電壓暫降的危害及其解決方法

隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，工業(yè)制造與居民用電的多樣化，導(dǎo)致電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題更加復(fù)雜化，隨機(jī)化與多樣化，其中電壓暫降已經(jīng)成為各類企業(yè)與電網(wǎng)研究單位首要的治理和研究方向。

一、什么是電壓暫降？

電壓暫降是一個令人頭疼的問題，可以引起短路故障，甚至影響到敏感設(shè)備的正常運行。電壓暫降和暫升是根據(jù)電壓幅值方均根的變化而定義的，持續(xù)時間為半個周波到幾秒。暫降指的是電壓下降，而暫升則指電壓上升。電壓暫升通常是由系統(tǒng)的單相接地故障引起，導(dǎo)致正常相的電壓瞬時上升，突然失去大容量負(fù)荷以及大的電容器組的切換等也是引起電壓暫升的原因。受電壓暫降和暫升影響最大的設(shè)備有：工業(yè)流程控制器、可編程序控制器( PLC)、可調(diào)速驅(qū)動器以及機(jī)器人系統(tǒng)。電壓暫降可能會損壞基于微處理器的數(shù)字控制設(shè)備的數(shù)據(jù)，而電壓暫升可能會損壞設(shè)備電源或使其重置。

IEEE標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量電壓暫降與短時中斷》(GB/T30137-2013)規(guī)定了電壓暫降定義： 電壓暫降是指電力系統(tǒng)中某點工頻電壓有效值暫時降低至額定電壓的10%~90%(即幅值為0.1~0.9(p.u))，并持續(xù)10ms~1min，此期間內(nèi)系統(tǒng)頻率仍為標(biāo)稱值，然后又恢復(fù)到正常水平的現(xiàn)象。電壓暫降以剩余電壓百分比為度量。短時中斷是指一相或多相電壓瞬時降低到0.1p.u以下，且持續(xù)時間為10ms-1min。

二、電壓暫降產(chǎn)生的原因

一般是由電網(wǎng)、變電設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化(如大功率設(shè)備啟動等)所引起的。在某些情況下會出現(xiàn)兩次或更多次連續(xù)的跌落或中斷。

1、自然原因：雷擊、閃電、暴雨、大風(fēng)及下雪等;

2、電力系統(tǒng)原因：短路故障、大電機(jī)啟動、線路切換、變壓器和電容器投切、配電裝置故障感應(yīng)電機(jī)(大功率)啟動等;

3、不可預(yù)知的偶然事件：交通事故、建筑施工造成輸電線損壞、人為操作失誤以及一些小動物進(jìn)入配電室等。

針對電壓暫降的持續(xù)時間，SEMI標(biāo)委會組織的電能質(zhì)量專題小組做了實驗，在全美洲22站點進(jìn)行電能質(zhì)量研究，共記錄到1076個電壓暫降事件，其中在綠色線(SEMI)上方的電壓暫降的數(shù)量占總數(shù)的93%，僅有6個事件為斷電且都在1秒以內(nèi)，僅有3個事件在2秒以外。

三、電壓暫降帶來的危害

說起電壓暫降，想必大家還記得2016年6月18日凌晨0時30分，西安變電站爆炸事件，間接導(dǎo)致三星工廠的電源閃斷，持續(xù)數(shù)秒，部分半導(dǎo)體設(shè)備感應(yīng)到電壓異常自動停止運作，生產(chǎn)車間出現(xiàn)大面積的設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，部分半導(dǎo)體設(shè)備感應(yīng)到電壓異常自動停止運作，造成重大的損失。

電壓暫降往往會導(dǎo)致制造設(shè)備停機(jī)或者燒毀，給工業(yè)制造帶來極大的危害，同時給企業(yè)帶來巨大的損失。電壓暫降目前被公認(rèn)為電子制造業(yè)危害最大的電能質(zhì)量問題。電壓暫降對各類型設(shè)備危害如表 1所示。

表 1 電壓暫降對各類型設(shè)備危害

早在2012年，有關(guān)組織針對在菲律賓進(jìn)行電能質(zhì)量問題造成的損失進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性調(diào)查，結(jié)論是年損失量達(dá)到210億人民幣，占菲律賓2012年1.55萬億的GDP重量的1.34%，其中工業(yè)損失高達(dá)97.53%，其中由于電壓暫降和停電原因占了71%。

國家發(fā)改委經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)運行局曾經(jīng)委托亞洲電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟開展的電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性影響調(diào)查，經(jīng)過大量的調(diào)研與分析，其中指出半導(dǎo)體行業(yè)電能質(zhì)量事件的單次損失明顯高于其他行業(yè)的樣本，詳情見圖1所示。

目前電壓暫降問題給國內(nèi)的石化、半導(dǎo)體、造紙、化工、制藥、紡織等行業(yè)造成了幾十億元的年經(jīng)濟(jì)損失，間接性損失更是無可估量。

四、電壓暫降的解決方法

1. 提高設(shè)備抵御電壓暫降的能力;

2. 安裝電壓補(bǔ)償型裝置;

3. 改變系統(tǒng)設(shè)計，降低電壓擾動;

4. 減少故障次數(shù)、加快故障切除時間。

隨著企業(yè)對電能質(zhì)量的日益重視，可以使用在線式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，如路之生科技的LZS-RTU電能質(zhì)量管理終端，采用高速雙核CPU微處理系統(tǒng)，對系統(tǒng)整體參數(shù)進(jìn)行智能化評估。監(jiān)測內(nèi)容涵蓋電壓、電流、功率、頻率、相位、功率因數(shù)等上百種參數(shù)，可實時顯示波形、諧波頻譜，能耗測量、極值、需量分析，并具備完善的故障報警、保護(hù)功能，通過RS485通訊接口，接入后臺系統(tǒng)，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程在線數(shù)據(jù)管理。找出電壓暫降等電能質(zhì)量問題，最后根據(jù)實際情況定制化方案解決電壓暫降等問題，為設(shè)備安全穩(wěn)定運行保駕護(hù)航！