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一、国际上对电压暂降的两种定义 1、IEEE的定义: 在IEEE Std 1159-1995(R2001)中,电压暂降是指供电系统某点电压有效值短时下降后又恢复到标称值附近的现象。 电压暂降属于电压短期变化(Short duration variations)的范畴,电压暂降又分为瞬时(Instantaneous)压暂降、暂时(Momentary)暂降和短时(Temporary)暂降三种,持续时间分别为10ms-600ms、600ms-3s和3s-1min, 电压幅值变化范围为0.1-0.9pu; 欠电压属于电压长期变化(Long duration variations)的范畴,持续时间大于1min,也可以认为欠电压是电压负偏差。 2、IEC 的定义 在IEC 61000-2-8(2002-11)中,对电压暂降的定义及主要技术指标描述如下: (1) 电压暂降(Voltage dip)指供电电压突然减小到规定的暂降限值以下,随即在短时间隔后恢复。
5 o) V5 e; J# o8 t; w(2) 电压暂降深度(depth of voltage dip)指基准电压(reference voltage)和残余电压(residual voltage)之差。常选择供电母线额定电压(nominal voltage)作为基准电压。记录电压暂降期间的最小电压有效值称之为残余电压。电压幅值一般表示为基准电压的P.U.值(Per unit)。
( f; p% W' w6 a7 Q8 z: t3 a3 n; V% J(3) 电压暂降持续时间(duration of voltage dip)指电压下降至小于电压暂降起始门槛时刻到上升至结束门槛值的时刻之间的时间(10ms-180s)。
二、电压暂降特征量的统计规律 根据EPRI(美国电科院)的调查,92%以上的电能质量事件为电压暂降。 1、暂降幅值为0.7p.u-0.9p.u的电压暂降占70%。 2、持续时间不超过1s的约90%,不超过0.1s的约占60%; 3、平均发生频次低于0.7p.u.的为18.422次/年,低于0.9p.u的为56.308次/年。 ; M! P" i" t/ I+ N! {
三、导致电压暂降的原因 1、Weather related events 天气相关的原因 n Lightning 闪电 n Heavy rain 暴雨 n High wind 大风 n Snow 下雪 2、Accidents 意外 n Vehicle 车辆 n Construction, cranes, excavation 建筑施工、吊装起重,挖掘施工 n Human error 人为误操作 n Animals in contact with lines 动物触线 3、Other 其它 n Large motors starting 大电机启动 n Short-circuit faults 短路故障 n Switching operations 切换操作 n Distribution equipment failure 配电设备故障 四、电压暂降对一些设备的影响(以电压额定值的100%为标准) 设备名 | 电压暂降造成的影响 | 制冷电机控制器 | 电压低于80%时,控制器切除制冷电机,导致巨大的生产损失。; b; C4 {+ c5 g5 r7 J7 d
| 芯片测试仪 | 当电压低于85%,芯片被毁,测试仪停止工作,内部电子电路主板故障。
! r- t. n) A6 b, z | 可编程控制器(PLC) | 目前的PLC当电压低于80%时,停止工作,一些I/O设备,当电压低于90%,持续几个周波,就会被切除。
3 b- A! w3 V3 R% o# ]' j5 \ | 精密机械工具 | 由机器人控制的精密加工机械,为保证产品的精密机械工具质量和安全,工作电压门槛值一般设为90%,当电压低于此值,持续2—3个周波时,被跳闸。( O3 T$ p' P' M
| 调速驱动器(ASD) | 当电压低于70%,持续时间超过6个周波时,ASD被切除;而对于一些精细加工业中的电机,当调速驱动器(ASD)电压低于90%,持续时间超过3个周波时,电机会被跳闸而退出运行。
) [3 [9 L! k% F/ ~5 n | 交流接触器 | 有报告表明当电压低于50%,持续时间超过1个周波,接触器就会脱勾;也有报告表明当电压低于70%甚至更高,接触器就会脱勾。
3 }8 S. T7 x. T& A* G | 计算机 | 当电压低于60%,持续12个周波时,计算工作将受到影响。
8 w% `' h6 |) w& m | 直流电机 | 当电压低于80%时,直流电机被跳闸。
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五、半导体行业对电压暂降敏感的设备 敏感设备主要有:硅片氧化、光刻、离子注入、硅片制成、硅片测试等过程设备,其中包括高真空设备,如果出现电压质量问题,则会导致真空度不满足生产要求;生产中使用的有毒害气体,需要严格的保护措施,在电压出现闪络后,保护系统瞬间关闭阀门。
5 T$ ] E9 U8 q; e5 J敏感设备对电能质量的要求:供电电压有效值下降10%,持续时间超过35ms,则等同于一次停电,会导致对电能质量敏感设备停机,影响生产。! h4 s) P' u! M9 d" t4 ?
自主研发的电压暂降治理产品详见附件。 |