电压暂降的风险与应对

1、 电压暂降的风险与应对 一、什么是电压暂降 电压暂降就是电压突然降低，但是在很短时间 内又恢复正常，电压暂降与电压过低的区别是，电 压暂降的时间很短，但是降低的幅度很大，有时暂 降后的电压仅为正常电压的10%。 根据统计，90%以上的电能质量问题是由电压暂 降和电压凸起造成，其中电压暂降为主要事故原因 。电压暂降也称电压凹陷，属于动态电能质量问题 ，是指供电电压均方根值在短时间内突然下降又回 升恢复的现象。电压暂降具有3 个特征量：暂降电 压的幅值（额定值的90%10%）、持续时间（0.5 1min）及相位跳变。 形成原因 当输配电系统中发生短路故障、大容量感应电 机启动、雷击、开关操作、变压

2、器以及电容器组投 切等事件时，均可引起电压暂降。其中短路故障、 大容量感应电机启动和雷击是引起电压暂降的最主 要原因。 1) 短路故障引起的电压暂降。当系统发生短路 故障时，根据与故障点间的距离，各母线会出现不 同程度的电压暂降。由于这类故障发生概率比较大 ，所以也是敏感设备跳机或误动作的主要原因 ，三相短路故障引起的电压暂降最为严重。 2) 大容量感应电机启动引起的电压暂降。在电 网总负荷中，感应电动机用电量约占60% 以上。大 容量感应电动机启动时，定子电流明显增大，可高 达额定电流的5至6倍，从而引起所接母线发生电压 暂降。电压暂降严重程度与感应电动机的容量、启 动方式及负荷等因素有关。

3、这种暂降的持续时间较 长，但暂降程度一般较小，不会对用户造成严重的 影响。 3) 雷击时造成的绝缘子闪络或线路对地 放电会是保护装置动作，从而导致供电电压 电压暂降，这在多雷区尤为明显。这种暂降 的影响范围大，持续时间一般超过100ms。 此外，变压器投切会引起电压暂降。由于铁心 饱和效应，空载变压器投切时可能产生很大的激磁 涌流，从而引起电压暂降。该过程中常伴有二次和 四次谐波为主的高次谐波。由于三相铁心饱和程度 的不同，使得三相电压暂降程度一般也不同。电压 暂降程度与开关合闸时刻、电源强度、铁心中的剩 磁和网络阻尼有关。通常由变压器投切引起电压暂 降不会低于85%。 原因电压骤降的数量（8

4、0次） 风、雷电37 供电公司设备故障8 建筑与交通事故8 动物接触5 树枝搭接1 不明原因21 二、电压暂降的危害 在许多国家，电压暂降与中断已成为影响大工 业商户的最主要的电能质量问题。而电压暂降的次 数远比电压中断发生的次数多，由于暂降发生次数 较为频繁，所以从总体上看，暂降带来的损失是巨 大的。电压暂降对于传统性工业及一般性负荷影响 不大，它主要影响电子类设备的正常工作，或者影 响由新型电子类设备所控制的传统工业过程。用户 设备对暂态电能质量问题特别是电压暂降的敏感程 度视其用电特性的不同各异。 电压暂降对不同行业和设备，会产生不同影响，见下表： 设备设备电压暂降的影响结果电压暂降的影

5、响结果 PLC当电压低于81%时，PLC停止工作；一些I/O 设备电 压低于90%，持续时间仅几十毫秒就会被切除。 变频调速器当电压低于70%且持续时间超过120 ms时被切除， 而对于一些精细加工业中的电机，当电压低于90% 且持续时间超过60 ms时，电机就会跳闸而退出运 行。 交流接触器当电压低于50%且持续时间超过20 ms时，接触 器就会脱扣，而有的研究表明，当电压低于70%， 甚至更高时，接触器就会脱扣。 计算机当电压低于60%且持续时间超过240 ms时，计算 工作将会受到影响，如数据丢失。 三、电压暂降的应对 应对电压暂降的措施主要包括以下几个 方面： 1）采用电压补偿型装置；

6、 2）在主受开关加装失压脱扣装置； 3）高压供电安全防护墙。 1、电压补偿型装置 1）动态电压恢复器（DVR）。DVR 工作原理是 在电网电压发生突变时，输出一定数值和波形的非 周期补偿电压，串联加入电网后使负载端电压近似 为额定值的正弦波电压，系统所需补偿时间一般为 几十毫秒到几秒钟。 2）固态快速切换开关（STS）。STS 是在主电源 故障时，采用高速全控型固态开关在24 ms 内切 换到备用电源供电，对大多数用户而言，电压暂降 与短时中断已无害了，但仍然有短暂的暂降或断电 情况发生。另外，还有UPS 不间断电源、DSTATCOM 静止无功补偿装置、AVC 自适应无功补偿装置等。 2、失压

7、脱扣装置 失压脱扣装置是在电源电压低于其规定的工作 电压时自动使主受开关断开，具有瞬时和延时01 s 脱扣的特点，当控制器动作电压在35%70%Ue 时 ，能使闭合的断路器断开，当控制器动作电压大于 85%110% Ue 时，能使断路器可靠闭合。根据失压 脱扣装置这一特点，在双回路供电低压主受开关上 均加装失压脱扣装置，并使两个主受开关互锁，其 中一个回路因故障失压后，另一回路可在1 s 内可靠 恢复供电。此种供电方式主受开关能够自动辨别母 线的电压状态，在检测到母线失压状态下能够自动 脱扣，使供电的连续性得到保证。 但是，在电网出现电压暂降时，由于普通的交 流接触器在电压低于50%、时间超过

8、一个周期时释 放，甚至当电压低于80%或者更高、时间超过一个 周期时，接触器也有可能释放，造成两个主受开关 在互锁自投的1 s 内可恢复供电期间，接触器不能应 付这样的晃电过程。同时，钢铁企业具有连续生产 特性，一旦供电系统出现电压暂降，就会导致现场 电动机群跳，全部停车，使系统生产出现紊乱。因 此，供电连续性问题仍需寻找更加有效的途径。 3、高压供电安全防护墙 高压变电站单个回路的接地或短路故障，将造 成相邻回路的低电压跳闸，发生电压暂降，局部事 故波及周边电网安全，致使事故进一步扩大、恶化 ，给生产组织带来重大损害。 高压供电安全防护墙正是基于此提出来的，其主要 技术特点有： 1）调整出线回路，使重要负荷与故障率高的回 路尽量不在同一主变（或母线）。 2）统一校验、核准区域继电保护系统，使之配 合适当。 3）减小故障数目，缩短故障切除时间。 4）如果双回路主受开关加装失压脱扣装置出现 电压暂降，则根据生产所带负荷性质，对于允许长 时间异步运行的同步机或其他不影响安全的设备， 可以不装失压脱扣装置，在继电保护和安全自动 装置技术规