穩(wěn)定運行的必不可少的條件，企業(yè)工廠的正常運作便可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，促進經(jīng)濟社會發(fā)展。電能質(zhì)量的改善可以提高全社會的用電效率、節(jié)約能源、有助于實現(xiàn)綠色生產(chǎn)，有助于提高國民經(jīng)濟總體發(fā)展水平【l4

9、。對提供電能的企業(yè)而言，穩(wěn)定的電能有利于企業(yè)的管理、調(diào)度和協(xié)調(diào)工作，使得供電企業(yè)的各項工作都能夠井然有序的運行，能夠很好的提高工作效率。使得社會各行各業(yè)的用電都可以得到有效保障，這不僅能提高電力企業(yè)的效益，

10、還可以帶來非常好的社會效益。從節(jié)約環(huán)保角度而言，改善電能質(zhì)量問題可以改善大電網(wǎng)的電氣環(huán)境，建立可持續(xù)的電能供應，保證每位電能用戶都能夠使用到安全、清潔、可靠的電能，也有利于我們個人工作的開展，培養(yǎng)個人節(jié)約電能的意識【l6

11、。東南大學碩士學位論文1．3電壓哲降問題的解決方法關于電壓暫降問題的治理目前主要采用以下四種途徑，如圖1．1所示。下面就每一種方法的可行性、優(yōu)缺點分別予以介紹。圖1．1電壓暫降問題的治理方法(1)減少故障點、縮短故障切除時間，該方法主要是對保護裝置提