Simulink供配电系统中电力电子设备的影响研究仿真(3)
理想的供电电压应该是标准正弦波形，幅值、频率并且三相对称。然而由于从发电厂到各种用电环节中的非离线因素影响，施加到负载上的电压幅值、频率和波形中的一相或几相可能偏离标称值或标准状态。电压波形、幅值和频率偏离标称值达到一定的范围时，电力用户和电网的运行就会受到一定程度的影响和损害，这就产生了电能质量为问题。
电能质量包括稳态电能质量和动态电能质量。主要包括以下几个：电压不平衡、过电压、欠电压、电压跌落、电压骤升、供电中断、或闪变等。其中，前三种现象一般视为稳态电能质量问题，后者为动态电能质量问题，各种电能质量问题特点如下：
(1) 电压不平衡：是指三项典雅的幅值或相位不对称。不平衡的程度用不平衡度来表示，典型的三项不平衡是指不平衡度超过2%，短时超过4%。在电力系统中，各种不平衡工业负荷以及各种接地短路故障都会导致三相电压的不平衡；
(2) 电压跌落：电压有效值降至额定值的10%-90% ,持续时间为0.5-30个周期；
(3) 电压中断：在一相或多相线路中完全失去电压 (低于额定值的10% )一段时间。持续时间0.5个周期至 3ｓ为瞬时中断；持续时间3ｓ至60s为暂时中断；持续时间大于60s为电压中断；
(4) 电压上升：电压或电流有效值升至额定值的110%以上，典型值为额定值的110% -180% ,持续时间为0.5-30个周期；
(5) 电压瞬变：是指在一定时间内电压在两个稳态量之间的变化，电压瞬变可以是任意极性的单方向脉冲或是第一个峰值为任意极性的衰减振荡波；
(6) 过电压：电压为额定值的110%-120%，持续时间大约为1min；
(7) 欠电压：电压为额定值的80%-90%，持续时间大约为1min；
(8) 电压波动：电压波动是指电压幅值在一定范围内有规律地或随机地变化。其电压幅值的变化通常为额定值的90% -110%。这种电压波动常称为电压闪变。
1.3 电压跌落
电压跌落是指在某一时刻电压的幅值突然偏离正常工作范围，经很短的一段时间后又恢复到正常水平的现象。目前，多数文献都用跌落的幅值和持续时间来作为描述电压跌落的特征量，但对幅值大小和持续时间的界定范围还未形成统一的标准。
1.3.1 电压跌落产生的原因
实际电力系统中，线路的阻抗不可能为零，因此当电流增加时线路两端的电压差也随之增大。正常运行的情况下，电压差并不是很大，但当线路电流急剧增大或线路阻抗增加很大时，线路两端的电压差明显增大，于是就产生了电压跌落。因此根据电压跌落引起的原理，可将跌落产生原因分为两大类：一种是由电流增大引起的；另一种是由系统阻抗增大引起的。其中最常见的是电压跌落产生原因有两种：
(1) 故障点引起的电压跌落
当输电网或者配电网中出现电路故障时，电流急剧增大，在公共电压连接点产生电压跌落。同时跌落这个情况沿着电网扩散而给大量用户造成问题。电压跌落的幅值由短路故障类型和故障点的距离决定，电压跌落持续时间则取决于保护类型，在半个周波到数秒钟变化。故障分为对称和不对称故障，因此产生的电压跌落也可能是对称的，也有可能是不对称的。
(2) 感应电动机启动引起的电压跌落
感应电机全电压启动时，需要总系统汲取的电流值是满负荷运行时的5-10倍，这一大电流通过系统阻抗时，会引起电压的急剧下降。这种跌落的深度取决于感应电机特性和连接处的短路容量，跌落持续的时间较长。
1.3.2 电压跌落的危害
电压跌落已被认为是影响许多用电设备正常、安全运行的较严重的动态电能质量问题。电压跌落对设备造成最直接的影响就是由于电压比额定电压低，当跌落持续时间较长时，设备得不到足够能量而不能正常工作；电压跌落的同时会引起一些保护继电器动作，直接将设备推出运行；对于大多数微机及微电子控制设备，电压跌落的恢复过程，会引起微机重新启动。会造成相当大的经济损失。电压跌落造成的危害总结为以下四个方面：