电压暂降的成因及缓解与抑制措施

2021-08-24于良中

河南科技 2021年10期

关键词：电力系统

于良中

摘要：电压暂降是电力系统运行中的常见问题，影响电能质量，导致用电设备损伤。因此，有效抑制电力系统电压暂降成为迫切需要解决的问题。本文分析了电压暂降问题的成因和危害，总结了电压暂降问题的抑制措施，以有效解决电压暂降问题，提升电压质量。

关键词：电压暂降;电力系统;抑制措施

中图分类号：TM714.2文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）10-0039-03

The Causes of Voltage Sag and Its Mitigation and SUPPRESSIon Measures

YU Liangzhong

（Guangdong Guangda Electric Co.， Ltd.，Foshan Guangdong 528329）

Abstract： Voltage sag is a common problem in the operation of power system， which affects the power quality and leads to the damage of electrical equipment. Therefore， it is an urgent problem to restrain voltage sag effectively. This paper analyzed the causes and harm of voltage sag， summarized the suppression measures of voltage sag， in order to effectively solve the voltage sag problem and improve the voltage quality.

Keywords： voltage sag;power system;restraining measures

電力作为一种涉及国计民生的基础性资源，对社会的正常生产及民众的日常生活具有极为重要的意义。在实际使用电力资源的过程中，电压是电力质量的重要指标之一，电压不稳定，将会影响用户的使用体验。在电力资源使用过程中，电压暂降是电力系统产生的一种常见问题。随着电力设备自动化和智能化的发展，对电能质量要求也逐渐提高，因此，要采取有效措施解决电压暂降问题。

1 电压暂降简述

电压暂降是指在电力生产、电能供应过程中，供电电压的均方根值突然降低，从而造成电压不稳定、电力设备无法正常运行的问题。该问题在供电过程中较为常见，国际电气与电子工程师协会将电压均方根下降值定义为9%～10%。电压暂降具有瞬时性的特点，一般情况下，电压暂降时间可以控制在10～6×104 ms，在一定时间内，电能供应电压又恢复到正常值。然而，虽然电压在短时间内可以恢复，但仍然会对现代工业生产造成巨大影响。因此，解决电压暂降问题是当前国内外电力组织需要研究的重要课题。

2 电压暂降产生的原因

保持电压稳定是保证电能使用状态良好的关键因素。为确保电能处于良好稳定的状态，杜绝电压暂降情况的发生，要对电压暂降的原因进行分析。

2.1 电力系统原因和用户原因

系统原因属于电压暂降的内部原因，主要是系统设备的工作状态对供电电压造成影响。此外，系统工作中出现的工作人员操作不当、系统工作状态不佳等问题，也会影响电力系统的电压，从而影响实际电力生产。用户原因是在实际供电过程中，电力用户不按照标准使用电器，或随意接入电路等，引发电力短路，最终形成电压暂降问题[1-3]。

2.2 电力系统短路故障

供电过程中，电力系统出现短路故障会直接影响供电电压，也会导致电压暂降问题的发生。在实际电力系统运行过程中，电力设备一旦出现短路现象，就会直接导致电力系统出现短暂断电问题，而在断电瞬间，用电设备的供电电压会发生变化，形成电压下降的问题。

2.3 供配电系统装备

供配电系统中的自动重合闸装置和自动切换装置会对电力系统电压造成一定影响[4]。供配电系统的重合闸装置和自动切换装置原本是电压的一种保护装置，在出现故障时对电力系统进行保护，然而，在实际运行中，两个装置的工作时间分别在0.5 s左右和0.06～0.12 s，而两个装置工作的时间差增加了设备快速重合过程中电压暂降的概率[5-6]。

2.4 雷电天气

在电力系统运行过程中，自然天气也是影响系统设备运行的重要原因之一。在电压暂降问题成因分析过程中，发现雷电天气也会增加电压暂降问题产生的概率。当电力系统遭遇雷击时，其雷电防护装置会执行保护动作，从而形成电压暂降问题[7]。此外，在分析雷击造成电压暂降问题的过程中，发现暂降时间在100 ms以上，该时间也会影响电力系统的运行。

3 电压暂降问题的危害

电压暂降会对电力系统的运行造成严重危害。首先，电压暂降问题发生后，供电电压瞬间降低，而相关电力设备对电压的要求非常高，当电压达不到预定工作值时，用电设备将停止工作，从而严重影响用电设备的工作效率[8]。其次，电压瞬间降低也是电力资源的一种损耗，经常出现电压暂降问题，不仅对电力资源造成损耗，而且会直接影响电能生产[9]。

4 抑制电压暂降问题的有效措施

4.1 电压暂降问题解决思路

从本质来看，电压暂降属于电能质量下降问题，其影响因素主要包括电力系统和用电设备故障、故障处理效率相对较低、供电方式等。总体而言，影响电能质量的因素较多，因此，在实际处理电压暂降问题的过程中，应该采取合适的措施[10]。图1是电压暂降问题抑制措施。

4.2 有效解决短路问题

电力设备短路是造成电力系统电压暂降的主要原因之一，因此，在实际电力系统应用过程中，应该针对性地解决短路问题。首先，做好安全使用和操作流程规范宣传，有效抑制设备使用过程中的短路现象[11]。其次，在电能供应各环节，各相关部门要加强电能质量控制，减少电力短路问题发生率，做好电压暂降的有效防范。最后，电力企业应该完善故障维修制度，提升故障维修效率，有效抑制电压暂降问题[4]。

4.3 缩短电力故障处理时间

通过研究可知，有效控制电力系统故障处理时间，可以实现对电压暂降问题的有效抑制。第一，对自动重合闸装置和自动切换装置进行合理优化，提升电力系统故障处理效率，减少电压暂降时间，在最大程度上减少电力系统受到电压暂降的影响;第二，电力企业要优化电力系统故障处理流程，缩短故障处理时间。图2为电力系统故障处理流程图。当前，电力企业应该尽快建设电力系统自动化监测维修系统，利用新型技术，有效提升电力系统故障检测检修工作效率[12]。

4.4 优化供电方式

第一，增加电源装置，在电能下降过程中，电源装置自动接入电能供应线路中，并提供稳定的电压;第二，在供电系统中安装流线圈，增加故障点和关键设备之间的电气距离，实现电压稳定供应，抑制电压暂降问题的出现;第三，在当前供电系统中适当增加缓解设备，有效抑制电压暂降问题。例如，采用不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）装置，达到无中断电力传输的目的，从而减少电能传输中断后电压暂降问题的出现概率。另外，在实际电压暂降问题抑制过程中，还可以选择使用动态电压调节器（Dynamic Voltage Regulator，DVR）来完成抑制工作。图3为动态电压调节器的工作原理图。

4.5 提升用电设备的抗干扰能力

第一，增加母线电容，计算机设备和控制装置设备是消费类的电子设备，其在使用过程中用电功率相对较低，可以选择增加母线电容的方式提升抗干扰能力;第二，通过增大直流母线电容量的方式，提升电力系统中变频调速装置的抗干扰能力，防止单相故障发生。

5 结语

电压暂降问题是影响电能质量的重要因素。本文对电能暂降的定义、產生原因及危害进行了详细的说明，并据此提出具有针对性的措施，以期为解决电压暂降问题提供借鉴。

参考文献：

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