電壓暫降的風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)

1、 電壓暫降的風(fēng)險(xiǎn)與應(yīng)對(duì)一、什么是電壓暫降 電壓暫降就是電壓突然降低，但是在很短時(shí)間內(nèi)又恢復(fù)正常，電壓暫降與電壓過(guò)低的區(qū)別是，電壓暫降的時(shí)間很短，但是降低的幅度很大，有時(shí)暫降后的電壓僅為正常電壓的10%。 根據(jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上的電能質(zhì)量問(wèn)題是由電壓暫降和電壓凸起造成，其中電壓暫降為主要事故原因。電壓暫降也稱電壓凹陷，屬于動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題，是指供電電壓均方根值在短時(shí)間內(nèi)突然下降又回升恢復(fù)的現(xiàn)象。電壓暫降具有3 個(gè)特征量：暫降電壓的幅值（額定值的90%10%）、持續(xù)時(shí)間（0.51min）及相位跳變。 形成原因 當(dāng)輸配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障、大容量感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)、雷擊、開(kāi)關(guān)操作、變壓器以及電容器組投切等事

2、件時(shí)，均可引起電壓暫降。其中短路故障、大容量感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)和雷擊是引起電壓暫降的最主要原因。 1) 短路故障引起的電壓暫降。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，根據(jù)與故障點(diǎn)間的距離，各母線會(huì)出現(xiàn)不同程度的電壓暫降。由于這類故障發(fā)生概率比較大，所以也是敏感設(shè)備跳機(jī)或誤動(dòng)作的主要原因，三相短路故障引起的電壓暫降最為嚴(yán)重。 2) 大容量感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)引起的電壓暫降。在電網(wǎng)總負(fù)荷中，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用電量約占60% 以上。大容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，定子電流明顯增大，可高達(dá)額定電流的5至6倍，從而引起所接母線發(fā)生電壓暫降。電壓暫降嚴(yán)重程度與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量、啟動(dòng)方式及負(fù)荷等因素有關(guān)。這種暫降的持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，但暫降程度一般較小，不

3、會(huì)對(duì)用戶造成嚴(yán)重的影響。 3) 雷擊時(shí)造成的絕緣子閃絡(luò)或線路對(duì)地放電會(huì)是保護(hù)裝置動(dòng)作，從而導(dǎo)致供電電壓電壓暫降，這在多雷區(qū)尤為明顯。這種暫降的影響范圍大，持續(xù)時(shí)間一般超過(guò)100ms。 此外，變壓器投切會(huì)引起電壓暫降。由于鐵心飽和效應(yīng)，空載變壓器投切時(shí)可能產(chǎn)生很大的激磁涌流，從而引起電壓暫降。該過(guò)程中常伴有二次和四次諧波為主的高次諧波。由于三相鐵心飽和程度的不同，使得三相電壓暫降程度一般也不同。電壓暫降程度與開(kāi)關(guān)合閘時(shí)刻、電源強(qiáng)度、鐵心中的剩磁和網(wǎng)絡(luò)阻尼有關(guān)。通常由變壓器投切引起電壓暫降不會(huì)低于85%。 二、電壓暫降的危害 在許多國(guó)家，電壓暫降與中斷已成為影響大工業(yè)商戶的最主要的電能質(zhì)量問(wèn)題。而

4、電壓暫降的次數(shù)遠(yuǎn)比電壓中斷發(fā)生的次數(shù)多，由于暫降發(fā)生次數(shù)較為頻繁，所以從總體上看，暫降帶來(lái)的損失是巨大的。電壓暫降對(duì)于傳統(tǒng)性工業(yè)及一般性負(fù)荷影響不大，它主要影響電子類設(shè)備的正常工作，或者影響由新型電子類設(shè)備所控制的傳統(tǒng)工業(yè)過(guò)程。用戶設(shè)備對(duì)暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題特別是電壓暫降的敏感程度視其用電特性的不同各異。電壓暫降對(duì)不同行業(yè)和設(shè)備，會(huì)產(chǎn)生不同影響，見(jiàn)下表：三、電壓暫降的應(yīng)對(duì)應(yīng)對(duì)電壓暫降的措施主要包括以下幾個(gè)方面： 1）采用電壓補(bǔ)償型裝置； 2）在主受開(kāi)關(guān)加裝失壓脫扣裝置； 3）高壓供電安全防護(hù)墻。1、電壓補(bǔ)償型裝置 1）動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）。DVR 工作原理是在電網(wǎng)電壓發(fā)生突變時(shí)，輸出一定數(shù)值和

