
聯(lián)系熱線
電壓驟降的定義是指供電電壓突然下降或幾乎完全損失,然后又恢復(fù)到正常值。它可以通過保留電壓和持續(xù)時(shí)間來描述。電壓驟降被定義為在電力系統(tǒng)中,電壓的工頻有效值突然下降到額定值的10%-90%,并在隨后的1分鐘內(nèi)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。
對(duì)于公共用戶來說,電壓驟降對(duì)他們的影響很小,有些用戶甚至察覺不到它的發(fā)生。需要在點(diǎn)網(wǎng)上安裝一個(gè)專用監(jiān)測(cè)儀表才能判斷電壓驟降是否發(fā)生。然而,對(duì)IT及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)等敏感用戶和設(shè)施來說,一旦發(fā)生電壓驟降,會(huì)帶來巨大的損失。它會(huì)對(duì)自動(dòng)化控制裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及敏感機(jī)械設(shè)備等造成危害。此外,電壓驟降還是影響電能質(zhì)量較重要的問題之一,每次發(fā)生電壓驟降都會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失,并且用戶投訴中80%以上都與電壓驟降有關(guān)。
盡管電壓驟降無法完全避免,因?yàn)樗脑蚝芏?,如雷擊、?dòng)物、外物誤碰、環(huán)境因素引起的線路故障以及電源故障切換等。即使電力可靠性達(dá)到99.99999%,每年仍可能發(fā)生多次電壓驟降。因此,需要采取不同的治理方案來解決這個(gè)問題。敏感用戶逐漸認(rèn)識(shí)到,僅僅要求提高供電可靠性并不能解決電壓驟降問題,而是需要從設(shè)備抗電壓驟降能力的角度入手,并將焦點(diǎn)放在內(nèi)部敏感設(shè)備的改造上。通過研究和制定標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一約束電力公司、設(shè)備生產(chǎn)商和制造企業(yè)來解決電壓驟降問題。
不同治理方案的成本問題
在理論上,可以通過在不同層面上進(jìn)行治理來改善電能質(zhì)量,但所需的費(fèi)用和時(shí)間是不同的。從下圖可以看出,治理電壓驟降的成本隨著治理層面的不同而以數(shù)量級(jí)的方式遞減。
因此,從治理成本和有效性的角度來看,更加推薦在設(shè)備末端進(jìn)行治理,甚至可以深入到設(shè)備內(nèi)部的電氣控制元器件處進(jìn)行治理。越靠近末端進(jìn)行治理,所花費(fèi)的成本越少,同時(shí)也能夠達(dá)到相同的治理效果。
供電系統(tǒng)采取的措施
1、降低電壓驟降發(fā)生的頻率,減少電路故障排除的時(shí)間。減少電路故障排除的時(shí)間即減少電壓驟降持續(xù)的時(shí)間,進(jìn)而減少對(duì)機(jī)器設(shè)備造成的影響,從而降低經(jīng)濟(jì)損失。為了減少故障排除的時(shí)間,通常采用靜態(tài)短路器和電流限流熔斷器來保護(hù)電路。
2、改變電路網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì),避免或減少電壓擾動(dòng)。這種措施主要包括改變布線方式,使用特殊類型的變壓器(如k型變壓器),提高設(shè)備的性能,加粗導(dǎo)線,針對(duì)敏感器材設(shè)備采取靈敏的防干擾保護(hù)措施,采用獨(dú)立回線,降低接地電阻,改進(jìn)避雷器配置和參數(shù)等。
用戶側(cè)采取的措施
1、提高設(shè)備對(duì)電壓驟降的抵抗能力??梢允褂秒妱?dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組(MG)利用電動(dòng)機(jī)的慣性來使發(fā)電機(jī)的電壓保持穩(wěn)定;電路變壓器使用磁諧振變壓器(CVT),在電路電壓驟降到正常電壓的70%時(shí)仍然能夠提供穩(wěn)定的電壓。當(dāng)先的缺點(diǎn)是磁諧振變壓器的體積稍大于普通變壓器。
2、在電路中安裝電壓補(bǔ)償裝置。較常見的電壓補(bǔ)償裝置是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)和不間斷電源(UPS)。UPS通過AC-DC逆變器將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓,并通過DC-AC逆變器提供穩(wěn)定的交流電壓給負(fù)載。當(dāng)電網(wǎng)欠壓或突然掉電時(shí),UPS將從儲(chǔ)能電池獲取電源以維持正常生產(chǎn)。另外,當(dāng)負(fù)載過載時(shí),UPS可以通過直接由電網(wǎng)電壓供電來解決電壓驟降和短時(shí)間斷電等問題。然而,由于負(fù)載的全部功率必須通過UPS進(jìn)行變換,這導(dǎo)致系統(tǒng)損耗增加,效率降低。
DVR通過串聯(lián)在敏感負(fù)載上,在電壓驟降發(fā)生時(shí),通過具有脈沖寬度調(diào)制功能的DC-AC逆變器生成一個(gè)受控的幅值、頻率和波形的電壓。這個(gè)電壓通過串聯(lián)的升壓變壓器添加到線路電壓上,可以在1/4個(gè)周期內(nèi)對(duì)電壓驟降做出反應(yīng),將輸出電壓提升到系統(tǒng)所需的水平。逆變器的PWM調(diào)制波基準(zhǔn)源是標(biāo)準(zhǔn)正弦波,通過與電壓波形進(jìn)行比較,能夠有效補(bǔ)償電壓諧波。提供電壓提升能量的是直流電容器。DVR是解決電壓驟降的裝置中目前較受關(guān)注的裝置。雖然DVR在線路中串聯(lián)運(yùn)行,但由于只需要補(bǔ)償電壓驟降部分的能量,因此其設(shè)計(jì)功率只有負(fù)荷容量的1/5~1/3,價(jià)格比同容量的UPS更優(yōu),也遠(yuǎn)低于后者的損耗,具有顯著的技術(shù)先進(jìn)性。
隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和用戶對(duì)電能需求的增加,對(duì)電能質(zhì)量的要求也在不斷提高。為了減少電力系統(tǒng)電壓驟降的發(fā)生,供電公司和用戶需要共同努力。在未來的電力市場(chǎng)中,用戶選擇供應(yīng)商時(shí),可能會(huì)考慮的不僅僅是更低的電價(jià),還包括更好的電能質(zhì)量。