電壓暫降的成因及緩解與抑制措施

于良中

摘 要：電壓暫降是電力系統(tǒng)運(yùn)行中的常見(jiàn)問(wèn)題，影響電能質(zhì)量，導(dǎo)致用電設(shè)備損傷。因此，有效抑制電力系統(tǒng)電壓暫降成為迫切需要解決的問(wèn)題。本文分析了電壓暫降問(wèn)題的成因和危害，總結(jié)了電壓暫降問(wèn)題的抑制措施，以有效解決電壓暫降問(wèn)題，提升電壓質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電壓暫降;電力系統(tǒng);抑制措施

中圖分類(lèi)號(hào)：TM714.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）10-0039-03

The Causes of Voltage Sag and Its Mitigation and SUPPRESSIon Measures

YU Liangzhong

（Guangdong Guangda Electric Co.， Ltd.，F(xiàn)oshan Guangdong 528329）

Abstract： Voltage sag is a common problem in the operation of power system， which affects the power quality and leads to the damage of electrical equipment. Therefore， it is an urgent problem to restrain voltage sag effectively. This paper analyzed the causes and harm of voltage sag， summarized the suppression measures of voltage sag， in order to effectively solve the voltage sag problem and improve the voltage quality.

Keywords： voltage sag;power system;restraining measures

電力作為一種涉及國(guó)計(jì)民生的基礎(chǔ)性資源，對(duì)社會(huì)的正常生產(chǎn)及民眾的日常生活具有極為重要的意義。在實(shí)際使用電力資源的過(guò)程中，電壓是電力質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，電壓不穩(wěn)定，將會(huì)影響用戶的使用體驗(yàn)。在電力資源使用過(guò)程中，電壓暫降是電力系統(tǒng)產(chǎn)生的一種常見(jiàn)問(wèn)題。隨著電力設(shè)備自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，對(duì)電能質(zhì)量要求也逐漸提高，因此，要采取有效措施解決電壓暫降問(wèn)題。

1 電壓暫降簡(jiǎn)述

電壓暫降是指在電力生產(chǎn)、電能供應(yīng)過(guò)程中，供電電壓的均方根值突然降低，從而造成電壓不穩(wěn)定、電力設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行的問(wèn)題。該問(wèn)題在供電過(guò)程中較為常見(jiàn)，國(guó)際電氣與電子工程師協(xié)會(huì)將電壓均方根下降值定義為9%～10%。電壓暫降具有瞬時(shí)性的特點(diǎn)，一般情況下，電壓暫降時(shí)間可以控制在10～6×104 ms，在一定時(shí)間內(nèi)，電能供應(yīng)電壓又恢復(fù)到正常值。然而，雖然電壓在短時(shí)間內(nèi)可以恢復(fù)，但仍然會(huì)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)造成巨大影響。因此，解決電壓暫降問(wèn)題是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外電力組織需要研究的重要課題。

2 電壓暫降產(chǎn)生的原因

保持電壓穩(wěn)定是保證電能使用狀態(tài)良好的關(guān)鍵因素。為確保電能處于良好穩(wěn)定的狀態(tài)，杜絕電壓暫降情況的發(fā)生，要對(duì)電壓暫降的原因進(jìn)行分析。

2.1 電力系統(tǒng)原因和用戶原因

系統(tǒng)原因?qū)儆陔妷簳航档膬?nèi)部原因，主要是系統(tǒng)設(shè)備的工作狀態(tài)對(duì)供電電壓造成影響。此外，系統(tǒng)工作中出現(xiàn)的工作人員操作不當(dāng)、系統(tǒng)工作狀態(tài)不佳等問(wèn)題，也會(huì)影響電力系統(tǒng)的電壓，從而影響實(shí)際電力生產(chǎn)。用戶原因是在實(shí)際供電過(guò)程中，電力用戶不按照標(biāo)準(zhǔn)使用電器，或隨意接入電路等，引發(fā)電力短路，最終形成電壓暫降問(wèn)題[1-3]。

2.2 電力系統(tǒng)短路故障

供電過(guò)程中，電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障會(huì)直接影響供電電壓，也會(huì)導(dǎo)致電壓暫降問(wèn)題的發(fā)生。在實(shí)際電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電力設(shè)備一旦出現(xiàn)短路現(xiàn)象，就會(huì)直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)短暫斷電問(wèn)題，而在斷電瞬間，用電設(shè)備的供電電壓會(huì)發(fā)生變化，形成電壓下降的問(wèn)題。

2.3 供配電系統(tǒng)裝備

供配電系統(tǒng)中的自動(dòng)重合閘裝置和自動(dòng)切換裝置會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)電壓造成一定影響[4]。供配電系統(tǒng)的重合閘裝置和自動(dòng)切換裝置原本是電壓的一種保護(hù)裝置，在出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，然而，在實(shí)際運(yùn)行中，兩個(gè)裝置的工作時(shí)間分別在0.5 s左右和0.06～0.12 s，而兩個(gè)裝置工作的時(shí)間差增加了設(shè)備快速重合過(guò)程中電壓暫降的概率[5-6]。

