電壓暫降對敏感電氣設(shè)備影響及其改進(jìn)措施分析

張帥

（北京市首都機(jī)場動力能源有限公司）

0 引言

隨著時代發(fā)展，敏感電氣設(shè)備的普遍使用，敏感電氣電壓暫降問題也愈發(fā)嚴(yán)重，成為電器行業(yè)重點(diǎn)解決的一個問題，當(dāng)電壓暫降問題發(fā)生時，不僅會影響敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，還可能會對用戶的生命、財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損害。因此，了解和掌握電壓暫降對敏感電氣設(shè)備的影響因素，采取合理的解決措施是非常必要的，并且還需要進(jìn)行抗電壓暫降測試，以此保證敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，為各個行業(yè)生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ钍褂妹舾须姎庠O(shè)備提供基礎(chǔ)性的保障。

1 電壓暫降分析

1.1 概念

其實，電壓暫降也可以叫做“晃電”，一般情況下是指雷擊、短路以及其他一些因素，所造成的電網(wǎng)短時間的電壓波動，或者短時間的斷電。同時，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，將電壓暫降定義為電力系統(tǒng)在運(yùn)行期間，某點(diǎn)工頻電壓方根均值呈現(xiàn)突然下降的狀態(tài)，并且降至10%～90%，其持續(xù)時間為10～60s，然后恢復(fù)正常。另外，如果電壓暫降的時間相對較長，就會導(dǎo)致敏感設(shè)備處于非正常停機(jī)的狀態(tài)，嚴(yán)重影響設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，并且如果情況較為嚴(yán)重，還會引發(fā)設(shè)備故障，造成經(jīng)濟(jì)損失[1]。

1.2 危害

電壓暫降產(chǎn)生以后，就會造成電網(wǎng)電壓跌落、接觸器釋放以及運(yùn)行電動機(jī)過熱等的問題，嚴(yán)重影響敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性[2]。同時，如果電壓暫降較為嚴(yán)重的話，敏感電氣設(shè)備還會產(chǎn)生裝置失控的現(xiàn)象，可能導(dǎo)致安全事故的產(chǎn)生，這樣不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還容易出現(xiàn)人員傷亡。因此，電壓暫降問題不僅僅影響用戶體驗以及電氣設(shè)備行業(yè)發(fā)展，更會對社會安全生產(chǎn)、用戶人身安全等方面造成危害，這些影響又會進(jìn)一步阻礙用戶對敏感電氣設(shè)備的用戶體驗，不利于其發(fā)展。

2 電壓暫降對敏感電氣設(shè)備的影響

2.1 機(jī)電電流

從安檢機(jī)的角度來說，機(jī)電電流是引發(fā)電壓暫降產(chǎn)生的重要因素，主要是因為大型機(jī)電啟動電流增大，導(dǎo)致電壓暫降增大，但是負(fù)載側(cè)電壓呈現(xiàn)逐漸減小的現(xiàn)象，這樣一旦超過標(biāo)準(zhǔn)啟動電流控制的電壓，就會降低敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性[3]。同時，變壓器容量的大小，也會對感應(yīng)電機(jī)有所影響，一旦感應(yīng)成功，就會產(chǎn)生一個較大的電壓凹陷，且電壓的凹陷程度與感應(yīng)電機(jī)參數(shù)有著直接關(guān)系，這時就會和引起電壓凹陷的大型感應(yīng)電動機(jī)出現(xiàn)相同的振幅。基于此，如果在普通的情況下，只要大于0.85pu的話，凹陷部就會逐漸呈現(xiàn)平滑的狀態(tài)，并且不會產(chǎn)生較大的變化?？偟膩碚f，電壓暫降問題的產(chǎn)生與機(jī)電啟動電流、變壓器等方面有直接的關(guān)系，并且兩者的剩余容量與系統(tǒng)的等效阻抗等，直接影響著電壓暫降產(chǎn)生的嚴(yán)重程度。

