電壓暫降的危害及治理方案

　　隨著經濟快速發(fā)展，工業(yè)制造與居民用電的多樣化，導致電網的電能質量問題更加復雜化，隨機化與多樣化，其中電壓暫降已經成為各類企業(yè)與電網研究單位首要的治理和研究方向。

　　說起電壓暫降，想必大家還記得2016年6月18日凌晨0時30分，西安變電站爆炸事件，間接導致三星工廠的電源閃斷，持續(xù)數(shù)秒，部分半導體設備感應到電壓異常自動停止運作，生產車間出現(xiàn)大面積的設備停止運轉，部分半導體設備感應到電壓異常自動停止運作，造成重大的損失。

　　電壓暫降或下跌是指供電電壓有效值在短時間內突然下降又回升恢復的現(xiàn)象，國際電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)將電壓暫降定義為供電電壓有效值快速下降到額定值的90%～10%，然后回升至正常值附近，持續(xù)時間為10ms～1min。

　　電壓暫降往往會導致制造設備停機或者燒毀，給工業(yè)制造帶來極大的危害，同時給企業(yè)帶來巨大的損失。電壓暫降目前被公認為電子制造業(yè)危害最大的電能質量問題。電壓暫降對各類型設備危害如表 1所示。

　　表 1 電壓暫降對各類型設備危害

　　早在2012年，有關組織針對在菲律賓進行電能質量問題造成的損失進行了經濟性調查，結論是年損失量達到210億人民幣，占菲律賓2012年1.55萬億的GDP重量的1.34%，其中工業(yè)損失高達97.53%，其中由于電壓暫降和停電原因占了71%。

　　國家發(fā)改委經濟調節(jié)運行局曾經委托亞洲電能質量產業(yè)聯(lián)盟開展的電能質量經濟性影響調查，經過大量的調研與分析，其中指出半導體行業(yè)電能質量事件的單次損失明顯高于其他行業(yè)的樣本，詳情見圖1所示。

　　圖 1 不同行業(yè)不同電能質量類型單次損失總表

　　廣東某精密半導體制造商產線頻繁出現(xiàn)電壓暫降問題，為此委托廣州某知名電氣企業(yè)進行電壓暫降的治理。為了達到客戶要求的性能，廣州治理企業(yè)將ZLG致遠電子E8300電能質量監(jiān)測裝置加入到治理方案中，給客戶提供一個權威與精準的數(shù)據(jù)展示。在開展項目之前，廣州治理企業(yè)邀請了致遠電子和半導體廠家進行了電壓暫降試驗，具體方案如圖 2所示。

　　圖 2 E8300電能質量監(jiān)測裝置電壓暫降試驗示意圖

　　方案原理：利用大功率可編程電源模擬電壓跌落發(fā)生條件，分為2路輸出，一路將信號輸入到UPS電壓補償柜，經過UPS電源補償后的回路接入E8300電能質量在線監(jiān)測裝置的第1回路上。另外一路將信號直接輸入E8300電能質量在線監(jiān)測裝置的第2回路上，2個采集板采集數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)對比。為了驗證的可靠性，特意加入了示波器進行波形捕捉，現(xiàn)場操作如圖 3所示。

　　圖 3 E8300電能質量監(jiān)測裝置電壓暫降試驗現(xiàn)場圖

　　試驗條件：包括單相電壓跌落與三相電壓跌落，跌落幅值為標稱電壓的90%，70%，50%，40%，跌落持續(xù)時間10ms，15ms，30ms，1s，30s，60s等。示波器與E8300電能質量監(jiān)測裝置同時捕捉到了電壓跌落波形，同時經過UPS補償后的反饋回路得到了有效的補償，沒有捕捉跌落的波形，測試結果如圖 4所示。

　　圖 4 E8300電能質量監(jiān)測裝置電壓暫降試驗結果圖

　　E8300電能質量在線監(jiān)測裝置快速、準確、完整捕捉了電壓暫降發(fā)生的波形，同時經過2回路的數(shù)據(jù)對比，有力證明了供應商UPS電源補償方案的可靠性，所有發(fā)生的電壓暫降都得到了補償，有效保障了現(xiàn)場設備的安全運行。E8300電能質量在線監(jiān)測裝置憑借技術優(yōu)勢得到各方認可，為電壓暫降治理提供了有力的保障和典型的參考方案。