智能電網系統：電壓驟降和中斷的區別

智能電網系統：電壓驟降和中斷的區別

拿我們熟悉的場景為例：生產制造過程已啟動，正常運行，生產的產品沒有瑕疵，持續數天或數周后，報警指示燈閃爍（也可能不閃爍），生產中斷……中斷可能持續數小時。必須對生產線進行清潔和重置。生產過程中已經使用的材料很可能無法使用。生產調度受到影響，時間浪費了，產品報廢了，資金也損失了。

圖1 ：電壓驟降與電壓中斷的比較。藍色陰影區域代表電壓驟降幅度：額定電壓的90％至10％ ；而紅色區域代表電壓中斷：額定電壓的10％及以下。本文圖片來源：EPRI

電壓驟降和中斷的區別

當系統所提供的電壓短暫下降到額定電壓的90％以下時（例如，藍色區域，對于120V的系統而言就是108V），就是電壓驟降。如果電壓降至額定值的10％或以下（紅色區域，對于120V的系統而言就是12V），則發生電力中斷。美國電力研究院（EPRI）的研究顯示：幾乎所有的電壓驟降，持續時間都在1秒以內——大多數在0.5秒之內，并且在大多數情況下，下降幅度都超過額定電壓的50％。

電壓驟降具有一定的幅度——剩余電壓為額定電壓的多少，以及電壓驟降持續的時間。圖2顯示了60Hz的三相電壓波形和測得的均方根（RMS）電壓曲線。在上面的圖中，藍線的“通道1”，代表A相（其它的則為B相和C相），顯示了比1個周期稍長（60Hz時，每秒60個周期）的波形抖動。在下面的圖中，在很短的時間間隔內，電壓最低下降至約為額定電壓的25％，即68V左右。整個事件發生在0.04秒以內。

圖2：電壓波形和RMS值隨時間的變化：配電系統中的瞬時短路，會導致電壓瞬降。

風暴以及動物對地面電氣系統的破壞，是造成電力中斷和電壓驟降事件的常見原因。連接到變電站變壓器二次側的多個配電饋線電路，有點類似于一只手（變壓器二次側）和伸出的手指（配電饋線電路）。這些分配電路（手指）可能會延伸數十英里。如果樹枝碰到其中一個饋線（在暴風雨中很可能發生這種情況），則該饋線可能會在單相或多相對地之間、或兩相之間出現短路（稱為故障）。連接到該變電站變壓器二次側（手）的所有其它饋線（手指），也將會經歷電壓驟降，根據實際情況的不同，可能會下降到額定電壓的10％以下。

短路饋線上的斷路器可能會動作以中斷故障，從而斷開下游負載，這就是服務中斷。但是，一旦受影響饋線上的斷路器斷開，則其它饋線上的電壓驟降就會終止。無論程度如何，電壓驟降都可能非常短暫。根據所設置的斷路器重新連接特性以及故障的性質，故障饋線上的中斷也可能是短暫的。

為什么電壓驟降對工業設備而言是一個問題，為什么工業控件對電壓驟降敏感？

工業控件的固有敏感性

由于控制組件很敏感，容易受到電壓驟降影響，所以一旦發生控制就會停止。只需一個即可使過程停止。在上述情況下，交流先導繼電器，通常在額定電壓的70％處打開，與足夠低電壓具有相同的效果，就像有人按下了緊急停機按鈕一樣。

過程控制中的有些部件，對電源電壓的瞬時降低，具有固有的敏感性，正是它們導致了工業過程對電能質量事件非常敏感。這些電壓瞬降，通常是由地上配電系統事件引起的，這些事件會造成地對地或相間短路。了解過程對電壓驟降的敏感性問題的根源，對于確定該問題的可能解決方案很重要。

提升電能質量

解決電能質量問題，有助于企業增加正常運行時間，提升生產運營的可靠性。下面是提升電能質量的幾個建議：

●了解您的電能質量環境，制定適合您情況的解決方案；

●不要假設需要使用基于電池的不間斷電源系統；

●避免在控件中使用敏感的交流組件；

●使用符合IEEE1668或SEMIF47的基于交流或直流的控件來嵌入魯棒性；

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