? ?目前，隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展和，可編程邏輯器件、可調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置、交流接觸器等用電設(shè)備大量的部署于生產(chǎn)線中。在制造業(yè)和生產(chǎn)線中存在大量以上提到的敏感性負(fù)荷，此類型的敏感性負(fù)荷對電能質(zhì)量相對敏感，特別是電壓暫降問題，通常幾百毫秒的電壓暫降或者失電狀態(tài)就會(huì)造成制造生產(chǎn)線停機(jī)或者是產(chǎn)生大量殘次品，不但嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率也會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。電壓暫降問題通常被認(rèn)為是對制造生產(chǎn)線具有較大影響的電能質(zhì)量問題。因此，亟需深入探究包括電壓暫降在內(nèi)的多種電能質(zhì)量問題對工業(yè)生產(chǎn)的影響、可行性方案及相關(guān)措施，進(jìn)而幫助相關(guān)企業(yè)規(guī)避電壓暫降造成的影響和事故。
?1 電壓暫降概述及危害分析
? ? 通常人們將對生產(chǎn)、生活造成影響的電壓暫降、電壓短時(shí)中斷俗稱為“晃電”。電壓暫降是一個(gè)相對寬泛的概念，但是可以根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對其有的界定，參考在ieee標(biāo)準(zhǔn)及國標(biāo)（《電能質(zhì)量電壓暫降與短時(shí)中斷》（gb/t 30137—2013））可以總結(jié)出對電壓暫降和電壓短時(shí)中斷的定義。其中，電壓暫降定義為電力系統(tǒng)中某點(diǎn)工頻電壓方均根值突然降0.1～0.9 pu，并在短暫持續(xù)10 ms～1 min后恢復(fù)正常的現(xiàn)象。電壓短時(shí)中斷定義為：一相或多相電壓瞬時(shí)降低到0.1 pu以下，且持續(xù)時(shí)間為10 ms～1 min的現(xiàn)象。
?“晃電”成因“晃電”的主要內(nèi)涵——電壓暫降、電壓短時(shí)中斷，其原因大致總結(jié)如下：
（1）設(shè)備原因，如：雷電及自然災(zāi)害等引起的電氣設(shè)備故障；日常運(yùn)行的電氣設(shè)備發(fā)生故障；繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置以及電氣設(shè)備誤動(dòng)作。
（2）操作原因，如：誤操作；大型電氣設(shè)備啟動(dòng)；大型變壓器投入。
（3）電力系統(tǒng)原因，如：供配電系統(tǒng)故障切除、備用電源的切換等過渡過程中，都伴隨著電壓暫降、電壓短時(shí)中斷。
? ? ?不論何種原因，電壓暫降即“晃電”現(xiàn)象都是以意外情況為誘因，以設(shè)備異常工況為表現(xiàn)，終傳遞到用電側(cè)（用戶）。根據(jù)定義分析得知該現(xiàn)象是電力系統(tǒng)運(yùn)行中常見的電能質(zhì)量問題，突出面臨的是外部原因造成快切裝置動(dòng)作、電能質(zhì)量不穩(wěn)定等運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而造成電壓暫降問題。總的來說，電壓暫降是嚴(yán)重的電能質(zhì)量問題之一，會(huì)導(dǎo)致敏感工業(yè)用戶生產(chǎn)中斷，造成嚴(yán)重的用戶經(jīng)濟(jì)損失。
?2 面向敏感負(fù)荷電壓暫降問題的補(bǔ)償裝置
? ? ?電力系統(tǒng)基于其運(yùn)行的性和實(shí)際操作性難以提供完全穩(wěn)定的電能，企業(yè)通常也無義務(wù)投入大量資金進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的電壓暫降等電能質(zhì)量問題的治理?？傮w來說，在電網(wǎng)側(cè)和工業(yè)用戶之間部署有效的電能質(zhì)量補(bǔ)償裝置是主流的解決方案，市面是常見的商業(yè)級(jí)電壓暫降補(bǔ)償設(shè)備包括但不限于以下：固態(tài)切換開關(guān)、不間斷電源、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器。
?2.1 不間斷電源（ups）