2.4 雷電天氣

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，自然天氣也是影響系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的重要原因之一。在電壓暫降問(wèn)題成因分析過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)雷電天氣也會(huì)增加電壓暫降問(wèn)題產(chǎn)生的概率。當(dāng)電力系統(tǒng)遭遇雷擊時(shí)，其雷電防護(hù)裝置會(huì)執(zhí)行保護(hù)動(dòng)作，從而形成電壓暫降問(wèn)題[7]。此外，在分析雷擊造成電壓暫降問(wèn)題的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)暫降時(shí)間在100 ms以上，該時(shí)間也會(huì)影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行。

3 電壓暫降問(wèn)題的危害

電壓暫降會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。首先，電壓暫降問(wèn)題發(fā)生后，供電電壓瞬間降低，而相關(guān)電力設(shè)備對(duì)電壓的要求非常高，當(dāng)電壓達(dá)不到預(yù)定工作值時(shí)，用電設(shè)備將停止工作，從而嚴(yán)重影響用電設(shè)備的工作效率[8]。其次，電壓瞬間降低也是電力資源的一種損耗，經(jīng)常出現(xiàn)電壓暫降問(wèn)題，不僅對(duì)電力資源造成損耗，而且會(huì)直接影響電能生產(chǎn)[9]。

4 抑制電壓暫降問(wèn)題的有效措施

4.1 電壓暫降問(wèn)題解決思路

從本質(zhì)來(lái)看，電壓暫降屬于電能質(zhì)量下降問(wèn)題，其影響因素主要包括電力系統(tǒng)和用電設(shè)備故障、故障處理效率相對(duì)較低、供電方式等?？傮w而言，影響電能質(zhì)量的因素較多，因此，在實(shí)際處理電壓暫降問(wèn)題的過(guò)程中，應(yīng)該采取合適的措施[10]。圖1是電壓暫降問(wèn)題抑制措施。

4.2 有效解決短路問(wèn)題

電力設(shè)備短路是造成電力系統(tǒng)電壓暫降的主要原因之一，因此，在實(shí)際電力系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該針對(duì)性地解決短路問(wèn)題。首先，做好安全使用和操作流程規(guī)范宣傳，有效抑制設(shè)備使用過(guò)程中的短路現(xiàn)象[11]。其次，在電能供應(yīng)各環(huán)節(jié)，各相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)電能質(zhì)量控制，減少電力短路問(wèn)題發(fā)生率，做好電壓暫降的有效防范。最后，電力企業(yè)應(yīng)該完善故障維修制度，提升故障維修效率，有效抑制電壓暫降問(wèn)題[4]。

4.3 縮短電力故障處理時(shí)間

通過(guò)研究可知，有效控制電力系統(tǒng)故障處理時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓暫降問(wèn)題的有效抑制。第一，對(duì)自動(dòng)重合閘裝置和自動(dòng)切換裝置進(jìn)行合理優(yōu)化，提升電力系統(tǒng)故障處理效率，減少電壓暫降時(shí)間，在最大程度上減少電力系統(tǒng)受到電壓暫降的影響;第二，電力企業(yè)要優(yōu)化電力系統(tǒng)故障處理流程，縮短故障處理時(shí)間。圖2為電力系統(tǒng)故障處理流程圖。當(dāng)前，電力企業(yè)應(yīng)該盡快建設(shè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)維修系統(tǒng)，利用新型技術(shù)，有效提升電力系統(tǒng)故障檢測(cè)檢修工作效率[12]。

4.4 優(yōu)化供電方式

第一，增加電源裝置，在電能下降過(guò)程中，電源裝置自動(dòng)接入電能供應(yīng)線路中，并提供穩(wěn)定的電壓;第二，在供電系統(tǒng)中安裝流線圈，增加故障點(diǎn)和關(guān)鍵設(shè)備之間的電氣距離，實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定供應(yīng)，抑制電壓暫降問(wèn)題的出現(xiàn);第三，在當(dāng)前供電系統(tǒng)中適當(dāng)增加緩解設(shè)備，有效抑制電壓暫降問(wèn)題。例如，采用不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）裝置，達(dá)到無(wú)中斷電力傳輸?shù)哪康?，從而減少電能傳輸中斷后電壓暫降問(wèn)題的出現(xiàn)概率。另外，在實(shí)際電壓暫降問(wèn)題抑制過(guò)程中，還可以選擇使用動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（Dynamic Voltage Regulator，DVR）來(lái)完成抑制工作。圖3為動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的工作原理圖。

4.5 提升用電設(shè)備的抗干擾能力

第一，增加母線電容，計(jì)算機(jī)設(shè)備和控制裝置設(shè)備是消費(fèi)類(lèi)的電子設(shè)備，其在使用過(guò)程中用電功率相對(duì)較低，可以選擇增加母線電容的方式提升抗干擾能力;第二，通過(guò)增大直流母線電容量的方式，提升電力系統(tǒng)中變頻調(diào)速裝置的抗干擾能力，防止單相故障發(fā)生。

5 結(jié)語(yǔ)

電壓暫降問(wèn)題是影響電能質(zhì)量的重要因素。本文對(duì)電能暫降的定義、產(chǎn)生原因及危害進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，并據(jù)此提出具有針對(duì)性的措施，以期為解決電壓暫降問(wèn)題提供借鑒。

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