現(xiàn)代電網(wǎng)中敏感性負(fù)荷越來越多，保障其用電的正常安全有極其重要的意義。敏感性負(fù)荷供電的電能質(zhì)量相關(guān)問題有：影響設(shè)備對電壓暫降敏感度的因素，一些常用設(shè)備敏感性的機(jī)理分析，電壓暫降耐受能力的標(biāo)準(zhǔn)等。文章講訴了解決敏感性負(fù)荷供電質(zhì)量的技術(shù)措施以及國標(biāo)GB/T 30137《電能質(zhì)量電壓暫降與短時(shí)中斷》的貫徹問題。有助于專業(yè)人員對敏感性負(fù)荷的認(rèn)識和相關(guān)電能質(zhì)量問題的處理。

0、引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，個(gè)人計(jì)算機(jī)、可編程邏輯器件、可調(diào)速驅(qū)動裝置、交流接觸器等用電設(shè)備大量的投入使用。這類設(shè)備構(gòu)成了電網(wǎng)中的敏感性負(fù)荷，其特點(diǎn)是對電壓暫降十分敏感，往往幾個(gè)周波的電壓暫降或供電中斷都會導(dǎo)致設(shè)備跳閘，造成嚴(yán)重的損失。

實(shí)際上，負(fù)荷的敏感度是指提供給負(fù)荷的電能質(zhì)量不良時(shí)負(fù)荷承受干擾仍能正常工作的能力，這種能力越低，敏感度就越高。分析這類設(shè)備受電壓暫降影響的機(jī)理，研究其影響因素、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)措施等對于更好地避免事故發(fā)生，保障正常用電有著重要的意義。

1、設(shè)備對電壓暫降敏感度的影響因素

影響設(shè)備對電壓暫降敏感度的因素是多方面的，這些影響因素有：

1.1設(shè)備本身的特性

這也是設(shè)備敏感度的主要因素。不同類型設(shè)備不但對電壓暫降的敏感機(jī)理(下節(jié)作進(jìn)一步分析)不同，敏感度往往差別很大，甚至同類型但不同廠家生產(chǎn)、同類型同一廠家生產(chǎn)但不同時(shí)期產(chǎn)品(經(jīng)過技術(shù)更新)對電壓暫降的敏感度也可能相差甚遠(yuǎn)。

1.2電壓暫降的發(fā)生特性

同一設(shè)備對于不同類型的電壓暫降及其暫降深度的反應(yīng)是不同的。暫降的持續(xù)時(shí)間、對稱與否、暫降是否伴隨有相位跳變，甚至?xí)航蛋l(fā)生的起止時(shí)刻的相位角都將引起不同的暫態(tài)過程(發(fā)生在電壓過零點(diǎn)附近的擾動要比發(fā)生在電壓峰值點(diǎn)附近的擾動造成的影響要小)，不同的暫降有效值變化曲線引起的危害對某些用戶設(shè)備也可能是不同的。另外，不少暫降是連續(xù)重復(fù)發(fā)生的，即在一個(gè)電壓暫降發(fā)生之后的很短時(shí)間內(nèi)會發(fā)生另外一個(gè)暫降，敏感設(shè)備可能能夠承受第一個(gè)暫降，但卻不能承受第二個(gè)暫降，這是因?yàn)閮纱螘航档拈g隔時(shí)間太短以致設(shè)備在第二次暫降發(fā)生時(shí)還沒有從第一次暫降的影響中恢復(fù)到正常穩(wěn)態(tài)。

1.3設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

這包括暫降發(fā)生前后設(shè)備運(yùn)行的電壓水平、負(fù)載情況、設(shè)備是否處于穩(wěn)態(tài)等。系統(tǒng)電壓不可能時(shí)刻都保持額定電壓不變，在設(shè)備正常電壓范圍內(nèi)，暫降前電壓越高，設(shè)備對暫降的敏感度就越低，反之亦然。這是因?yàn)殡妷旱母叩蜎Q定了能量存儲的多少。如果暫降前電壓剛好等于設(shè)備能夠正常運(yùn)行的最小電壓，那么設(shè)備對幅值低于此最小電壓的暫降將沒有任何承受能力。

