興旺寶五金網(wǎng)整理：隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的精密電器投入使用,但是,這些精密電器設(shè)備卻常常深受電網(wǎng)瞬間電壓降的危害。電網(wǎng)瞬變電壓降可由用電過載、短路故障或是類似雷擊等自然現(xiàn)象造成,這種現(xiàn)象總是或多或少的存在,并且對居民生活和企業(yè)生產(chǎn)造成越來越大的影響。隨著計(jì)算機(jī)和電力電子技術(shù)的普及，市電瞬間電壓降造成的經(jīng)濟(jì)損失越來越大，人們才開始重視市電瞬間電壓降的問題，也曾做過許多努力來減少它所造成的影響，但經(jīng)濟(jì)有效的方案并不多。
　　
　　1瞬間電壓降的統(tǒng)計(jì)資料
　　
　　1．1瞬間電壓降和無計(jì)劃停電
　　
　　市電瞬間電壓降是難以避免的電能質(zhì)量問題，即使在發(fā)達(dá)國家也同樣存在，無計(jì)劃停電則隨著技術(shù)進(jìn)步和電力工業(yè)的發(fā)展而逐步減少。每年兩者發(fā)生次數(shù)之比很難確定，通常前者遠(yuǎn)多于后者（與用電級別、用戶電網(wǎng)有關(guān)）。
　　
　　1．2市電瞬間電壓降幅度和技術(shù)時(shí)間的概率分布
　　
　　根據(jù)日本福井縣某廠1991年1月13日到1998年1月21日共195次瞬間電壓降和突然停電的記錄，我們繪出了概率分布直方圖，如圖1所示。其中電壓下降度表示的是電壓下降了額定值的百分?jǐn)?shù)。　　圖（1）表明：瞬間電壓降的發(fā)生概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無計(jì)劃停電，98％以上的瞬間電壓降幅度都在60％以上，持續(xù)時(shí)間在0．35秒以下。
　　
　　1．3瞬間電壓降按月分布情況
　　
　　瞬間電壓降按月分布情況如圖2所示，從瞬間電壓降產(chǎn)生的原因并結(jié)合圖2我們可以知道：瞬間電壓降產(chǎn)生的次數(shù)與有雷日的多少有關(guān)，當(dāng)然也與電網(wǎng)的技術(shù)狀況有關(guān)。　　1．4江西滌輪廠瞬間電壓降的例證
　　
　　現(xiàn)將1990年11月16日到1991年10月10日總調(diào)度的運(yùn)行日志上的有關(guān)瞬間電壓降引起的停機(jī)記錄摘抄列于表1（注：缺1991年7月原始數(shù)據(jù)）。　　2瞬間電壓降的危害
　　
　　2．1常用電氣設(shè)備對市電瞬間電壓降的承受能力
　　
　　常用電氣設(shè)備對市電瞬間電壓降的承受能力如圖3所示。　　2．1．1計(jì)算機(jī)———當(dāng)電壓降幅度超過10％，持續(xù)時(shí)間超過約10ms時(shí)，將影響正常工作（見圖3）。對普通計(jì)算機(jī)而言，突然停電將可能丟失大量數(shù)據(jù)甚至損壞硬件。對某些單片機(jī)控制系統(tǒng)來說將意識著失去控制，處于待機(jī)狀態(tài)。瞬間電壓降會造成對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的干擾，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致系統(tǒng)不能夠正常工作，如計(jì)算機(jī)的開關(guān)電源在電壓下降到一定值時(shí)，交換器停止振蕩，高頻變壓器不再傳輸能量，開關(guān)電源輸出電壓會迅速下降，導(dǎo)致機(jī)器“假停電”現(xiàn)象，即使持續(xù)時(shí)間很短，系統(tǒng)也會因?yàn)槌绦?、?biāo)志和關(guān)鍵現(xiàn)場數(shù)據(jù)丟失而不能正常工作，有些計(jì)算機(jī)會重新啟動，有些甚至出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，對工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)則引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)停留在不安全的位置或狀態(tài)。
　　
　　2．1．2電磁開關(guān)———當(dāng)電壓降幅度超過50％，持續(xù)時(shí)間超過約10ms時(shí)，將自行脫鉤。
　　
　　瞬間電壓降發(fā)生之后，在重力和蓄能彈簧彈力的作用下使銜鐵返回至復(fù)原處，觸點(diǎn)恢復(fù)常態(tài)。
　　
　　2．1．3電氣調(diào)速系統(tǒng)———當(dāng)電壓降幅度超過約15％，持續(xù)時(shí)間超過約10ms時(shí)，將損壞元件或自動停機(jī)。
　　
　　電氣調(diào)速系統(tǒng)通常采用復(fù)數(shù)個(gè)電力電子器件作為其功率變換裝置，工作時(shí)按需要對器件的導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)行有規(guī)律的切換。對晶閘管等非自關(guān)斷器件來說，其關(guān)斷需要反向電壓，而市電正弦波在某些特定的條件下可參與構(gòu)成反向電壓，瞬間電壓降會導(dǎo)致反向電壓不足，導(dǎo)通的晶閘管也就不能及時(shí)關(guān)斷，隨之而來的是與其在同一個(gè)橋臂的關(guān)斷著的晶閘管卻要導(dǎo)通，其后果是短路將器件損壞。
