電壓暫降對敏感電氣設備影響及其改進措施分析

張帥

（北京市首都機場動力能源有限公司）

0 引言

隨著時代發展，敏感電氣設備的普遍使用，敏感電氣電壓暫降問題也愈發嚴重，成為電器行業重點解決的一個問題，當電壓暫降問題發生時，不僅會影響敏感電氣設備運行的穩定性，還可能會對用戶的生命、財產安全造成嚴重的損害。因此，了解和掌握電壓暫降對敏感電氣設備的影響因素，采取合理的解決措施是非常必要的，并且還需要進行抗電壓暫降測試，以此保證敏感電氣設備運行的穩定性，為各個行業生產以及人們日常生活使用敏感電氣設備提供基礎性的保障。

1 電壓暫降分析

1.1 概念

其實，電壓暫降也可以叫做“晃電”，一般情況下是指雷擊、短路以及其他一些因素，所造成的電網短時間的電壓波動，或者短時間的斷電。同時，根據相關規定，將電壓暫降定義為電力系統在運行期間，某點工頻電壓方根均值呈現突然下降的狀態，并且降至10%～90%，其持續時間為10～60s，然后恢復正常。另外，如果電壓暫降的時間相對較長，就會導致敏感設備處于非正常停機的狀態，嚴重影響設備運行的穩定性，并且如果情況較為嚴重，還會引發設備故障，造成經濟損失[1]。

1.2 危害

電壓暫降產生以后，就會造成電網電壓跌落、接觸器釋放以及運行電動機過熱等的問題，嚴重影響敏感電氣設備運行的穩定性[2]。同時，如果電壓暫降較為嚴重的話，敏感電氣設備還會產生裝置失控的現象，可能導致安全事故的產生，這樣不僅造成經濟損失，還容易出現人員傷亡。因此，電壓暫降問題不僅僅影響用戶體驗以及電氣設備行業發展，更會對社會安全生產、用戶人身安全等方面造成危害，這些影響又會進一步阻礙用戶對敏感電氣設備的用戶體驗，不利于其發展。

2 電壓暫降對敏感電氣設備的影響

2.1 機電電流

從安檢機的角度來說，機電電流是引發電壓暫降產生的重要因素，主要是因為大型機電啟動電流增大，導致電壓暫降增大，但是負載側電壓呈現逐漸減小的現象，這樣一旦超過標準啟動電流控制的電壓，就會降低敏感電氣設備運行的穩定性[3]。同時，變壓器容量的大小，也會對感應電機有所影響，一旦感應成功，就會產生一個較大的電壓凹陷，且電壓的凹陷程度與感應電機參數有著直接關系，這時就會和引起電壓凹陷的大型感應電動機出現相同的振幅。基于此，如果在普通的情況下，只要大于0.85pu的話，凹陷部就會逐漸呈現平滑的狀態，并且不會產生較大的變化。總的來說，電壓暫降問題的產生與機電啟動電流、變壓器等方面有直接的關系，并且兩者的剩余容量與系統的等效阻抗等，直接影響著電壓暫降產生的嚴重程度。

2.2 遠端網絡短路

信息系統屬于航站樓里一項重要的系統設備，并且在長期運行期間，如果遠端網絡出現短路的現象，就很容易引發電壓暫降問題的產生。信息系統在運行期間，如果出現電壓下降，一般是因為受到相近或者相鄰遠程網絡短路故障的影響，并且如果與故障點越近，這時電壓暫降就會越嚴重，反之就會相對較弱，其損失也相對較小。同時，當故障點出現短路的現象，這時斷路器從接到命令一直到電弧熄燃的過程中，網絡電源側就會出現同等級的電壓暫降，并且相鄰或者相近的負荷也會受到影響，進而影響信息系統的正常運行，甚至情況較為嚴重的話，還會出現系統崩潰的現象[4]。

3 改進措施

可以根據敏感電氣設備運行的需求，設置靜止同步補償器，并且將雙變量控制以及單向變量作為主要控制方式，這樣可以有效降低電壓暫降的產生。其中，單向控制通常與無功功率呈正比，這樣可以對脈沖寬度進行控制。同時，通過利用單變量控制，可以有效保證逆變電壓增長，并且再加上對脈沖寬度進行控制，進而對無功功率進行有效的控制。雙向變壓主要是利用脈沖寬度以及逆變電壓進行控制，以此避免電壓暫降的產生。另外，采取靜止同步補償器的方式，可以提升電流響應速度，并且不需要載波，對于輸出電壓，也沒有特定的頻率和諧波，這樣可以在很大程度上提升敏感電氣設備運行的穩定性，滿足用戶需求。

