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電壓暫降問題淺談

來源:上海精能動(dòng)力科技有限公司   2014年03月19日 16:14  

  1、定義描述
  
  電壓暫降(VoltageSag),是指供電電壓在短的時(shí)間突然下降的現(xiàn)象,氣典型持續(xù)時(shí)間為0.5~30周波,通常不會(huì)超過1秒鐘。
  
  電壓暫降,在工程中通常用兩個(gè)變量來描述:暫降幅度(Sag Magnitude)和持續(xù)時(shí)間(DurationTime)。一般的,電壓暫降幅度深,持續(xù)時(shí)間較短;而幅度淺,持續(xù)時(shí)間較長。
  
  電壓暫降屬于電能質(zhì)量的范疇,電能質(zhì)量(Power Quality)是指保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行的電壓、電流或頻率狀況;根據(jù)美國電科院(EPRI)的統(tǒng)計(jì),90%以上的電能質(zhì)量問題是由電壓暫降(VoltageSag)和電壓突升(Voltage Swell)造成的,其中電壓暫降為主要事故原因。
  
  電能質(zhì)量不同于供電可靠性性,供電可靠性是用一段時(shí)間內(nèi)的實(shí)際供電時(shí)間與應(yīng)該供電時(shí)間的比值來定義的。我們以供電的可靠性為99.99999%為例(在實(shí)際供電中要達(dá)到七個(gè)九這么高的可靠性難度很大),按照一年365天來計(jì)算,每年累積停電時(shí)間為3.1536秒,然而,盡管有如此高的可靠性,對電壓暫降而言每年仍然能達(dá)到平均10~12次。
  
  2、發(fā)生原因
  
  導(dǎo)致電壓暫降的原因非常復(fù)雜,有自然因素,也有人為因素,有供電部門系統(tǒng)保護(hù)的因素,也有企業(yè)內(nèi)部的設(shè)備原因和誤操作等的因素。
  
  自然因素,如雷擊閃電等擊打在輸電線或絕緣子上,大風(fēng)導(dǎo)致輸電線舞動(dòng)、雜物搭在輸電線上引起短路,從而造成保護(hù)設(shè)置動(dòng)作。
  
  人為原因,如車輛造成輸電線桿倒塌,建筑施工造成埋地線路破壞等。
  
  供電部門原因,如重合閘等。
  
  企業(yè)內(nèi)部原因,如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí),需要從電源汲取的電流zui大可達(dá)到滿負(fù)載的500%~600%,這么大的電流經(jīng)過阻抗時(shí),引起電壓突然下降;誤操作短路可能會(huì)引起系統(tǒng)遠(yuǎn)端供電電壓較為嚴(yán)重的跌落。
  
  企業(yè)間的影響,一個(gè)企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生的電壓暫降,反饋回電網(wǎng),從而影響其他企業(yè)的電壓。
  
  某一個(gè)點(diǎn)產(chǎn)生電壓暫降(發(fā)生源),電壓暫降會(huì)變幅度、變時(shí)間地在輸電網(wǎng)絡(luò)中傳播,zui遠(yuǎn)的傳輸距離可以達(dá)一兩百公里,離發(fā)生源越近,受影響越大。隨著同一地區(qū)內(nèi),企業(yè)密集度的變大,企業(yè)內(nèi)部各種電氣設(shè)備容量的變大,企業(yè)間的電壓暫降影響有變大的趨勢。
  
  3、影響危害
  
  很多事故發(fā)生時(shí)連日光燈閃動(dòng)都沒有、讓人莫名其妙,大多數(shù)機(jī)器仍在工作,而有些機(jī)器確停機(jī)了,這樣的事故雖然不是特別多,但平均起來每個(gè)月發(fā)生1~2次,就是這樣的情況每年造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失確難以估量。
  
  現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)中,電子電力設(shè)備大量應(yīng)用,如PLC、變頻器、總線、接觸器、繼電器等,而這些元器件對電壓暫降的靈敏不盡相同,但是一旦這些元器件因電壓暫降停止工作,整套設(shè)備或流水線都會(huì)受到影響。
  
