电压暂降

一、电压暂降的概念

电压暂降/骤降（Voltage Sag、Dip）是电压有效值降至额定电压（Nominal Value）的10%至90%，且持续时间为20ms至2s（典型持续时间为20ms～500ms）。电压暂降又称电压骤降、电网晃动、电压瞬间波动、电压跌落、瞬间失电、疾电、低电压穿越(LVRT)等。与电压波动等电能质量问题一样，电压暂降与中断并不是一个新问题。但由于以往的绝大多数用电设备对电压的短时突然变化不敏感，因此该问题并未引起人们的关注。随着用电设备的技术更新，特别是20世纪80年代以来，数字式自动控制技术在工业生产中得到大规模应用，如ASD、PLC、各种自动化装置以及计算机系统等敏感性用电设备的大量使用，对供电系统的电压质量提出了更高的要求，该问题才引起各有关部门与研究人员的广泛关注。据国外文献报道，由于一次电压暂降而使某生产线重新启动需花费50,000美元；某玻璃制品厂因电压暂降造成的短时间电压中断，造成损失约200,000美元；某计算机中心因电压暂降造成2s的电磁式开关失压掉闸导致的供电中断引起了约600,000美元的损失。据统计，在欧洲和美国，电力部门与用户对电压暂降的关注程度比对其它有关电能质量问题的关注程度要强得多。这其中一个重要的因素是，在电能质量的诸多原因中，由电压暂降引起的用户投诉占整个电能质量问题投诉数量的80％以上，而由谐波、开关操作过电压等引起的电能质量问题投诉所占不到20％。专家们认为，电压暂降已上升为最重要的电能质量问题，已成为信息社会对供电质量提出的新挑战。

二、引发电压暂降的原因

    在2002年全年的31次电压突降故障中，电压瞬间降低超过10％的共19次，占55.9％，其中有13次对生产造成影响，占19次故障的68.4%，发生的最大电压降幅为70％。在电压降幅超过10％的19次中，电压降幅在10％～60％之间的共17次，占89.5%，在61～70％之间的共2次，占10.5%。目前，每次故障造成的损失平均约200~300万元人民币。

    导致电压暂降的原因非常复杂，有自然因素，也有人为因素，有供电部门系统保护的因素，也有企业内部的设备原因和误操作等的因素。

    自然因素，如雷击闪电等击打在输电线或绝缘子上，大风导致输电线舞动、杂物搭在输电线上引起短路，从而造成保护设置动作。

    人为原因，如车辆造成输电线杆倒塌，建筑施工造成埋地线路破坏等。

    供电部门原因，如重合闸等。

    企业内部原因，如感应电动机的启动时，需要从电源汲取的电流最大可达到满负载的500%～600%，这么大的电流经过阻抗时，引起电压突然下降；误操作短路可能会引起系统远端供电电压较为严重的跌落。

企业间的影响，一个企业内部产生的电压暂降，反馈回电网，从而影响其他企业的电压。某一个点产生电压暂降（发生源），电压暂降会变幅度、变时间地在输电网络中传播，最远的传输距离可以达一两百公里，离发生源越近，受影响越大。随着同一地区内，企业密集度的增大，企业内部各种电气设备容量的增大，企业间的电压暂降影响有增大的趋势。

三、电压暂降的危害

    很多事故发生时连日光灯闪动都没有、让人莫名其妙，大多数机器仍在工作，而有些机器确停机了，这样的事故虽然不是特别多，但平均起来每个月发生1～2次，就是这样的情况每年造成的直接和间接经济损失确难以估量。

    易这些工业过程涉及汽车、半导体、太阳能光伏、塑料、石化、纺织、光纤、饮料乳业、移动通信、铁路、轨道交通等领域，常受电压暂降影响的重要设备有冷却装置控制、直流电机驱动、可编程逻辑控制器（PLC）、机械装置、可调速驱动装置、变频器、总线、接触器、继电器、控制器等，而这些元器件对电压暂降的敏感不尽相同，但是一旦这些元器件因电压暂降停止工作，整套设备或流水线都会受到影响。

半导体行业，对生产工艺、环境（如温度、空气清洁度等）等要求很高，而且半导体工厂是一个相互关联的系统，任何一个环节出现问题，整条工艺生产线都要停下来。如冷却机（chiller）因电压暂降停下来，温度达不到生产要求，其他工艺也会因连锁故障停下来。正在加工的产品（如晶圆等）报废，而重新启动满足生产的要求要较长的时间（至少半个小时）。

汽车制造行业，如油漆车间它对温度、湿度、进出气压力及工艺自身要求（电泳、烘干等）要求很高，且这些因素时相互连锁的，一旦烘干炉（控制温度）停机，整条生产线要停下，正在电泳喷漆和烘干的车身报废，重新启动满足生产的要求要1~2个小时。

轮胎制造行业，如为硫化工艺提供蒸汽的锅炉一旦因电能质量问题发生停机，重新启动恢复的时间在半个小时以上，导致硫化工艺的产品全部报废。

由机器人控制的精密加工机械，为保证产品的精密机械工具质量和安全，工作电压门槛值一般设为90％，当电压低于此值，持续2—3个周波时跳闸。

例如：江西涤纶厂自1984年投产以来，就一直受到电网瞬间电压降的影响。根据该厂调度室对常规纺丝车间记录表明二线计量泵变频器因瞬间电压降造成的停车的次数为：1996年3—12月共16次，1997年1－8月共18次，以此推算每年约20次，每次停车约20－30S，停车一条线平均损失约1000元（其中包括纺丝报废损失315元，正常产量损失140元，元器件损失140元，人工费200元，其它200元）。平均每年一条线造成的损失为2万元，按该厂七条线计算，年损失达14万元之多。

电压暂降造成设备停机停产，会导致如产品报废、设备工具损坏，而影响更大的是重新启动达到生产所需的条件，需要较长的时间。