1.4生產(chǎn)過程的需要(設(shè)備伺服對象的要求)

生產(chǎn)過程(設(shè)備伺服對象)對設(shè)備的運(yùn)行狀況要求越高，敏感度就越高。比如，可調(diào)速驅(qū)動裝置所驅(qū)動的過程對電動機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化范圍要求很嚴(yán)格，當(dāng)發(fā)生暫降時(shí)，驅(qū)動裝置本身可能是“正常工作”的，但所驅(qū)動的過程卻可能認(rèn)為是“不正常”的，是不能接受的，這時(shí)仍然認(rèn)為設(shè)備對電壓暫降是敏感的。

2、常用的電壓暫降敏感性設(shè)備分析

2.1計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備電壓

計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備( 如電視機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、PLC等)的電源結(jié)構(gòu)極為相似，因此它們對電壓暫降的敏感機(jī)理也很相似，在這里將它們作為一個(gè)類型來討論。

計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備電源的簡化結(jié)構(gòu)見圖1，通常由一個(gè)二極管整流器和一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器(DC/DC換流器)組成。交流電壓經(jīng)整流器整流后得到幾百伏直流電壓，再經(jīng)電壓調(diào)節(jié)器將其調(diào)節(jié)為10V電壓等級的直流電壓供給設(shè)備。如果交流側(cè)電壓降低，整流器直流側(cè)電壓也將隨之降低，但在一定的電壓變化范圍內(nèi)，電壓調(diào)節(jié)器能保持其輸出變動很小，使設(shè)備正常工作。但若整流器直流側(cè)電壓過低，電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓不再能維持規(guī)定值時(shí)，將導(dǎo)致數(shù)字電子設(shè)備內(nèi)部發(fā)生錯(cuò)誤，或?qū)е掠?jì)算機(jī)電源跳閘。

圖1 計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備電源的簡化結(jié)構(gòu)

圖2為電壓暫降發(fā)生前、暫降期間與暫降結(jié)束后整流器直流側(cè)電壓的變化情況示意圖，暫降幅值為50%，無相移。圖中虛線為交流電壓絕對值。發(fā)生電壓暫降時(shí)，由于交流側(cè)電壓的突然降低，其最大值小于直流側(cè)電壓，因此二極管處于關(guān)斷狀態(tài)，電容器開始放電，直至電容器電壓小于暫降期間交流電壓的最大值為止。此后將建立一個(gè)新的平衡點(diǎn)。電容器放電只取決于直流側(cè)負(fù)荷，而與交流電壓無關(guān)，因此對于給定負(fù)荷，任何幅值的電壓暫降都將引起相同的直流側(cè)電壓的初始衰減，但衰減的持續(xù)時(shí)間取決于暫降的幅值。

圖2 電壓暫降對單相整流器直流側(cè)電壓的影響

在交流電壓絕對值低于直流側(cè)電壓時(shí)，負(fù)荷消耗的能量都來自電容器的儲能。設(shè)電容量為C ，暫降前和暫降期間的直流側(cè)電壓分別為U 0和U (t)，直流側(cè)負(fù)荷功率為P ，則暫降后某一時(shí)間t，直流側(cè)電壓表達(dá)式為：

只要直流側(cè)電壓大于交流電壓的絕對值，式(1)就成立。

電壓暫降期間，設(shè)備電源跳閘是由于二極管整流器直流側(cè)電壓低于電壓調(diào)節(jié)器能夠正常工作的最小輸入電壓Umin造成的，Umin取決于電壓調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)，一般在50%～90%額定值之間。若忽略直流電壓紋波，則直流側(cè)電壓與交流電壓幅值相等，只要暫降時(shí)交流側(cè)電壓幅值Uac>Umin，設(shè)備電源就不會跳閘。當(dāng)Uac