  半導(dǎo)體行業(yè),對生產(chǎn)工藝、環(huán)境(如溫度、空氣清潔度等)等要求很高,而且半導(dǎo)體工廠是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng),任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,整條工藝生產(chǎn)線都要停下來。如(chiller)因電壓暫降停下來,溫度達(dá)不到生產(chǎn)要求,其他工藝也會(huì)因連鎖故障停下來。正在加工的產(chǎn)品(如晶圓等)報(bào)廢,而重新啟動(dòng)滿足生產(chǎn)的要求要較長的時(shí)間(至少半個(gè)小時(shí))。
  
  汽車制造行業(yè),如油漆車間它對溫度、濕度、進(jìn)出氣壓力及工藝自身要求(電泳、烘干等)要求很高,且這些因素時(shí)相互連鎖的,一旦烘干爐(控制溫度)停機(jī),整條生產(chǎn)線要停下,正在電泳噴漆和烘干的車身報(bào)廢,重新啟動(dòng)滿足生產(chǎn)的要求要1~2個(gè)小時(shí)。
  
  輪胎制造行業(yè),如為硫化工藝提供蒸汽的鍋爐一旦因電能質(zhì)量問題發(fā)生停機(jī),重新啟動(dòng)恢復(fù)的時(shí)間在半個(gè)小時(shí)以上,導(dǎo)致硫化工藝的產(chǎn)品全部報(bào)廢。
  
  電壓暫降造成設(shè)備停機(jī)停產(chǎn),會(huì)導(dǎo)致如產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備工具損壞,而影響更大的是重新啟動(dòng)達(dá)到生產(chǎn)所需的條件,需要較長的時(shí)間。
  
  電壓暫降問題,對很多行業(yè)企業(yè)都會(huì)產(chǎn)生影響,但造成的損失大小不同。在評估時(shí),一要考慮電壓暫降造成停機(jī)停產(chǎn),正在加工的產(chǎn)品部分或全部報(bào)廢的損失,加工設(shè)備的破壞;而要考慮,設(shè)備重新啟動(dòng),達(dá)到滿足生產(chǎn)條件要經(jīng)歷的時(shí)間,這部分如能正常生產(chǎn)的損失。
  
  4、治理方案
  
  AVC快速電壓調(diào)節(jié)器是西班牙Zigor公司研發(fā)生產(chǎn)的用于電壓暫降治理的創(chuàng)新系統(tǒng)。Zigor公司成立于1998年,隸屬于西班牙一家大型工業(yè)集團(tuán),是一家從事電力電子及能源行業(yè)的跨國公司。Zigor擁有高資歷且經(jīng)驗(yàn)豐富的研發(fā)人才,技術(shù)優(yōu)勢遙遙,電能質(zhì)量、光伏太陽能系統(tǒng)、電力電子解決方案。
  
  AVC快速電壓調(diào)節(jié)器是一種高性能、持續(xù)在線的電壓暫降治理方案。它采用的微處理器控制和IGBT逆變器開關(guān)技術(shù)。AVC快速電壓調(diào)節(jié)器時(shí)刻監(jiān)測輸入電源電壓,一旦電壓偏離設(shè)定值,在3毫秒內(nèi),它即控制IGBT逆變器通過串聯(lián)的注入變壓器在主回路中加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償電壓,快速地將輸出端電壓調(diào)節(jié)到設(shè)定值,從而減少了來自電網(wǎng)輸入端的的電壓暫降對負(fù)載的影響。AVC快速電壓調(diào)節(jié)器不含任何儲(chǔ)能單元,電壓暫降補(bǔ)償所需從電網(wǎng)中獲得。
  
  AVC快速電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點(diǎn):
  
  Ø補(bǔ)償能力強(qiáng),三相低至50%,單相低至40%*補(bǔ)償,維持30秒;
  
  Ø主回路只有一組線圈繞組,不含任何電力電子裝置,可靠性非常高;
  
  Ø響應(yīng)速度快,3毫秒內(nèi)補(bǔ)償完畢;
  
  Ø無儲(chǔ)能單元,免維護(hù),占地面積小,性價(jià)比高,率高;
  
  Ø運(yùn)行效率大大高于UPS,達(dá)98%;
  
  Ø過載能力強(qiáng),150%維持30秒;
  
  Ø容量50-9000kVA,適用于中壓保護(hù)。

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