變頻調(diào)速器（Adjustable Speed Driver, ASD）是電壓暫降敏感設(shè)備之一，當(dāng)其經(jīng)受電壓暫降時(shí)，相關(guān)生產(chǎn)過程可能發(fā)生中斷，這不僅涉到經(jīng)濟(jì)損失，還涉及更嚴(yán)重的安全問題。因此對(duì)ASD的電壓暫降耐受特性進(jìn)行試驗(yàn)，量化電壓暫降對(duì)ASD的影響，對(duì)電力用戶安全生產(chǎn)以及設(shè)備制造商的產(chǎn)品改進(jìn)均具有重要的意義。

目前，對(duì)于ASD電壓暫降耐受特性的研究國外開展較多，國內(nèi)相關(guān)研究較少。文獻(xiàn)[6-11]通過試驗(yàn)研究，分析了電壓暫降對(duì)ASD的影響及暫降耐受特性。

其中，文獻(xiàn)[6]主要研究了電壓暫降時(shí)電機(jī)負(fù)載特性對(duì)ASD轉(zhuǎn)速的影響，但并未得到耐受特性曲線；文獻(xiàn)[7]測(cè)試了不同的暫降類型對(duì)ASD的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速以及直流側(cè)電壓的變化情況，未進(jìn)一步分析耐受能力；文獻(xiàn)[8]通過建立測(cè)試系統(tǒng)，從能量角度研究了相位跳變、三相電壓不平衡、負(fù)荷特性對(duì)ASD的影響，并得到了不同轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速下的耐受特性曲線，但只考察了一臺(tái)ASD。

文獻(xiàn)[9]對(duì)多種不同功率的ASD進(jìn)行了試驗(yàn)，研究了不同電壓暫降類型下轉(zhuǎn)矩對(duì)設(shè)備耐受度的影響，并給出了提升設(shè)備暫降穿越能力的建議，但考察的影響因素不全面；文獻(xiàn)[10-11]開展了多種電壓暫降類型、電壓暫降形狀對(duì)ASD的影響試驗(yàn)，同時(shí)還考察了暫降起始點(diǎn)，ASD控制策略，轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷類型對(duì)ASD耐受特性的影響，但所涉及的電壓暫降特征量不全面且未考慮ASD保護(hù)的影響。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，ASD在主電路設(shè)計(jì)、控制保護(hù)等方面均有了較大改變，以往研究獲取的ASD暫降耐受曲線需通過新的試驗(yàn)數(shù)據(jù)更新。同時(shí)，受源側(cè)參數(shù)、負(fù)荷及ASD制造廠商等多種不確定性因素影響，有必要對(duì)ASD暫降耐受特性的不確定性開展深入研究。

目前還沒有對(duì)ASD暫降耐受能力或低壓穿越能力做出規(guī)范的國家標(biāo)準(zhǔn)，僅有國網(wǎng)公司對(duì)ASD的低電壓穿越能力做出了技術(shù)規(guī)范，但其只是針對(duì)大型汽輪發(fā)電機(jī)組一類輔機(jī)變頻器，對(duì)一般的變頻器是否具有通用性尚需考慮。

針對(duì)變頻器的耐受曲線，早期的IEEE Std 1346 1998中給出了變頻器耐受曲線上下限和平均值。文獻(xiàn)[14]在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)規(guī)范給出了Type Ⅲ型ASD的耐受特性曲線。CIGRE/CIRED/UIE聯(lián)合工作組C4.110關(guān)于設(shè)備電壓暫降免疫能力的工作報(bào)告中給出了五種免疫等級(jí)的耐受曲線，可用其中一種曲線來描述一般設(shè)備的耐受能力，但其是否適用變頻器仍需驗(yàn)證。

本文基于Part I提出的分區(qū)段全參數(shù)ASD電壓暫降耐受特性試驗(yàn)方法，選取中國市場(chǎng)上四種主流品牌ASD開展試驗(yàn)，取得典型ASD電壓暫降耐受度曲線；并進(jìn)一步針對(duì)實(shí)際中存在的源側(cè)參數(shù)的多樣性、負(fù)荷的波動(dòng)性及不同制造廠商ASD的差異性問題，通過對(duì)10 716組試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，量化了ASD暫降耐受度的不確定性，并得到模糊區(qū)域的故障概率，為用戶電壓暫降影響的嚴(yán)重程度評(píng)估、經(jīng)濟(jì)損失評(píng)估以及治理方案經(jīng)濟(jì)性分析提供參考依據(jù)。

圖1 ASD電壓暫降耐受特性試驗(yàn)平臺(tái)

結(jié)論

本文通過對(duì)ASD電壓暫降耐受特性測(cè)試結(jié)果分析，驗(yàn)證了機(jī)理分析的正確性，掌握了ASD電壓暫降耐受特型影響因素及特征；量化了耐受特性概率模型，為設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)制定，用戶生產(chǎn)過程免疫能力評(píng)估，電壓暫降經(jīng)濟(jì)損失的評(píng)價(jià)、治理決策提供依據(jù)。具體結(jié)論如下：

1）ASD的保護(hù)策略對(duì)其耐受特性影響較大，低電壓保護(hù)閾值越低，過電流保護(hù)閾值越高，ASD對(duì)電壓暫降的耐受度越高，兩者需要合理配置，才能使設(shè)備耐受力最大化；控制策略對(duì)ASD有一定影響，相比于U/f控制，矢量控制下ASD的電壓暫降耐受力有一定的提升。

2）ASD驅(qū)動(dòng)負(fù)載的轉(zhuǎn)矩以及轉(zhuǎn)速對(duì)ASD的耐受度影響較大，負(fù)載越小，ASD的耐受度越高。在工況允許的條件下，降低ASD運(yùn)行的負(fù)載轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)速，可以提升其耐受度。

3）電壓暫降特征量中，電壓暫降類型對(duì)ASD的影響較大，暫降相越多耐受度越低；暫降事件前電壓幅值以及事件后暫降分別影響ASD耐受特性曲線的持續(xù)時(shí)間及電壓幅值；暫降中諧波含量對(duì)設(shè)備的耐受度影響有限；波形起始點(diǎn)、相位跳變對(duì)不可控整流型ASD影響較小。

4）目前市場(chǎng)上的低壓ASD設(shè)備的電壓暫降耐受能力有所提高，以往的ASD耐受曲線太過保守，不同參數(shù)下并不完全適用；國內(nèi)外不同品牌相同參數(shù)ASD的電壓暫降耐受特性趨勢(shì)相同，但耐受度差異較大。

5）基于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，提取了ASD的電壓暫降耐受度曲線，針對(duì)三相暫降，分別統(tǒng)計(jì)故障樣本數(shù)據(jù)點(diǎn)在B區(qū)和C區(qū)上的分布概率，為明確ASD耐受力提供數(shù)據(jù)支撐，以及為后續(xù)的電壓暫降嚴(yán)重程度定量評(píng)估與預(yù)測(cè)提供重要的參考依據(jù)。

受限于試驗(yàn)條件，本文選取的ASD均為7.5kW設(shè)備，所得到的耐受度量化結(jié)果可作為同類容量設(shè)備的參考依據(jù)。結(jié)合本文Part I和Part II的分析，將繼續(xù)對(duì)其他容量等級(jí)設(shè)備及全控型ASD開展研究，同時(shí)深入研究Type Ⅰ、Type Ⅱ概率模型，進(jìn)一步提高耐受曲線及概率模型的適用性。