電壓暫降的危害及治理方案

　　隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，工業(yè)制造與居民用電的多樣化，導(dǎo)致電網(wǎng)的電能質(zhì)量問題更加復(fù)雜化，隨機化與多樣化，其中電壓暫降已經(jīng)成為各類企業(yè)與電網(wǎng)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(dǎo)致三星工廠的電源閃斷，持續(xù)數(shù)秒，部分半導(dǎo)體設(shè)備感應(yīng)到電壓異常自動停止運作，生產(chǎn)車間出現(xiàn)大面積的設(shè)備停止運轉(zhuǎn)，部分半導(dǎo)體設(shè)備感應(yīng)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(nèi)突然下降又回升恢復(fù)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(dǎo)致制造設(shè)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(rèn)為電子制造業(yè)危害最大的電能質(zhì)量問題。電壓暫降對各類型設(shè)備危害如表 1所示。

　　表 1 電壓暫降對各類型設(shè)備危害

　　早在2012年，有關(guān)組織針對在菲律賓進(jìn)行電能質(zhì)量問題造成的損失進(jìn)行了經(jīng)濟性調(diào)查，結(jié)論是年損失量達(dá)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(dá)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(jīng)濟調(diào)節(jié)運行局曾經(jīng)委托亞洲電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟開展的電能質(zhì)量經(jīng)濟性影響調(diào)查，經(jīng)過大量的調(diào)研與分析，其中指出半導(dǎo)體行業(yè)電能質(zhì)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(zhì)量類型單次損失總表

　　廣東某精密半導(dǎo)體制造商產(chǎn)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(jìn)行電壓暫降的治理。為了達(dá)到客戶要求的性能，廣州治理企業(yè)將ZLG致遠(yuǎn)電子E8300電能質(zhì)量監(jiān)測裝置加入到治理方案中，給客戶提供一個權(quán)威與精準(zhǔn)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(yuǎn)電子和半導(dǎo)體廠家進(jìn)行了電壓暫降試驗，具體方案如圖 2所示。

　　圖 2 E8300電能質(zhì)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(jīng)過UPS電源補償后的回路接入E8300電能質(zhì)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(zhì)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(jìn)行波形捕捉，現(xiàn)場操作如圖 3所示。

　　圖 3 E8300電能質(zhì)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(biāo)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(zhì)量監(jiān)測裝置同時捕捉到了電壓跌落波形，同時經(jīng)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(jié)果如圖 4所示。

　　圖 4 E8300電能質(zhì)量監(jiān)測裝置電壓暫降試驗結(jié)果圖

　　E8300電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置快速、準(zhǔn)確、完整捕捉了電壓暫降發(fā)生的波形，同時經(jīng)過2回路的數(shù)據(jù)對比，有力證明了供應(yīng)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(shè)備的安全運行。E8300電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置憑借技術(shù)優(yōu)勢得到各方認(rèn)可，為電壓暫降治理提供了有力的保障和典型的參考方案。