　　
　　對IGBT和晶閘管等可控器件來說，導(dǎo)通需觸發(fā)脈沖，由于其觸發(fā)脈沖有時(shí)是在市電正弦波和控制電壓的共同作用下形成的，并且需要與主回路（市電）保持嚴(yán)格的相位關(guān)系，市電瞬間電壓降會導(dǎo)致觸發(fā)脈沖丟失或?qū)ń堑母淖儯M(jìn)而造成變流失敗。
　　
　　為了避免瞬間電壓降導(dǎo)致電力電子器件的損壞，廠家往往在裝置上設(shè)有保護(hù)電路，檢測到瞬間電壓降之后迅速停機(jī)，這樣電力電子調(diào)速裝置雖然可以免受其害，但被拖動的機(jī)械設(shè)備卻停了下來，這樣勢必使那些對連續(xù)生產(chǎn)有苛刻要求的設(shè)備造成重大損失。
　　
　　2．1．4氣體放電燈———當(dāng)電壓降幅度超過20％，持續(xù)時(shí)間超過約100ms時(shí)，將自行熄滅。以高壓汞燈為例，一旦熄滅，重新點(diǎn)燃后達(dá)到額定的亮度還得要等數(shù)分鐘時(shí)間。
　　
　　2．1．5欠壓保護(hù)———在裝有欠壓保護(hù)的裝置或系統(tǒng)中，當(dāng)市電瞬間電壓低于整定值時(shí)，將產(chǎn)生誤動作。
　　
　　2．2瞬間電壓降的危害
　　
　　a易受瞬間電壓降影響的設(shè)備和系統(tǒng)有：計(jì)算機(jī)、電梯、記憶顯示、電氣傳動、醫(yī)療機(jī)械、重要照明、摻雜爐和流水生產(chǎn)線等。
　　
　　b易受瞬間電壓影響的行業(yè)或部門有：高層建筑、化纖、半導(dǎo)體、鋼鐵、造紙、機(jī)場、醫(yī)院、銀行、郵電、機(jī)關(guān)和研究所等。
　　
　　c江西滌綸廠自1984年投產(chǎn)以來，就一直受到電網(wǎng)瞬間電壓降的影響。根據(jù)該廠調(diào)度室對常規(guī)紡絲車間記錄表明二線計(jì)量泵變頻器因瞬間電壓降造成的停車的次數(shù)為：1996年3—12月共16次，1997年1－8月共18次，以此推算每年約20次，每次停車約20－30S，停車一條線平均損失約1000元（其中包括紡絲報(bào)廢損失315元，正常產(chǎn)量損失140元，元器件損失140元，人工費(fèi)200元，其它200元）。平均每年一條線造成的損失為2萬元，按該廠七條線計(jì)算，年損失達(dá)14萬元之多。
　　
　　3對策及特點(diǎn)
　　
　　3．1對策
　　
　　為了減少瞬間電壓降造成的危害，可采取的主要對策有：
　　
　　3．1．1電動———發(fā)電機(jī)組
　　
　　原理：電動機(jī)帶動發(fā)電機(jī)，再由發(fā)電機(jī)向負(fù)載供電，由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較大，在一定程度上可以克服瞬間電壓降的影響。
　　
　　3．1．2飛輪蓄能系統(tǒng)
　　
　　原理：電動機(jī)帶動飛輪和發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)動慣量很大的飛輪置于真空中以減少能量損耗，可以在較大的范圍內(nèi)克服電源諸多質(zhì)量問題對負(fù)載的影響。
　　
　　問題：成本高，制作難度大，旋轉(zhuǎn)機(jī)械維修困難。
　　
　　3．1．3不停電電源（UPS）
　　
　　原理：將交流電整流后儲存在蓄電池中，再通過逆變器把直流變成交流向負(fù)載供電。其主要功能是防止突然停電。
　　
　　問題：成本高，體積大，蓄電池壽命短，維護(hù)困難且維護(hù)成本高。
　　
　　3．1．4新型的瞬間電壓降補(bǔ)償器
　　
　　原理：市電瞬間電壓降也可以說是瞬間的電能不足，注意到98％以上的瞬間電壓降幅度都在60％以上，持續(xù)時(shí)間在0．35秒以下，用僅在發(fā)生電壓降的瞬間補(bǔ)償部分電壓的辦法來維持負(fù)載電壓不變，也就是采用瞬間補(bǔ)償部分能量的辦法，因此用電解電容器取代蓄電池來進(jìn)行儲能，從而降低了設(shè)備的成本，延長了使用壽命。
　　
　　問題：與UPS一樣，在線備用時(shí)間太長。
　　
　　3．1．5交流電子穩(wěn)壓電源
　　
　　優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)速度較快，交流輸出波形較好。缺點(diǎn)：容量小。
　　
　　3．1．6其它
　　
　　方法：在市售設(shè)備上作些小改進(jìn)
　　
　　問題：a市電瞬間電壓降說到底就是瞬間能源短缺，不提供穩(wěn)定的能量只能治標(biāo)，不能治本；
　　
　　b電子線路的集成度越來越高，各公司的設(shè)計(jì)也不相同，絕大多數(shù)廠家都不提供詳細(xì)的圖紙和程序。因此除了對電磁器件有一定效果外，可操作的范圍極為有限。
　　
　　3．2幾種對策的性能比較：
　　
　　電動———發(fā)電機(jī)組和飛輪蓄能系統(tǒng)成本高、制作難度大、且旋轉(zhuǎn)機(jī)械維修困難，交流電子穩(wěn)壓電源容量太??；UPS的主要功能是預(yù)防因電網(wǎng)突然停電而造成負(fù)載斷電，雖然也能夠消除瞬間電壓降所造成的危害，但如果僅用于對付瞬間電壓降，則蓄電容量便大大有余（蓄電必須有一定的容量以保證足夠的電流輸出），從而導(dǎo)致成本高；而瞬間電壓補(bǔ)償器因僅僅在瞬間補(bǔ)償部分能量，與UPS相比價(jià)格便宜，壽命長且維護(hù)簡單。