電壓暫降(又稱(chēng)電壓驟降、電壓凹陷或電壓跌落),按照電氣與電子工程師協(xié)會(huì )IEEE的定義,電壓暫降是指工頻條件下電壓均方根值減小到0.1---0.9倍額定電壓之間、持續時(shí)間為0.5周波(以我國工頻50HZ算,1周波是20毫秒)至1分鐘的短時(shí)間電壓變動(dòng)現象。電壓暫降的幅值、持續時(shí)間和相位跳變是標稱(chēng)電壓暫降的最重要的三個(gè)特征量。
當輸配電系統中發(fā)生短路故障、大容量感應電機啟動(dòng)、雷擊、開(kāi)關(guān)操作、變壓器以及電容器組投切等事件時(shí),均可引起電壓暫降。其中,短路故障、大容量感應電機啟動(dòng)和雷擊是引起電壓暫降的最主要原因。
1) 短路故障引起的電壓暫降。當系統發(fā)生短路故障時(shí),根據與故障點(diǎn)間的距離,各母線(xiàn)會(huì )出現不同程度的電壓暫降。由于這類(lèi)故障發(fā)生概率比較大,所以也是敏感設備跳機或誤動(dòng)作的主要原因,三相短路故障引起的電壓暫降最為嚴重。
2) 大容量感應電機啟動(dòng)引起的電壓暫降。在電網(wǎng)總負荷中,感應電動(dòng)機用電量約占60% 以上。大容量感應電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí),定子電流明顯增大,可高達額定電流的5至6倍,從而引起所接母線(xiàn)發(fā)生電壓暫降。電壓暫降嚴重程度與感應電動(dòng)機的容量、啟動(dòng)方式及負荷等因素有關(guān)。這種暫降的持續時(shí)間較長(cháng),但暫降程度一般較小,不會(huì )對用戶(hù)造成嚴重的影響。
3) 雷擊時(shí)造成的絕緣子閃絡(luò )或線(xiàn)路對地放電會(huì )是保護裝置動(dòng)作,從而導致供電電壓電壓暫降,這在多雷區尤為明顯。這種暫降的影響范圍大,持續時(shí)間一般超過(guò)100ms。
此外,變壓器投切會(huì )引起電壓暫降。由于鐵心飽和效應,空載變壓器投切時(shí)可能產(chǎn)生很大的激磁涌流,從而引起電壓暫降。該過(guò)程中常伴有二次和四次諧波為主的高次諧波。由于三相鐵心飽和程度的不同,使得三相電壓暫降程度一般也不同。電壓暫降程度與開(kāi)關(guān)合閘時(shí)刻、電源強度、鐵心中的剩磁和網(wǎng)絡(luò )阻尼有關(guān)。通常,由變壓器投切引起電壓暫降不會(huì )低于85%。
1)電壓暫降的起因是由于事件引起功率(尤其是無(wú)功功率)大幅度變化,其波及面極大;
2)電壓暫降的直接技術(shù)性影響取決于暫將幅值和持續時(shí)間;
3)設備不能發(fā)揮應有的功能,或只能在有限的范圍內運行;
4)設備性能降低,在極端情況完全停止工作;
5)更嚴重的是,工藝流程重啟動(dòng)造成的連帶影響;
6)隨著(zhù)現代電力工業(yè)的迅速發(fā)展和系統中用電負荷的重大變化,暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的事故越來(lái)越多,電壓暫降問(wèn)題愈發(fā)凸顯,電壓暫降造成生產(chǎn)線(xiàn)上電機停機、變頻器失壓保護動(dòng)作、可編程邏輯控制器(PLC)失靈、計算機存儲數據丟失等事故也越來(lái)越多,給用戶(hù)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失。
根據美國電科院IPRI的調查,92%以上的電能質(zhì)量事件為電壓暫降。電壓暫降大多是短時(shí)的、小幅的。暫降電壓復讀在10-30%的電壓暫降約占70%,持續時(shí)間不超過(guò)1S的約90%,不超過(guò)0.1S的約占60%。
很明顯,為解決或減緩設備敏感度的問(wèn)題,應當從消除或減少設備遭受電壓暫降的機會(huì )和增強設備本身對暫降的耐受能力兩方面入手。
現今電力市場(chǎng)上已經(jīng)有了很多值得采用的治理方案和應對電壓暫降的設備,但是設備對電壓暫降的敏感問(wèn)題涉及電力部門(mén)、用戶(hù)和設備制造商,終歸需要三方協(xié)力合作,共同解決問(wèn)題。