電壓暫降的危害及其解決方法

隨著經濟快速發展，工業制造與居民用電的多樣化，導致電網的電能質量問題更加復雜化，隨機化與多樣化，其中電壓暫降已經成為各類企業與電網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，甚至影響到敏感設備的正常運行。電壓暫降和暫升是根據電壓幅值方均根的變化而定義的，持續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的單相接地故障引起，導致正常相的電壓瞬時上升，突然失去大容量負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備有：工業流程控制器、可編程序控制器( PLC)、可調速驅動器以及機器人系統。電壓暫降可能會損壞基于微處理器的數字控制設備的數據，而電壓暫升可能會損壞設備電源或使其重置。

IEEE標準及國家標準《電能質量電壓暫降與短時中斷》(GB/T30137-2013)規定了電壓暫降定義： 電壓暫降是指電力系統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10ms~1min，此期間內系統頻率仍為標稱值，然后又恢復到正常水平的現象。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，且持續時間為10ms-1min。

二、電壓暫降產生的原因

一般是由電網、變電設施的故障或負荷突然出現大的變化(如大功率設備啟動等)所引起的。在某些情況下會出現兩次或更多次連續的跌落或中斷。

1、自然原因：雷擊、閃電、暴雨、大風及下雪等;

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

3、不可預知的偶然事件：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入配電室等。

針對電壓暫降的持續時間，SEMI標委會組織的電能質量專題小組做了實驗，在全美洲22站點進行電能質量研究，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量占總數的93%，僅有6個事件為斷電且都在1秒以內，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，間接導致三星工廠的電源閃斷，持續數秒，部分半導體設備感應到電壓異常自動停止運作，生產車間出現大面積的設備停止運轉，部分半導體設備感應到電壓異常自動停止運作，造成重大的損失。

電壓暫降往往會導致制造設備停機或者燒毀，給工業制造帶來極大的危害，同時給企業帶來巨大的損失。電壓暫降目前被公認為電子制造業危害最大的電能質量問題。電壓暫降對各類型設備危害如表 1所示。

表 1 電壓暫降對各類型設備危害

早在2012年，有關組織針對在菲律賓進行電能質量問題造成的損失進行了經濟性調查，結論是年損失量達到210億人民幣，占菲律賓2012年1.55萬億的GDP重量的1.34%，其中工業損失高達97.53%，其中由于電壓暫降和停電原因占了71%。

國家發改委經濟調節運行局曾經委托亞洲電能質量產業聯盟開展的電能質量經濟性影響調查，經過大量的調研與分析，其中指出半導體行業電能質量事件的單次損失明顯高于其他行業的樣本，詳情見圖1所示。

目前電壓暫降問題給國內的石化、半導體、造紙、化工、制藥、紡織等行業造成了幾十億元的年經濟損失，間接性損失更是無可估量。

四、電壓暫降的解決方法

1. 提高設備抵御電壓暫降的能力;

2. 安裝電壓補償型裝置;

3. 改變系統設計，降低電壓擾動;

4. 減少故障次數、加快故障切除時間。

隨著企業對電能質量的日益重視，可以使用在線式電能質量監測裝置，如路之生科技的LZS-RTU電能質量管理終端，采用高速雙核CPU微處理系統，對系統整體參數進行智能化評估。監測內容涵蓋電壓、電流、功率、頻率、相位、功率因數等上百種參數，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、保護功能，通過RS485通訊接口，接入后臺系統，可實現遠程在線數據管理。找出電壓暫降等電能質量問題，最后根據實際情況定制化方案解決電壓暫降等問題，為設備安全穩定運行保駕護航！