在敏感電氣設備電壓暫降改進的時候，需要根據控制變量的不同，強化無功功率的控制力度。同時，如果脈沖寬度占空比處于穩定的狀態，這時就需要與并聯電源連接，從而保證直流電壓的恒定性[5]。根據實際情況，對脈沖寬度占空比、逆變器電壓幅值進行控制，需要一直到實現控制無功率的目的以后，再對兩者的直流測電壓進行控制，從而提升敏感電氣電壓設備抗電壓暫降性能。另外，在改進敏感電氣設備電壓暫降的時候，需要對電流進行實時跟蹤，主要是分析是否存在較大誤差，如果有需要立即進行調整，避免造成較大的影響。

4 預防措施

1）需要根據實際情況，不斷完善繼電保護以及自動裝置的標準，例如安檢機在運行期間，如果繼電保護裝置設定值出現較大誤差，或者定值核算計算不及時的話，這樣保護就會失效，很容易引發電壓暫降的產生，影響安檢設備的正常運行。因此，需要根據情況，對保護定值進行反復的計算，并且定期進行升級改造，滿足運行的需求。

2）由于敏感電氣設備相對較為特殊，所以在長期使用中，需要定期進行檢查、試驗以及保養，判斷是否產生電壓暫降問題，如果產生，需要立即進行解決和處理，避免產生較大的損失[6]。另外，如果發現變壓器出現異常，需要立即進行處理，避免為引發電壓暫降問題埋下隱患。

3）針對機電電流，一般情況下多發生與設備之間的連接，所以在預防電壓暫降問題產生的時候，需要對配電、用電設備的容量進行嚴格的控制，確保其在合理的范圍內，這樣也可以避免電壓暫降的產生。

5 抗電壓暫降性能測試

1）在敏感電氣設備抗電壓暫降性能測試的時候，需要重點考慮電路模塊，通常情況下是分析其耐受能力，只有耐受能力達到標準，這樣才能應變電流、電壓的突然變化，不會對敏感電氣設備的穩定性造成嚴重的影響。

2）需要對敏感電氣設備所發出的電壓波形進行收集，并且根據電壓波形的變化，分析電壓暫降產生的幅值以及持續時間。同時，在敏感電氣設備抗電壓暫降性能測試的時候，需要根據運行需求，合理設置輸出值，并且對運行狀態進行實時跟蹤，避免產生較大的誤差。另外，還需要采集電壓、電流、轉速等數值，根據這些數值判斷運行狀態，是否產生電壓暫降，如果產生需要立即進行處理，避免造成較大的影響[7]。另外，可以利用上位機操控軟件，這樣可以有效接收敏感電氣設備運行所產生的指令以及電壓信號，基于此進行測試，將電壓、電流誤差控制在合理的范圍內。通過利用數據采集設備，對各項測試信息進行采集，并且上傳到分析模塊中，這樣可以便于測試對各項數據的使用。

3）需要綜合考慮電壓暫降的單次時間，以及產生以后的特點，其中單次事件電壓暫降，主要是分析幅值、持續時間、波形起始點、相位跳變、波形結束點等方面，根據各項特征，有針對性對敏感電氣設備進行測試，分析各項特點是否穩定，如果無問題即表示其抗電壓暫降性處于良好的狀態。同時，在測試的時候，可以設置多個電壓暫降產生的特點，并且利用單一控制變量的方式進行分析，這樣才能更好研究敏感電氣設備的抗電壓暫降性能。另外，敏感電氣設備抗電壓暫降性能測試的時候，需要對電壓波形和運行狀態信息進行分析，并且結合收集的數據，對電壓暫降單次事件的特點進行分析和計算，將計算和分析的數據上傳到系統中，便于后期的使用。

4）從運行狀態信號的角度來說，主要是分析其開關量和非開關量，針對開關量，可以將電壓暫降結束時間的開關量直接進行儲存，通常是不需要進行處理。但是，非開關量需要根據敏感電氣設備的運行狀態，對電壓、電流的連續量進行測試，分析是否為交流量或者直流量，如果為交流量，就需要對電壓暫降均方根值進行計算，倘若為直流量的話，就需要將均方根值作為設備運行狀態，并且進行儲存、統計構建出數據庫[8]。另外，在數據庫生成以后，需要根據電壓暫降的特征進行繪制曲線圖，分析敏感電氣設備是否具有良好的抗電壓暫降性能，如果效果不是很好，就需要根據情況進行改善，以此保證敏感電氣設備運行的穩定性。

6 結束語

綜上所述，電壓暫降是影響敏感電氣設備正常、穩定運行的重要因素，因此為了保證敏感電氣設備運行的穩定性，必須了解電壓暫降產生后所造成的影響，有針對性進行改進。同時，還需要對改進后的敏感電氣設備進行抗電壓暫降性能測試，根據測試結果判斷是否具有良好的抗電壓暫降性能，敏感電氣設備是否可以穩定地運行，滿足用戶的需求，這對于敏感電氣設備在各個領域的發展，也給予了重要的保障。