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电压暂降的危害及其解决方法

人气:408次发表时间:2018-07-24

随着经济快速发展,工业制造与居民用电的多样化,导致电网的电能质量问题更加复杂化,随机化与多样化,其中电压暂降已经成为各类企业与电网研究单位首要的治理和研究方向。

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一、什么是电压暂降?

电压暂降是一个令人头疼的问题,可以引起短路故障,甚至影响到敏感设备的正常运行。电压暂降和暂升是根据电压幅值方均根的变化而定义的,持续时间为半个周波到几秒。暂降指的是电压下降,而暂升则指电压上升。电压暂升通常是由系统的单相接地故障引起,导致正常相的电压瞬时上升,突然失去大容量负荷以及大的电容器组的切换等也是引起电压暂升的原因。受电压暂降和暂升影响最大的设备有:工业流程控制器、可编程序控制器( PLC)、可调速驱动器以及机器人系统。电压暂降可能会损坏基于微处理器的数字控制设备的数据,而电压暂升可能会损坏设备电源或使其重置。

IEEE标准及国家标准《电能质量电压暂降与短时中断》(GB/T30137-2013)规定了电压暂降定义: 电压暂降是指电力系统中某点工频电压有效值暂时降低至额定电压的10%~90%(即幅值为0.1~0.9(p.u)),并持续10ms~1min,此期间内系统频率仍为标称值,然后又恢复到正常水平的现象。电压暂降以剩余电压百分比为度量。短时中断是指一相或多相电压瞬时降低到0.1p.u以下,且持续时间为10ms-1min。

二、电压暂降产生的原因

一般是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化(如大功率设备启动等)所引起的。在某些情况下会出现两次或更多次连续的跌落或中断。

1、自然原因:雷击、闪电、暴雨、大风及下雪等;

2、电力系统原因:短路故障、大电机启动、线路切换、变压器和电容器投切、配电装置故障感应电机(大功率)启动等;

3、不可预知的偶然事件:交通事故、建筑施工造成输电线损坏、人为操作失误以及一些小动物进入配电室等。

针对电压暂降的持续时间,SEMI标委会组织的电能质量专题小组做了实验,在全美洲22站点进行电能质量研究,共记录到1076个电压暂降事件,其中在绿色线(SEMI)上方的电压暂降的数量占总数的93%,仅有6个事件为断电且都在1秒以内,仅有3个事件在2秒以外。

三、电压暂降带来的危害

说起电压暂降,想必大家还记得2016年6月18日凌晨0时30分,西安变电站爆炸事件,间接导致三星工厂的电源闪断,持续数秒,部分半导体设备感应到电压异常自动停止运作,生产车间出现大面积的设备停止运转,部分半导体设备感应到电压异常自动停止运作,造成重大的损失。

电压暂降往往会导致制造设备停机或者烧毁,给工业制造带来极大的危害,同时给企业带来巨大的损失。电压暂降目前被公认为电子制造业危害最大的电能质量问题。电压暂降对各类型设备危害如表 1所示。

表 1 电压暂降对各类型设备危害

早在2012年,有关组织针对在菲律宾进行电能质量问题造成的损失进行了经济性调查,结论是年损失量达到210亿人民币,占菲律宾2012年1.55万亿的GDP重量的1.34%,其中工业损失高达97.53%,其中由于电压暂降和停电原因占了71%。

国家发改委经济调节运行局曾经委托亚洲电能质量产业联盟开展的电能质量经济性影响调查,经过大量的调研与分析,其中指出半导体行业电能质量事件的单次损失明显高于其他行业的样本,详情见图1所示。


目前电压暂降问题给国内的石化、半导体、造纸、化工、制药、纺织等行业造成了几十亿元的年经济损失,间接性损失更是无可估量。

四、电压暂降的解决方法

1. 提高设备抵御电压暂降的能力;

2. 安装电压补偿型装置;

3. 改变系统设计,降低电压扰动;

4. 减少故障次数、加快故障切除时间。

随着企业对电能质量的日益重视,可以使用在线式电能质量监测装置,如优博娱乐科技的优博-RTU电能质量管理终端采用高速双核CPU微处理系统,对系统整体参数进行智能化评估。监测内容涵盖电压、电流、功率、频率、相位、功率因数等上百种参数,可实时显示波形、谐波频谱,能耗测量、极值、需量分析,并具备完善的故障报警、保护功能,通过RS485通讯接口,接入后台系统,可实现远程在线数据管理。找出电压暂降等电能质量问题,最后根据实际情况定制化方案解决电压暂降等问题,为设备安全稳定运行保驾护航!

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