就計(jì)算機(jī)而言， 其正常安全工作電壓為90%～110%，當(dāng)電壓下降到70%及以下，持續(xù)時(shí)間超過20ms(或60%及以下，持續(xù)時(shí)間超過240ms)，計(jì)算機(jī)就可能無法工作。IBM公司統(tǒng)計(jì)表明，48.5%的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)丟失都是由電壓不合格造成的。另據(jù)估計(jì)，信息產(chǎn)業(yè)80%的服務(wù)器出現(xiàn)癱瘓以及用戶端45%左右數(shù)據(jù)丟失和“出錯(cuò)”均與電壓暫降有關(guān)。由計(jì)算機(jī)控制的自動生產(chǎn)線、機(jī)器人、機(jī)器手、精密加工等，在電壓暫降時(shí)也可能停止工作或產(chǎn)品質(zhì)量下降。相比計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器(programmable logic controller，PLC)在工程上的用途更為廣泛，因?yàn)檎麄€(gè)工業(yè)流程通常都是在這些裝置的控制下進(jìn)行的。

各類可編程邏輯控制器對電壓暫降的敏感程度有很大差別，但一般來講，PLC的某些部分對電壓暫降非常敏感。例如，電壓僅有幾周波低于90%額定值，遠(yuǎn)端I/O單元就會跳閘。圖3為兩個(gè)不同類型PLC的電壓暫降承受能力測試結(jié)果，從圖中可以看到同一功能不同類型的PLC對不同電壓暫降的承受能力。較新的類型1控制器在電壓降低至額定值的50%～60%時(shí)就較為敏感，而較早的類型2控制器則能夠承受15個(gè)周波的零電壓。這說明電子裝置正在變得對電壓變化越來越敏感，即隨著高新技術(shù)的發(fā)展，電壓暫降所帶來的危害有加重的趨勢，應(yīng)當(dāng)引起關(guān)注。

圖3 不同類型PLC對電壓暫降的敏感性

2.2可調(diào)速驅(qū)動裝置

可調(diào)速驅(qū)動裝置(adjustable-speed drives，ASD)是工業(yè)過程中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，用于控制電動機(jī)的速度、轉(zhuǎn)矩、加速度和轉(zhuǎn)動方向。其對電壓暫降非常敏感，當(dāng)電壓下降30%～40%，持續(xù)120ms時(shí)，用戶的ASD就停止運(yùn)轉(zhuǎn)，并且當(dāng)驅(qū)動的過程對電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩要求嚴(yán)格時(shí)，裝置對電壓暫降就更加敏感。可調(diào)速驅(qū)動通過一個(gè)三相二極管整流器或三相可控整流器由交流電源供電。一般來講，第一種方式多見于交流驅(qū)動中，第二種方式則在直流驅(qū)動和大型交流驅(qū)動中多見。由于機(jī)理相似，這里僅選取通過三相二極管整流器供電的中小型交流驅(qū)動裝置進(jìn)行討論。

多數(shù)交流驅(qū)動的結(jié)構(gòu)見圖4。三相交流電壓經(jīng)三相二極管整流器整流后由直流側(cè)電容器濾波，一些驅(qū)動的直流側(cè)可能還會串入一個(gè)電感。整流得到的直流電壓經(jīng)電壓源型逆變器(VSC)逆變成頻率和幅值都可變的交流電壓供給電動機(jī)。

圖4 典型的交流驅(qū)動結(jié)構(gòu)

當(dāng)發(fā)生電壓暫降時(shí)，一方面，驅(qū)動裝置的電氣部分可能因電壓暫降而非正常工作或跳閘;另一方面，一些驅(qū)動裝置所驅(qū)動的過程要求極其嚴(yán)格，可能不能承受因電壓暫降而造成的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的變化。大致說來ASD可能在下列情況下跳閘：

1)為了防止對可調(diào)速驅(qū)動電力電子元件的損壞，當(dāng)驅(qū)動控制器的保護(hù)檢測到工作條件的突然變化(例如電容器組的投切瞬態(tài))時(shí)可能會使可調(diào)速驅(qū)動跳閘。