? ? 不間斷電源（uninterruptible power supply），是一種典型的基于化學(xué)能儲(chǔ)能的補(bǔ)償裝置。遇到電力系統(tǒng)故障造成的供電中斷問題時(shí)，不間斷電源可以有效的該問題，時(shí)長不等的后備電能支撐，電壓暫降問題。不間斷電源在工業(yè)中的部署方式通常有兩種，基于在線方式的不間斷電源部署方式具備較快的響應(yīng)速度，可以瞬時(shí)電壓暫降問題，但是該種部署方式會(huì)造成較高的電能待機(jī)損耗通常約為10。結(jié)合開關(guān)的后備部署方式也具有較快的響應(yīng)速度，同時(shí)可以節(jié)省在線待機(jī)的能量損耗，然而需要考慮開關(guān)的投入成本?？傮w來說，不間斷電源作為小規(guī)模敏感負(fù)荷的電壓暫降補(bǔ)償裝置較為合適，大規(guī)模部署不間斷電源為造成較高的維護(hù)成本和較大的占地面積。同時(shí)，不間斷電源基于其運(yùn)行特性也無法對劇烈變動(dòng)的負(fù)載進(jìn)行有效的補(bǔ)償。
2.2 固態(tài)切換開關(guān)（ssts）
? ? 當(dāng)企業(yè)或者工廠具備多母線或多變電站協(xié)同后備供電布線方式時(shí)，部署固態(tài)切換開關(guān)（solid state transfer switch）可有效的解決電力系統(tǒng)故障造成的電壓暫降或供電中斷等電能質(zhì)量問題。切換開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)在一路故障時(shí)切換供電線路的功能，有別于普通切換開關(guān)，切換開關(guān)可實(shí)現(xiàn)10ms內(nèi)的響應(yīng)和切換，確保供電的性，降低了因電能質(zhì)量問題造成的生產(chǎn)線停產(chǎn)或大規(guī)模出現(xiàn)殘次品等問題。同時(shí)，固態(tài)切換開關(guān)體積小且工作過程不產(chǎn)生電弧，因此具備易部署、高性且便于維護(hù)等優(yōu)勢。綜上所述，固態(tài)切換開關(guān)可以被看作是一種成熟的大功率負(fù)荷電壓暫降的解決方案。需要注意的是固態(tài)切換開關(guān)不能單獨(dú)克服電壓暫降問題，需要搭配單獨(dú)的備用電源或者是部署在有備用母線和變電站的廠區(qū)。
2.3 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（dvr）
? ?在電網(wǎng)側(cè)和工業(yè)負(fù)荷間合理的部署動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器是一種可用于工業(yè)生產(chǎn)中電壓暫降問題的解決方案。同時(shí)，動(dòng)態(tài)電壓恢器可以、有效的治理電壓暫降、適時(shí)中斷、暫升問題保護(hù)負(fù)載設(shè)備，同時(shí)具備濾除諧波，補(bǔ)償無功功率等功能。實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，綜合治理。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)裝置具有較快的響應(yīng)速度，甚至可以1ms內(nèi)響應(yīng)。補(bǔ)償時(shí)間相對靈活，可以根據(jù)不同制造業(yè)的需求定制對應(yīng)的補(bǔ)償時(shí)間。對比其他不同方式的電壓暫降補(bǔ)償措施，基于動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的方案具備補(bǔ)償和補(bǔ)償精度高的優(yōu)勢，補(bǔ)償精度可1以內(nèi)，適用于對電壓穩(wěn)定性要求較高的制造業(yè)。然而，市面上現(xiàn)有的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)裝置仍然有的瓶頸和短板，當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓迅速跌落至30以下時(shí)，動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)裝置難以進(jìn)行有效的補(bǔ)償或難以進(jìn)行較長時(shí)間的電壓支撐。綜上所述，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)電壓暫降范圍在在0-30的區(qū)間范圍內(nèi)時(shí)，動(dòng)態(tài)電壓恢器可以被看作是一種較好的解決方案。
3 針對不同應(yīng)用場景的電壓暫降治理措施
3.1 常規(guī)補(bǔ)償場景下的治理措施