2.2 遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)短路

信息系統(tǒng)屬于航站樓里一項重要的系統(tǒng)設(shè)備，并且在長期運(yùn)行期間，如果遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，就很容易引發(fā)電壓暫降問題的產(chǎn)生。信息系統(tǒng)在運(yùn)行期間，如果出現(xiàn)電壓下降，一般是因為受到相近或者相鄰遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)短路故障的影響，并且如果與故障點(diǎn)越近，這時電壓暫降就會越嚴(yán)重，反之就會相對較弱，其損失也相對較小。同時，當(dāng)故障點(diǎn)出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，這時斷路器從接到命令一直到電弧熄燃的過程中，網(wǎng)絡(luò)電源側(cè)就會出現(xiàn)同等級的電壓暫降，并且相鄰或者相近的負(fù)荷也會受到影響，進(jìn)而影響信息系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至情況較為嚴(yán)重的話，還會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象[4]。

3 改進(jìn)措施

可以根據(jù)敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的需求，設(shè)置靜止同步補(bǔ)償器，并且將雙變量控制以及單向變量作為主要控制方式，這樣可以有效降低電壓暫降的產(chǎn)生。其中，單向控制通常與無功功率呈正比，這樣可以對脈沖寬度進(jìn)行控制。同時，通過利用單變量控制，可以有效保證逆變電壓增長，并且再加上對脈沖寬度進(jìn)行控制，進(jìn)而對無功功率進(jìn)行有效的控制。雙向變壓主要是利用脈沖寬度以及逆變電壓進(jìn)行控制，以此避免電壓暫降的產(chǎn)生。另外，采取靜止同步補(bǔ)償器的方式，可以提升電流響應(yīng)速度，并且不需要載波，對于輸出電壓，也沒有特定的頻率和諧波，這樣可以在很大程度上提升敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，滿足用戶需求。

在敏感電氣設(shè)備電壓暫降改進(jìn)的時候，需要根據(jù)控制變量的不同，強(qiáng)化無功功率的控制力度。同時，如果脈沖寬度占空比處于穩(wěn)定的狀態(tài)，這時就需要與并聯(lián)電源連接，從而保證直流電壓的恒定性[5]。根據(jù)實際情況，對脈沖寬度占空比、逆變器電壓幅值進(jìn)行控制，需要一直到實現(xiàn)控制無功率的目的以后，再對兩者的直流測電壓進(jìn)行控制，從而提升敏感電氣電壓設(shè)備抗電壓暫降性能。另外，在改進(jìn)敏感電氣設(shè)備電壓暫降的時候，需要對電流進(jìn)行實時跟蹤，主要是分析是否存在較大誤差，如果有需要立即進(jìn)行調(diào)整，避免造成較大的影響。

4 預(yù)防措施

1）需要根據(jù)實際情況，不斷完善繼電保護(hù)以及自動裝置的標(biāo)準(zhǔn)，例如安檢機(jī)在運(yùn)行期間，如果繼電保護(hù)裝置設(shè)定值出現(xiàn)較大誤差，或者定值核算計算不及時的話，這樣保護(hù)就會失效，很容易引發(fā)電壓暫降的產(chǎn)生，影響安檢設(shè)備的正常運(yùn)行。因此，需要根據(jù)情況，對保護(hù)定值進(jìn)行反復(fù)的計算，并且定期進(jìn)行升級改造，滿足運(yùn)行的需求。

2）由于敏感電氣設(shè)備相對較為特殊，所以在長期使用中，需要定期進(jìn)行檢查、試驗以及保養(yǎng)，判斷是否產(chǎn)生電壓暫降問題，如果產(chǎn)生，需要立即進(jìn)行解決和處理，避免產(chǎn)生較大的損失[6]。另外，如果發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)異常，需要立即進(jìn)行處理，避免為引發(fā)電壓暫降問題埋下隱患。

3）針對機(jī)電電流，一般情況下多發(fā)生與設(shè)備之間的連接，所以在預(yù)防電壓暫降問題產(chǎn)生的時候，需要對配電、用電設(shè)備的容量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，確保其在合理的范圍內(nèi)，這樣也可以避免電壓暫降的產(chǎn)生。

