? ?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荷，此類型的敏感性負荷對電能質(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)就會造成制造生產(chǎn)線停機或者是產(chǎn)生大量殘次品，不但嚴重影響生產(chǎn)效率也會造成較大的經(jīng)濟損失。電壓暫降問題通常被認為是對制造生產(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、電壓短時中斷俗稱為“晃電”。電壓暫降是一個相對寬泛的概念，但是可以根據(jù)相關(guān)標準對其有的界定，參考在ieee標準及國標（《電能質(zhì)量電壓暫降與短時中斷》（gb/t 30137—2013））可以總結(jié)出對電壓暫降和電壓短時中斷的定義。其中，電壓暫降定義為電力系統(tǒng)中某點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后恢復正常的現(xiàn)象。電壓短時中斷定義為：一相或多相電壓瞬時降低到0.1 pu以下，且持續(xù)時間為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；日常運行的電氣設(shè)備發(fā)生故障；繼電保護、自動裝置以及電氣設(shè)備誤動作。
（2）操作原因，如：誤操作；大型電氣設(shè)備啟動；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作、電能質(zhì)量不穩(wěn)定等運行狀態(tài)，進而造成電壓暫降問題?？偟膩碚f，電壓暫降是嚴重的電能質(zhì)量問題之一，會導致敏感工業(yè)用戶生產(chǎn)中斷，造成嚴重的用戶經(jīng)濟損失。
?2 面向敏感負荷電壓暫降問題的補償裝置
? ? ?電力系統(tǒng)基于其運行的性和實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)投入大量資金進行系統(tǒng)級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)量補償裝置是主流的解決方案，市面是常見的商業(yè)級電壓暫降補償設(shè)備包括但不限于以下：固態(tài)切換開關(guān)、不間斷電源、動態(tài)電壓恢復器。
?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能儲能的補償裝置。遇到電力系統(tǒng)故障造成的供電中斷問題時，不間斷電源可以有效的該問題，時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，可以瞬時電壓暫降問題，但是該種部署方式會造成較高的電能待機損耗通常約為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，同時可以節(jié)省在線待機的能量損耗，然而需要考慮開關(guān)的投入成本。總體來說，不間斷電源作為小規(guī)模敏感負荷的電壓暫降補償裝置較為合適，大規(guī)模部署不間斷電源為造成較高的維護成本和較大的占地面積。同時，不間斷電源基于其運行特性也無法對劇烈變動的負載進行有效的補償。
2.2 固態(tài)切換開關(guān)（ssts）
? ? 當企業(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，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，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)不能單獨克服電壓暫降問題，需要搭配單獨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 動態(tài)電壓恢復器（dvr）
? ?在電網(wǎng)側(cè)和工業(yè)負荷間合理的部署動態(tài)電壓恢復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，動態(tài)電壓恢器可以、有效的治理電壓暫降、適時中斷、暫升問題保護負載設(shè)備，同時具備濾除諧波，補償無功功率等功能。實現(xiàn)一機多用，綜合治理。動態(tài)電壓恢復裝置具有較快的響應(yīng)速度，甚至可以1ms內(nèi)響應(yīng)。補償時間相對靈活，可以根據(jù)不同制造業(yè)的需求定制對應(yīng)的補償時間。對比其他不同方式的電壓暫降補償措施，基于動態(tài)電壓恢復器的方案具備補償和補償精度高的優(yōu)勢，補償精度可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)有的動態(tài)電壓恢復裝置仍然有的瓶頸和短板，當網(wǎng)側(cè)電壓迅速跌落至30以下時，動態(tài)電壓恢復裝置難以進行有效的補償或難以進行較長時間的電壓支撐。綜上所述，當電網(wǎng)側(cè)電壓暫降范圍在在0-30的區(qū)間范圍內(nèi)時，動態(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)補償場景下的治理措施
? ? 動態(tài)電壓補償裝置可以滿足多種工業(yè)場景和電壓暫降問題?？紤]到動態(tài)電壓補償裝置內(nèi)部并不包括化學儲能機制也無動態(tài)機械結(jié)構(gòu)，因此屬于一種維護和維修成本相對較低的解決方案。對于常規(guī)的瞬時電壓暫降問題，電網(wǎng)側(cè)的電能質(zhì)量能夠較快的進行自愈，因此生產(chǎn)線并不需要時間較長的電壓補償。同時，無化學儲能設(shè)備和復雜機械結(jié)構(gòu)可以顯著地動態(tài)電壓補償裝置的性，也可以降低對環(huán)境的污染。動態(tài)電壓補償裝置的低損耗和高性，使工業(yè)界以較低運行成本構(gòu)建電壓暫降保護系統(tǒng)成為可能。動態(tài)電壓補償裝置的應(yīng)用功率范圍相對較廣，從單相200va 到三相3mva，可用于保護元器件(如變頻器、伺服、穩(wěn)壓電源、接觸器、plc等)，單臺設(shè)備(如控制柜、機器人、數(shù)控機床等)或整個變壓器母線出線柜。所以動態(tài)電壓補償裝置是常規(guī)電壓暫降場景下的理想解決方案。
3.2 補償場景下的治理措施
? ? 從3.1分析可以得出動態(tài)電壓恢復器是性價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，遠超現(xiàn)有市面上動態(tài)電壓恢復器的性能指標，單純部署動態(tài)電壓恢復器難以滿足業(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)級在線式不間斷供電系統(tǒng)作為解決補償場景下的治理措施。
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4 結(jié)束語
? ? 電壓短時中斷及電壓暫降等現(xiàn)象是電力系統(tǒng)運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)有一點的差異，發(fā)生的次數(shù)和嚴重程度也不盡相同。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。特別是對高敏感負荷通過部署合適的補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)及全社會因電壓暫降引起的經(jīng)濟損失。本文首先對電壓暫降問題進行概述并分析其對敏感負荷的危害，然后對目前普遍且的補償裝置（包括：不間斷電源、固態(tài)切換開關(guān)、動態(tài)電壓恢復器）進行了精細化分析，進而針對不同應(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)品可以適用于各個工況，幫助各個企業(yè)解決晃電的問題。