? ? 動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置可以滿足多種工業(yè)場景和電壓暫降問題?？紤]到動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置內(nèi)部并不包括化學(xué)儲(chǔ)能機(jī)制也無動(dòng)態(tài)機(jī)械結(jié)構(gòu)，因此屬于一種維護(hù)和維修成本相對較低的解決方案。對于常規(guī)的瞬時(shí)電壓暫降問題，電網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量能夠較快的進(jìn)行自愈，因此生產(chǎn)線并不需要時(shí)間較長的電壓補(bǔ)償。同時(shí)，無化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備和復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)可以顯著地動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置的性，也可以降低對環(huán)境的污染。動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置的低損耗和高性，使工業(yè)界以較低運(yùn)行成本構(gòu)建電壓暫降保護(hù)系統(tǒng)成為可能。動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置的應(yīng)用功率范圍相對較廣，從單相200va 到三相3mva，可用于保護(hù)元器件(如變頻器、伺服、穩(wěn)壓電源、接觸器、plc等)，單臺(tái)設(shè)備(如控制柜、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等)或整個(gè)變壓器母線出線柜。所以動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償裝置是常規(guī)電壓暫降場景下的理想解決方案。
3.2 補(bǔ)償場景下的治理措施
? ? 從3.1分析可以得出動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器是性價(jià)比較高且易于部署的的選擇，可以有效解決工業(yè)用戶面臨的大多數(shù)電壓暫降問題。然而，在特定情況下的電壓瞬降 80，甚至100，遠(yuǎn)超現(xiàn)有市面上動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的性能指標(biāo)，單純部署動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器難以滿足業(yè)主之需求。固態(tài)切換開關(guān)需要容量足夠大的備用電源作為支撐，構(gòu)建穩(wěn)定的固態(tài)切換開關(guān)＋備用電源成本較高。綜上，使用工業(yè)級(jí)在線式不間斷供電系統(tǒng)作為解決補(bǔ)償場景下的治理措施。
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4 結(jié)束語
? ? 電壓短時(shí)中斷及電壓暫降等現(xiàn)象是電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中常見的暫態(tài)干擾，造成這類電能質(zhì)量問題的原因在不同的地區(qū)有一點(diǎn)的差異，發(fā)生的次數(shù)和嚴(yán)重程度也不盡相同。因此，不同制造業(yè)和不同區(qū)域在治理該類型電能質(zhì)量問題時(shí)采用的方案也需要有針對性的定制化制定。特別是對高敏感負(fù)荷通過部署合適的補(bǔ)償裝置甚至重新部署改造場內(nèi)供電模式可以顯著克服電壓短時(shí)中斷及電壓暫降問題帶來的影響，多種措施并用可減少終端用戶、電網(wǎng)及全社會(huì)因電壓暫降引起的經(jīng)濟(jì)損失。本文首先對電壓暫降問題進(jìn)行概述并分析其對敏感負(fù)荷的危害，然后對目前普遍且的補(bǔ)償裝置（包括：不間斷電源、固態(tài)切換開關(guān)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器）進(jìn)行了精細(xì)化分析，進(jìn)而針對不同應(yīng)用場景的提出相應(yīng)電壓暫降治理措施。
? ? 鄭州泰普科技有限公司是治理晃電也就是電壓短時(shí)中斷及電壓暫降等現(xiàn)象的公司，旗下生產(chǎn)的TPM-QSDVR電壓暫降保護(hù)系統(tǒng)、DC-BANK直流不間斷電源、TPM-QB智能抗晃電模塊、TPM-QC防晃電裝置、TPM-K防晃電接觸器等產(chǎn)品可以適用于各個(gè)工況，幫助各個(gè)企業(yè)解決晃電的問題。