基于直流供电技术的
电压暂降保护系统研究
引言
随着电力电子技术的发展、工业自动化程度的不断提高，变频器以其优良的调速性能和显著的节能效果，得到了非常广泛的应用。但电网运行过程中不可避免的电压暂降问题会导致变频器在使用中低压保护跳闸。若变频拖动的重要电机停止工作则会引起连续性生产企业非计划停运，给连续性生产企业造成极大的经济损失，严重情况下还会引起人身安全事故和环境问题。
01电压暂降
按照电气与电子工程师协会IEEE的定义，电压暂降是指工频条件下电压均方根减小到0.1-0.9倍额定电压之间、持续时间为0.5周波至1分钟的短时间电压变动现象。图1为电压暂降事件中瞬时电压波形图，包含两个重要特征：电压暂降幅值（深度）和电压暂降持续时间。
图1电压暂降瞬时电压波形图
国标GB/T-中对电压暂降和短时中断分别做了定义，并指出短时中断可以看作是一种最严重的电压暂降。因此，本文对电压暂降和短时中断不作严格的区分，对两者的治理方案也是相似的。
IEC（国际电工委员会）协会CBEMA（计算机和商业设备制造商协会）、SEMIF47（国际半导体设备材料产业协会）都对电气设备的电压耐受曲线（VoltageToleranceCurve,VTC）进行了研究，并制定了目前主要的4种电压暂降VTC标准，如图2所示。针对大型火电机组辅机低电压穿越(LowVoltageRideThrough,LVRT)问题，国家电网国调中心特制定了火电辅机低电压穿越的标准，如图3所示。
图2包括IEC在内的4种电压暂降标准
图3火电机组辅机低电压穿越标准
02
电压暂降对工业生产的影响
电压暂降的影响不仅跟设备的耐受能力有关，还跟设备所处的工艺位置息息相关。尤其是带有联锁控制的关键工艺位置的敏感负荷，如工厂中的一类负荷，其因电压暂降和短时中断造成损失将会是最大的，如图4所示。
图4各类负荷对应的经济损失
在一个工厂中，总会存在多种电压敏感性负载，如接触器、变频器、计算机等，特别是在化工、化纤、冶金等生产连续性比较强的行业的电压暂降治理过程中，VTC标准的局限性就暴露出来，对实际工程的指导意义有限。
据此，年，CIGRE/CIRED和UIE成立了联合工作组jointWGC4.，历时五年在年颁布了工作报告，在报告中定义了过程免疫时间（ProcessImmunityTime，PIT）曲线，如图5所示，这个标准对工业过程电压暂降治理给出了一个推荐性标准，是相对实用的理论依据。
图5过程免疫时间曲线（PIT曲线）
对化工行业气化炉湿法加压气化工艺进行调研，其PIT曲线如下图所示。
图6气化炉湿法加压气化PIT曲线
03
基于直流供电技术变频器电压暂降治理
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