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动态电压恢复器装置(XTKJ-DVR)

概述

随着现代电力工业的快速发展和用电负荷结构的重大变化,社会生产和办公对用 电设备的依赖性快速增长。对用户来说,电压暂降成为一个主要的问题。电能从 发电厂到用户使用跨越广阔的地理区域,其中整个传输系统可能存在闪电、暴雨、 大风、施工、人员误操作等,引起短路故障导致的电压暂降现象,影响到敏感设 备的正常运行。

电压暂升的发生几率虽然很小,但是危害巨大。电压有效值的异常升高,会直接 损坏设备。能够导致电气设备故障或停机的电压暂降,比完全的电网停电的次数 多10倍以上。根据EPRI(美国电科院)权威数据,92%以上的电能质量事件为电 压暂降和暂升,其它电能质量事件所占比例不到8%。

电压暂降已经被众多的国际研究机构确定为电力系统中最为普遍发生的事件。因 此对敏感设备进行电压暂降(暂升)保护显得尤为重要。

保定蓄泰电气设备科技有限公司自主研发的实时控制型动态电压恢复器

(XTKJ-DVR) 是电压暂降(暂升)设备解决方案,其实时快速的对电压进行矫正,解决 社会生产等电源中的电压暂降、暂升问题,保证负载继续运转而供电不会中断。


电压暂降的概念

IEEE 标准及国家标准《电能质量电压暂降与短时中断》(GB/T30137-2013)规定了电压暂降定义:电压暂降是指电力系统 中某点工频电压有效值暂时降低至额定电压的10%~90%(即幅值为0.1~0.9(p.u.)), 并持续10ms ~ 1min,此期 间内系统频率仍为标称值,然后又恢复到正常水平的现象。电压暂降以剩余电压百分比为度量。短时中断是指一相或多相 电压瞬时降低到0.1p.u.以下,且持续时间为10ms~1min。


电压暂降的重要指标

暂降幅值:定义为暂降时电压有效值与额定电压有效值的比值

暂降持续时间:定义为暂降从发生到结束的时间

暂降发生频率定义为单位时间内(评估时长通常一 )发生电压暂降的次数


电压暂降的危害

  电压暂降会引起敏感控制器的误动作(引起跳闸),造成包括计算机系统失灵、自动化装置停顿或误动作、变频调速器停顿等;引起接触器脱扣或低压保护启动,造成电动机、电梯等停顿;引起高温光源(碘钨灯)熄灭,造成公共场所失去照明等。

  电压暂降对诸多行业都会造成巨大的经济损失。如医院DSA,CT,MRI,半导体企业产品硅片损坏及浪费,汽车发动机 的产品报废,显示器产品报废,流水生产线的中断或紊乱等等。

  电压暂降不仅造成经济损失,还会引起设备的损坏,影响设备的正常运行。

  在石油化工行业,由于电压暂降,引发控制系统误动作,造成压力流量的短时间失控危险等。

 

治理电压暂降的综合效益

  通过对电压暂降、暂升的治理,防止设备故障停机损失,避免原材料浪费和设备的损坏

  避免设备使用劣质电力,降低工厂维护成本,保证产品质量。

  避免因电压暂降造成的数据和控制系统紊乱而导致的事故。

  超级电容作为储能元件,为用户节省维护及更换电池费用,同时免除废旧电池的处置问题,避免对环境造成污染。

  无谐波注入电网,无需传统UPS所需附加的滤波设备投资。

产品介绍

XTKJ-DVR采用电力电子技术,当系统电压突然暂降(暂升)时,XTKJ-DVR能够实现对电压的快速调节,支持用电负荷快速不掉电切换支撑,保证供电电压的完整性。同时消除电压三相不平衡。有效调节电压偏差,使输出电压无缝调整到额定值,保证负载供电质量。

工作原理

XTKJ-DVR串联在供电电源和负载之间,持续监测输入侧电源电压, 一旦发现供电电压偏离额定电压水平,首先静态开关断开,然后XTKJ-DVR开始工作,保证输出侧(即负载侧)电压稳定,直至XTKJ-DVR备储能单元能量不足或电网供电恢复正常。XTKJ-DVR实际的支撑时间取决于用电负载的容量大小以及 XTKJ-DVR储能单元的容量大小,一般的储能单元为超级电容模组。

XTKJ-DVR动态电压恢复器主电路原理图如下:
整流逆变模块完成对DC/AC 的变换,超级电容模组用于储存能量。静态开关使XTKJ -DVR动态电压恢复器实现外部供电及内部供电无缝切换。

电网电压在正常范围内时,由电网给负载提供能量


电网电压正常时,DVR 波形

电网电压出现异常时,设备在 1/4 周期内切入为负载供电并断开电网端供电通路
电网电压异常时,DVR 波形


电网电压恢复正常时,设备恢复由电网为负载供电,并为超级电容充电
电网电压恢复正常时,DVR 波形


工作状态切换描述

XTKJ-DVR检测的电网电压超过正常值到达设置值时,XTKJ-DVR对负载的供电方式会由电网供电切换为储能单元供电。XTKJ-DVR 具备优异的快速转换性能,以上过程一般2ms 左右即可完成,对于独立供电系统,可以实现0ms 无缝切换。

在设备开始逆变工作状态之前,保护参数中所设置的电网电压保护范围下限、电网电压保护范围上限、和电网频率保护范围参数,共同指定了XTKJ-DVR设备进入逆变状态的电压偏差范围。当电网电压恢复至门限电压内时,系统开始进入准备切换静态开关状态。

首先XTKJ-DVR等待一个短暂的时间以确保电网电压恢复稳定,然后XTKJ-DVR 将逆变输出电压同步至电网电压,最后闭合静态开关,电网电压供电,XTKJ-DVR停止供电,并开始为储能单元充电。如果设备在XTKJ-DVR逆变供电期间,储备电能不足,XTKJ-DVR系统将不再判断电网电压状况,为保证供电的可靠性,将直接切换至电网电压供电。


技术参数

 

 

应用领域

XTKJ-DVR 动态电压恢复器已广泛应用于工矿企业、半导体行业、医院、金融、地铁、轨道交通、基础设施、商业中心、油气开采、 电信、机场港口和大型物流设施以及数据中心等众多行业场合的精密设备保护。

工矿企业

工矿企业中对电能质量要求高的部分设备,由于电压畸变, 电压突降等会造成此类设备机,停机,不正常运行。XTKJ-DVR 可以对供电系统电能质量进行综合治理,保证供电电源电压和电流指标满足此类设备的安全稳定运行。

医院系统

医院中很多精密的医疗设备,如 CT 机 ,X 光机,核磁共振等。此类设备对电能质量要求很高。为了保证此类设备正常可靠运行 XTKJ-DVR 可以对供电系统电压扰动进行综合治理,保证供电电能指标满足此类设备的安全稳定运行。

金融行业

金融行业对供电质量要求高,XTKJ-DVR 快速补偿供电电压中 的突升或突降、波动和闪变,屏蔽谐波电流和电压,补偿各相电压的不平衡以及故障时的瞬时电压中断等。

商业中心(电梯、空调、重要负荷)

商业中心其负荷多是电梯、空调、照明、通风风机等,部分设备对电能质量要求较高,XTKJ-DVR 能够稳定供电电压,提高电能质量,增加敏感设备的使用寿命,减少维修费用




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