電網電壓暫降對用電客戶的影響及對策

陳曉華

(淮安供電公司，江蘇淮安223002)

電壓暫降指供電電壓突然減小到規定的暫降限值以下，隨即在短時間隔后恢復。在電網中這種現象的持續時間大多為0.01～1.5s。GB/T17626.11—2008規定了半導體設備在電壓暫降深度40%、持續時間200ms時設備應能穩定工作的要求[1]。隨著現代企業電子設備的大量應用，電子元器件對電壓暫降的敏感不盡相同，部分元器件常因電壓暫降而停止工作，導致整套設備受到影響。

1 用戶反映的問題

某公司用戶反映2010～2011年共有30次20kV停電情況，經該地區電力企業調度記錄核實，該用戶所在線路故障5次；其余25次均為其他線路故障，導致系統電壓暫降，該用戶內部設備欠壓保護動作致使其自身停電。其欠壓保護動作時限為40ms。經故障錄波裝置查詢，并對查詢的故障錄波數據進行了整理，結果如表1所示。

表1 某電壓暫降時錄波數據

根據故障錄波數據和用戶反映情況，引發用戶內部設備欠壓保護跳閘的原因是20kV電網發生短路事故時的電壓暫降。暫降深度A相38.5%，B相37.8%，C相37.1%，持續時間低于200ms。

2 電壓暫降的原因分析

導致電壓暫降的原因有多種，有自然因素，也有人為因素，有供電部門系統保護的因素，也有企業內部的設備原因和誤操作等。

自然因素，如雷擊閃電等擊打在輸電線或絕緣子上，大風導致輸電線舞動，雜物搭在輸電線上引起短路。

人為原因，如車輛造成輸電線桿倒塌，放風箏導致輸電線短路，伐樹倒在輸電線上，野蠻施工導致挖斷地下電纜等，從而造成保護設置動作。

供電部門保護裝置誤動作，線路絕緣爬距達不到標準發生霧閃，防治鳥害不及時造成短路，線路巡視不到位等。

企業原因，如感應電動機啟動時，需要從電源汲取的電流最大可達到滿負載的500%～600%，如此大的電流經過阻抗時，引起電壓突然下降；誤操作短路可能會引起系統遠端供電電壓較為嚴重的跌落。企業間的影響，某個企業內部產生的電壓暫降反饋回電網，從而影響其他企業的電壓。企業電工業務不熟，帶故障送電，導致短路[2]。

3 電壓暫降的危害及防治

3.1 電壓暫降的危害

目前的工業生產中，電子電力設備大量應用，如PLC、變頻器、總線、接觸器、繼電器、控制器等。這些元器件對電壓暫降的敏感不盡相同，一旦某個元器件因電壓暫降停止工作，整套設備或流水線都會受到影響，造成一定的經濟損失。

3.2 電壓暫降的防治

防治電壓暫降的措施主要包括以下方面。

（1）剪樹作業,架設屏蔽導線,架空線入地等。減少線路故障次數，可降低電壓暫降的發生頻度。

（2）改進繼電保護技術，在配電網中需要柱上斷路器快速切除故障。

（3）對電網進行改進，避免發生故障時在某一特定地點發生嚴重電壓暫降。可行方法有限制同一供電母線上的架空饋線數、關鍵位置處裝設電源等。

（4）在系統和敏感負荷之間裝設蓄電池儲能系統（BESS）、動態不間斷電源（DUPS）、機械切換開關（DUR）、超導磁能系統（SMES）、靜止電子分接開關（SETC）、固態切換開關（SSTS）、靜止無功補償器（SVC）、不間斷電源（UPS）[3]。

（5）對終端用戶設備進行改進，提高設備的免疫能力。

4 電壓暫降治理案例

上海通用汽車廠飽受電壓暫降引起的停產之苦，2004年1月～2005年7月，多次發生因電壓暫降而引起停機停產事故。2005年6月進行綜合治理，利用動態電壓暫降補償器，對抗電壓暫降性能較差的敏感設備進行保護；根據各種工藝的不同要求對某些敏感設備進行軟件參數調整，增強其電壓暫降免疫能力并同時滿足加工工藝的要求。治理方案實施后，該廠自2005年6月至2008年12月經歷了12次電壓暫降事故，經過治理的敏感設備和工藝都能安全跨過電壓暫降干擾，確保了設備正常運行；而未經治理的同類設備和工藝，都受到不同程度的電壓暫降干擾，致使部分生產設備和工藝出現故障或停止運行。為此，該廠已于2009年初對敏感的生產設備和工藝進行全面的電壓暫降治理，徹底消除由電壓暫降對汽車生產造成的不利影響。

5 改進實效及建議

該地區20kV電網總體薄弱，故障發生較多，已制定相應措施，盡可能減少故障發生次數；加強運行維護，減少電網故障次數。

一是針對鳥類多、雷電多發、超高樹木較多等情況，加強運行維護力度，結合停電檢修，對線路避雷器進行檢測，發現不合格的立即更換，累計更換了16只避雷器。為防止鳥害對線路的影響，及時對線路的裸露部分加裝絕緣護套，累計加裝了18處。對90組接地電阻進行測試；對185棵通道外超高樹木全部清理到位。

二是針對電纜施工較多，實施全過程旁站監督，電纜頭制作采取實名制管理；對現有的182只電纜頭，在高峰負荷時進行了紅外測溫，無異常。

三是針對外力破壞，嚴格執行施工許可審批程序；每天對所有20kV線路進行巡視，確保線路安全運行。

經過以上改進，該地區20kV跳閘由一年30次降為4次，大大提高了供電可靠性。

用戶設備對電壓暫降敏感程度較高，為保障可靠供電，徹底消除電壓暫降的影響，提出如下建議：

（1）重新確定負荷等級，進行雙回路供電，同時加裝SSTS，保證一回路發生電壓暫降時可在一個周期內切換進線；

（2）用戶和設備生產廠家共同優化生產過程，降低設備對電壓暫降敏感程度，并由相關單位采用電壓暫降發生器對設備進行電壓暫降測試，重新確定欠壓保護定值；

（3）根據生產過程確定敏感負載，由相關技術企業提出用戶側解決方案加裝穩壓裝置。

6 結束語

隨著新型電力電子設備在電力系統中的廣泛應用，電壓暫降已日益成為電力設備安全運行的一大隱患，為減少電壓暫降對敏感負荷的影響，僅從電力系統著手，無法徹底防止問題的發生。電力部門有責任為用戶提供本系統電壓暫降的詳細信息，用戶應根據實際情況選購新設備，或者為保證設備的安全運行采取必要的技術措施；而設備制造行業也應重視設備對電壓暫降的敏感程度，提供相應的技術參數描述設備對電壓暫降的免疫能力。總之，解決電壓暫降所帶來問題的關鍵在于電力部門、電力用戶和設備制造商的密切合作。

[1] 宋云亭，郭永基，張瑞華.電壓驟降和瞬時供電中斷概率評估的蒙特卡羅仿真[J].電力系統自動化，2003，27（18）：47-51.

[2] 肖湘寧，韓民曉，徐永海，等.電能質量分析與控制[M].北京：中國電力出版社，2006.

[3] 劉悅，李勇，劉金陵.電能質量電壓暫降問題及應對方案[J].山東冶金，2008，30（5）：51-53.