电能输送电压损失怎么解决（浅谈电能质量问题）

电压暂降的定义：

电压暂降或下跌是指电力系统供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象。国际电气与电子工程师协会（IEEE）将电压暂降定义为：供电电压有效值快速下降到额定值的90%~10%，然后恢复到正常值附近，并短暂持续10ms~1min（典型时间为10ms~500ms）后恢复到正常范围的现象。

电压暂降波形图

电压暂降的衡量标准：

暂降深度：定义为暂降时电压有效值与额定电压有效值的比值

暂降持续时间：定义为电网电压低于设定阈值持续到电压恢复阈值的时间

暂降发生频率：定义为单位时间内（评估时通常一年）发生电压暂降的次数

暂降深度及持续时间波形图

电压暂降的原因：

引起电压暂降的原因有很多，当输配电系统中发生短路故障、雷击雨雪天气、大型电机启动等事件，都会引起电压暂降。由于电压暂降事件不可避免，具有不可预测性，即使在拥有高可靠性现代化配电电网的发达国家，企业也无法避免电压暂降问题的困扰。

电压暂降的危害：

电压暂降带来的危害与行业性质和负载有关。下表为部分设备对电压敏感程度的说明：

部分设备电压敏感程度汇总

对生产造成影响：

1、影响设备的正常运行，造成产品质量下降；

2、精密产品的损坏和浪费，原料报废；

3、自动化装置停顿或误动，变速调速器停顿等；引起接触器脱扣或低压保护启动，造成电动机、电机等停顿；

4、引起高温光源（碘钨灯）熄灭等；

5、使生产线紊乱或中断，且跌落后的无序启动比计划断电后的有序恢复造成的危害及损失大得多；

6、延误交货时间；

对电气设备造成损害：

1、计算机系统失灵，数据丢失，生产线上电机停机，变频器失压保护动作，可编程控制器（PLC）失灵等；

2、医院用计算机控制的各种手术仪器，电压暂降而造成的设备不能正常工作带来的严重后果；

3、使电气设备寿命缩短甚至损坏；

对公司财政造成的影响：

1、降低1%-2%的工厂效率；降低劳动工时利用率；

2、设备投资回报率低；加大设备维护费用；

3、增加额外备品备件支出；

电压暂降的治理措施：

现如今的情况供电系统难以保证提供完美的电力，而且各种电气设备自身对电压暂降的免疫能力都不一样。因此，目前应用最普遍的电压暂降治理措施是在供电系统与用户设备之间加装补偿装置。常见的补偿装置包括：不间断电源UPS、固态切换开关SSTS、动态电压恢复器DVR。

下面分别详细介绍：

（1）不间断电源UPS

UPS是广为所知的一种设备，当电网断电时，UPS是解决供电中断的有效方法，采用电池储能，支撑时间根据电池不同从几分钟到半小时甚至更长。适用场合：数据中心、变电所综合控制室等稳定性负载场合，预防断电带来的数据信息丢失。

　　UPS用作电压暂降治理具有很明显的劣势：

1、UPS为在线式，但这种方式能耗比较大，约为8%-12%；

2、UPS不适用于负荷剧烈变动的负载，如变频电机、伺服驱动系统、智能机器人等对电网冲击性大的负荷，不然很容易引起其储能电池故障；

3、如果企业敏感负荷所占比重较大，此时需要大功率UPS，所需费用太大而不现实，并且UPS也有其致命的弱点：

4、UPS储能电池维护成本较高。UPS占地面积较大，不适合工厂电力改造工作；

5、响应速度10ms左右，无法为敏感负荷提供及时保护响应。

数据中心机房UPS

（2）固态高速切换开关（SSTS）

固态高速切换开关简称SSTS。当工厂或者用户配电系统是由两条不同母线或者不同变电所的线路供电时，为了防止供电中断及电压暂降的影响，当一路电压有问题时，可快速（SSTS切换速度为5～12ms）切换至另一路电源，从而保证负荷供电的连续性。适用场合：一般用于高压侧，有两路电源进线、预防断电的场合。

SSTS适用于各级变电站、开闭所、配电室、终端负荷等有两路或两路以上独立电源的新建或已存在的供电场合。且SSTS在高压进线端架设，投资成本大。

SSTS固态切换开关

（3）动态电压恢复器（DVR）

　　动态电压恢复器，简称DVR。对于敏感负荷，解决电压暂降问题的一个有效措施就是在供电电源与负荷设备之间加装DVR设备。DVR能在毫秒级的时间内给负荷侧补偿适当的跌落电压，让负载侧恢复正常电压，消除电压暂降影响。

电压暂降治理装置

此处详细介绍我公司储能式电压暂降治理装置和在线式电压暂降治理装置的工作原理及相关特点。

1、储能式电压暂降治理装置

装置串联在供电电源和负载之间，持续监测系统电源电压，一旦发现供电电压偏离额定电压水平，装置将通过旁路开关离网，通过逆变器输出补偿电压注入系统，确保受保护的负载不受影响。

电网电压正常时：

控制晶闸管为导通状态，此时储能单元为满电，变流器处于待机状态，并保持与电网电压同步，以便在电网电压异常时立即动作。

电网电压异常时：

当电网出现异常瞬间，晶闸管快速关断，从而与电网隔离，变流器工作于逆变状态向负载供电。

电网电压恢复：

晶闸管再次导通，变流器由逆变状态转换到整流状态，重新对超级电容充电，同时负载将再次由电网供电。

储能式电压暂降治理装置系统效率高，响应速度快。电压调节能力强，0～130%剩余电压补偿至100%；单相、两相、三相跌落至0%均可治理；效率高达98%，全响应时间≤2ms。

2、在线式电压暂降治理装置

装置串联在供电电源和负载之间，持续监测系统电源电压，一旦发现供电电压偏离额定电压水平，装置会通过逆变器产生一个合适的补偿电压注入系统，确保受保护的负载不受电压变化的影响。

电网电压正常时：

电网电压通过电压暂降治理装置的注入变压器次级绕组直接为后级负载供电，负载电压为电网电压。

电网电压暂降时：

电压暂降治理装置快速逆变生成一个与暂降幅值相同的电压叠加在电网电压上，保证负载电压稳定，此时负载电压为电网电压 逆变电压。

在线式电压暂降治理装置无需超级电容、蓄电池储能元件，成本及维护费用低。且电压调节能力强，三相电网电压暂降额定值40%，能将剩余电压补偿至100%，且设备持续时间长期运行。

有对电压暂降治理装置感兴趣的朋友，可留言联系我。

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