5 抗電壓暫降性能測試

1）在敏感電氣設(shè)備抗電壓暫降性能測試的時候，需要重點(diǎn)考慮電路模塊，通常情況下是分析其耐受能力，只有耐受能力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能應(yīng)變電流、電壓的突然變化，不會對敏感電氣設(shè)備的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響。

2）需要對敏感電氣設(shè)備所發(fā)出的電壓波形進(jìn)行收集，并且根據(jù)電壓波形的變化，分析電壓暫降產(chǎn)生的幅值以及持續(xù)時間。同時，在敏感電氣設(shè)備抗電壓暫降性能測試的時候，需要根據(jù)運(yùn)行需求，合理設(shè)置輸出值，并且對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時跟蹤，避免產(chǎn)生較大的誤差。另外，還需要采集電壓、電流、轉(zhuǎn)速等數(shù)值，根據(jù)這些數(shù)值判斷運(yùn)行狀態(tài)，是否產(chǎn)生電壓暫降，如果產(chǎn)生需要立即進(jìn)行處理，避免造成較大的影響[7]。另外，可以利用上位機(jī)操控軟件，這樣可以有效接收敏感電氣設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的指令以及電壓信號，基于此進(jìn)行測試，將電壓、電流誤差控制在合理的范圍內(nèi)。通過利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對各項測試信息進(jìn)行采集，并且上傳到分析模塊中，這樣可以便于測試對各項數(shù)據(jù)的使用。

3）需要綜合考慮電壓暫降的單次時間，以及產(chǎn)生以后的特點(diǎn)，其中單次事件電壓暫降，主要是分析幅值、持續(xù)時間、波形起始點(diǎn)、相位跳變、波形結(jié)束點(diǎn)等方面，根據(jù)各項特征，有針對性對敏感電氣設(shè)備進(jìn)行測試，分析各項特點(diǎn)是否穩(wěn)定，如果無問題即表示其抗電壓暫降性處于良好的狀態(tài)。同時，在測試的時候，可以設(shè)置多個電壓暫降產(chǎn)生的特點(diǎn)，并且利用單一控制變量的方式進(jìn)行分析，這樣才能更好研究敏感電氣設(shè)備的抗電壓暫降性能。另外，敏感電氣設(shè)備抗電壓暫降性能測試的時候，需要對電壓波形和運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析，并且結(jié)合收集的數(shù)據(jù)，對電壓暫降單次事件的特點(diǎn)進(jìn)行分析和計算，將計算和分析的數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，便于后期的使用。

4）從運(yùn)行狀態(tài)信號的角度來說，主要是分析其開關(guān)量和非開關(guān)量，針對開關(guān)量，可以將電壓暫降結(jié)束時間的開關(guān)量直接進(jìn)行儲存，通常是不需要進(jìn)行處理。但是，非開關(guān)量需要根據(jù)敏感電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對電壓、電流的連續(xù)量進(jìn)行測試，分析是否為交流量或者直流量，如果為交流量，就需要對電壓暫降均方根值進(jìn)行計算，倘若為直流量的話，就需要將均方根值作為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并且進(jìn)行儲存、統(tǒng)計構(gòu)建出數(shù)據(jù)庫[8]。另外，在數(shù)據(jù)庫生成以后，需要根據(jù)電壓暫降的特征進(jìn)行繪制曲線圖，分析敏感電氣設(shè)備是否具有良好的抗電壓暫降性能，如果效果不是很好，就需要根據(jù)情況進(jìn)行改善，以此保證敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

6 結(jié)束語

綜上所述，電壓暫降是影響敏感電氣設(shè)備正常、穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素，因此為了保證敏感電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，必須了解電壓暫降產(chǎn)生后所造成的影響，有針對性進(jìn)行改進(jìn)。同時，還需要對改進(jìn)后的敏感電氣設(shè)備進(jìn)行抗電壓暫降性能測試，根據(jù)測試結(jié)果判斷是否具有良好的抗電壓暫降性能，敏感電氣設(shè)備是否可以穩(wěn)定地運(yùn)行，滿足用戶的需求，這對于敏感電氣設(shè)備在各個領(lǐng)域的發(fā)展，也給予了重要的保障。