電網電壓波動對客戶用電的影響與防范

韓博　楊樂

摘要：電壓波動是影響功率質量的主要問題之一。本文根據配電設備的性能和操作參數的調查，分析了提高耐電壓波動能力的技術方案，以降低設備對電壓波動和短期中斷的靈敏度。

關鍵詞：電壓波動;用電;防范措施

一、電壓波動的形成原因

在某個期間，電壓發生了很大的變化，偏離了被稱為電壓變動的額定值。當電壓變化率超過1%時，被稱為“夏普改變”。

在配電系統中如果發生短路故障或雷擊等，電力網的無功功率就會不平衡，產生電壓變動。與雷電放電相比，短路電路故障引起尖銳的電壓變化。配電線路有短路問題時，保護工作會切斷故障點，自動回收。這樣，故障電源線上的所有用戶在短時間內被切斷。另一方面，對于同一電源總線的其他用戶，其通常產生一次電壓變動。再閉路處理失敗時，故障線再次被切斷，線路上的用戶長時間停電，相鄰的用戶受電壓變動的影響。一般來說，由短路電路引起的電壓變動是由三相短路故障引起的對稱電壓變動，另一方是由單相接地短路引起的不對稱電壓變動。在配電系統中，短路故障的大部分屬于單相接地，是導致電壓波動的重要因素。

二、電壓波動的危害

在電壓變動條件下電力網和用戶的電器操作的有害性主要如下所示：

第一，引起電壓波形畸變，改善電網的高階諧波，產生過電壓，對網絡及裝置產生較大影響。

第二，終止若干無效功率補償裝置，削弱無效功率補償的優點，從而增加網絡線路損耗。

第三，幾個配電設備不工作。而且，它直接影響用戶的正常生產和產品質量。

第四，危險輸電網的安全運行，導致電壓崩潰，導致電力網部分崩潰。

近年來，日本國內的配電控制系統廣泛使用交流接觸器。根據電磁交流器的實際特性和動作原理，在電力系統中發生電壓變動的情況下，短時間切斷電磁交流器的工作線圈。而且，它減少了依賴于電流的靜態動態鐵芯的吸引，以保持吸引。當吸引小于解除彈簧的彈力時，接觸器會自動釋放。電磁式交流接觸器的動作特性如下。通常，臨界釋放電壓約為工作電壓的20%～70%，電磁AC接觸器通常約為標稱電壓的50%，當持續時間超過一個周期時，接觸器被釋放。這不僅會給企業帶來特定的經濟損失，也可能造成火災、爆炸和事故。

三、電壓波動的抑制措施

導致電壓變動和短期中斷的因素比較復雜，很多無法控制。因此，從形成原因回避電壓變動非常困難，可以說完全不能避免。在另一個方向上，電壓變動造成的巨大危害是由于機器大部分對其敏感。通過降低設備對電壓變動的靈敏度，可以提高電器的抗故障性，并且可以盡量減少用戶的損失。因此，為了降低電壓變動和短期中斷的影響，必須依靠電力公司、機器制造商、電力利用者的共同作業。

1.加強電網的維護與檢查，減少配電網的故障

線路中斷的主要原因有：安裝線避雷器，在時間內清除樹的屏障，選擇絕緣導體，合理選擇線跨度和掛鉤進行調整，防止污染清洗。為了有效避免配電網發生安全性事故，加強了對埋設電纜和架空線路的外部破壞的監視和防止。

2.減弱設備對電壓波動的敏捷度是行之有效的辦法

通過對幾個企業使用電器的調查，情況如下：低電壓斷路器的重要保護功能，RDW1智能電路斷路器延遲時間等：瞬時、1s、3s、5s四個類別。但是，在電壓損失的情況下，因為瞬間選擇電路斷路器，所以當柵極電壓發生變動時，電壓保護的損失頻繁地起作用。

寧波北區污水處理設施：企業的電力負荷主要是大規模電機（單體容量超過100kW），其啟動補償采用角度模式。由于功率網格波動（瞬時電壓損失）短時間，許多電機脈沖電流導致變壓器保護過電流時間限制操作。企業低壓設備的一部分選擇三菱（三菱）AE1000SW框架斷路器。電路斷路器具有電壓損耗延遲的函數。時間延遲可以在一瞬間分成1s、3s、5s等類型。然而，在實際應用中，經常使用電壓損耗瞬時作用（類似于上述）。當柵極電壓波動時，電壓瞬時函數的損耗也是低電壓斷路器電壓保護頻繁損失的主要原因。

鎮海供水公司：公司的低壓控制電路將保持原有的電磁AC接觸器工作模式。當配電網的電壓變動小于標稱電壓的50%時，接觸器釋放作用。

由此得出，降低電網電壓波動對用電用戶的影響的措施：

1.加強配電網的運用和維護，減少配電網的故障率，避免短路故障引起的電壓變動。

2.注重設備選型與配置

（1）在設備齊全的情況下，用戶需要向制造商明確設備的對應限制時間和電壓范圍的技術要求，合理選擇具有延遲功能的電路斷路器，或者RDW1智能電壓損失電路斷路器、DVKYC系列、NSFCI 100、400.630和永久磁體接觸器（諸如其他類型的永久磁體時間延遲接觸器）可以實現對電壓波動或網格電壓損失的識別，從而設備配置具有特定的反電壓波動能力。

（2）內部配電網的保護應注意相應范圍（包括當前設置值和工作時間限制值）。根據負載特性和重要性，通過調整內部配電網的對應鏈接參數，能夠實現功率消耗的相對穩定性。

（3）繼電保護及自動裝置電源應選用直流供電系統。

3.加強繼電保護裝置的運行與保護

（1）根據相應的繼電器保護配置、負載增減、配電變壓器參數和其他技術數據，周期性地執行繼電器保護設置計算和設置。

（2）利用停電機會對配電設備進行維護和對繼電器保護裝置進行校準（特別是對低電壓斷路器的電壓損失時間限制的測試和調整）。

（3）對于感應負載大的企業，對于生產線相對重要的大容量電機，必須配備電壓損失觸發自動延遲啟動裝置，以降低因電壓變動引起的啟動電流同步速度。

4.由于大容量電機的啟動而發生電壓變動時，要改善電機啟動模式，如從全啟動模式向步進下降啟動模式轉移、從硬件啟動模式向軟啟動模式轉移、或是變電站短路容量的提高等會。

5.補償裝置的設定一般用戶可以選擇變壓器和其他比較經濟的裝置。即，UPS對對對系統電壓變動敏感的UPS系統的電壓變動敏感的電源（SSS）的變動敏感。

總結：

電壓波動是一個非常嚴重的電力質量問題，在未來值得我們深入研究。為了作為截止點調查用戶的配電設備的性能和操作參數，從降低設備電壓變動和對短期中斷的靈敏度的觀點出發，采取了通過在線動作有效提高顧客耐電壓變動性的技術對策。

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