5、波形的非周期補(bǔ)償電壓，串聯(lián)加入電網(wǎng)后使負(fù)載端電壓近似為額定值的正弦波電壓，系統(tǒng)所需補(bǔ)償時(shí)間一般為幾十毫秒到幾秒鐘。 2）固態(tài)快速切換開(kāi)關(guān)（STS）。STS 是在主電源故障時(shí)，采用高速全控型固態(tài)開(kāi)關(guān)在24 ms 內(nèi)切換到備用電源供電，對(duì)大多數(shù)用戶而言，電壓暫降與短時(shí)中斷已無(wú)害了，但仍然有短暫的暫降或斷電情況發(fā)生。另外，還有UPS 不間斷電源、DSTATCOM 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置、AVC 自適應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償裝置等。2、失壓脫扣裝置 失壓脫扣裝置是在電源電壓低于其規(guī)定的工作電壓時(shí)自動(dòng)使主受開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，具有瞬時(shí)和延時(shí)01 s 脫扣的特點(diǎn)，當(dāng)控制器動(dòng)作電壓在35%70%Ue 時(shí)，能使閉合的斷路器斷開(kāi)，當(dāng)控制器動(dòng)

6、作電壓大于85%110% Ue 時(shí)，能使斷路器可靠閉合。根據(jù)失壓脫扣裝置這一特點(diǎn)，在雙回路供電低壓主受開(kāi)關(guān)上均加裝失壓脫扣裝置，并使兩個(gè)主受開(kāi)關(guān)互鎖，其中一個(gè)回路因故障失壓后，另一回路可在1 s 內(nèi)可靠恢復(fù)供電。此種供電方式主受開(kāi)關(guān)能夠自動(dòng)辨別母線的電壓狀態(tài)，在檢測(cè)到母線失壓狀態(tài)下能夠自動(dòng)脫扣，使供電的連續(xù)性得到保證。 但是，在電網(wǎng)出現(xiàn)電壓暫降時(shí)，由于普通的交流接觸器在電壓低于50%、時(shí)間超過(guò)一個(gè)周期時(shí)釋放，甚至當(dāng)電壓低于80%或者更高、時(shí)間超過(guò)一個(gè)周期時(shí)，接觸器也有可能釋放，造成兩個(gè)主受開(kāi)關(guān)在互鎖自投的1 s 內(nèi)可恢復(fù)供電期間，接觸器不能應(yīng)付這樣的晃電過(guò)程。同時(shí)，鋼鐵企業(yè)具有連續(xù)生產(chǎn)特性，一

7、旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)電壓暫降，就會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)群跳，全部停車，使系統(tǒng)生產(chǎn)出現(xiàn)紊亂。因此，供電連續(xù)性問(wèn)題仍需尋找更加有效的途徑。3、高壓供電安全防護(hù)墻 高壓變電站單個(gè)回路的接地或短路故障，將造成相鄰回路的低電壓跳閘，發(fā)生電壓暫降，局部事故波及周邊電網(wǎng)安全，致使事故進(jìn)一步擴(kuò)大、惡化，給生產(chǎn)組織帶來(lái)重大損害。高壓供電安全防護(hù)墻正是基于此提出來(lái)的，其主要技術(shù)特點(diǎn)有： 1）調(diào)整出線回路，使重要負(fù)荷與故障率高的回路盡量不在同一主變（或母線）。 2）統(tǒng)一校驗(yàn)、核準(zhǔn)區(qū)域繼電保護(hù)系統(tǒng)，使之配合適當(dāng)。 3）減小故障數(shù)目，縮短故障切除時(shí)間。 4）如果雙回路主受開(kāi)關(guān)加裝失壓脫扣裝置出現(xiàn)電壓暫降，則根據(jù)生產(chǎn)所帶負(fù)荷性質(zhì)，對(duì)于允許長(zhǎng)時(shí)間異步運(yùn)行的同步機(jī)或其他不影響安全的設(shè)備，可以不裝失壓脫扣裝置，在繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程中已有明確規(guī)定，但為了保證可