2)電壓暫降引起的整流器直流側(cè)電壓的降低可能引起驅(qū)動控制器或PWM逆變器的故障或跳閘。

3)電壓暫降期間交流側(cè)電流的增大或暫降結(jié)束后直流電容充電引起的過電流可能造成過電流保護(hù)動作跳閘或使保護(hù)電力電子元件的熔斷器熔斷。

4)由電機(jī)驅(qū)動的過程不能忍受因暫降引起的電機(jī)速度的降低或轉(zhuǎn)矩的變化。還需注意的是跳閘后，一些驅(qū)動裝置在電壓恢復(fù)時(shí)立即重新啟動，一些驅(qū)動裝置在一定的延時(shí)后重新啟動，另外一些則需要手動啟動。只有在過程能忍受一定的速度和轉(zhuǎn)矩的變化時(shí)各種自動啟動方式才是適用的。ASD在工業(yè)生產(chǎn)的很多領(lǐng)域都是不可或缺的。該裝置可對工業(yè)過程造成直接或間接的影響，例如，冷卻器的停運(yùn)和延時(shí)后的啟動可能影響工廠要求的精確溫度控制，這將影響其產(chǎn)品的質(zhì)量;而對于擠壓車間或金屬抽絲等過程，電壓暫降造成的可調(diào)速驅(qū)動的速度下降或停轉(zhuǎn)將使過程徹底停止運(yùn)行。

文獻(xiàn)[3]詳細(xì)分析了交流和直流ASD裝置在平衡和不平衡暫降時(shí)運(yùn)行性能，特別是整流器的直流電壓和電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，并提供了一些治理措施實(shí)用建議。

2.3電磁開關(guān)

電磁開關(guān)主要有交流接觸器及繼電器兩種類型，一般常用于低壓工業(yè)配線及控制馬達(dá)起動。主要電路結(jié)構(gòu)見圖5，有一個(gè)電磁線圈、一個(gè)可動鐵心及彈簧。其原理為當(dāng)電流流過上方的電磁線圈時(shí)，上方的鐵心產(chǎn)生的電磁力將吸引下方可動鐵心，導(dǎo)致常開點(diǎn)(NO)鐵心閉合，常閉點(diǎn)(NC)則因?yàn)榭蓜予F片離開接點(diǎn)而開啟。

圖5 電磁接點(diǎn)結(jié)構(gòu)

電磁接點(diǎn)在遭受電壓暫降干擾時(shí)，會因?yàn)殡妷鹤冃∈沟昧鹘?jīng)線圈的電流隨之變小，電流變小則使得產(chǎn)生的磁力不足而無法吸引可動鐵心，在工業(yè)上會導(dǎo)致電磁開關(guān)所控制的設(shè)備誤動作乃至停機(jī)。研究表明：當(dāng)電壓低于50%，持續(xù)時(shí)間超過20ms，接觸器就會脫扣;有的研究表明，當(dāng)電壓低于70%，其至更高，接觸器也可能脫扣。

2.4照明設(shè)備

大部分照明燈在發(fā)生電壓暫降時(shí)只是閃一下或暫時(shí)變暗，不會造成嚴(yán)重的后果。在這里重點(diǎn)討論的照明設(shè)備為高壓氣體放電燈(highintensity disge，HID)，如包括水銀燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等。HID不僅具有高發(fā)光效率，而且較熒光燈的發(fā)光質(zhì)量更高，壽命更長，具有極高的經(jīng)濟(jì)效益。從以上的優(yōu)點(diǎn)可見HID在未來的照明技術(shù)的應(yīng)用上勢必日益普遍，將占重要地位。

HID屬于弧光放電燈，在發(fā)光期間燈泡電流的變化會很大，因此需要一個(gè)鎮(zhèn)流器來穩(wěn)定其電流，使燈泡所發(fā)出的光穩(wěn)定。

HID鎮(zhèn)流器可分為電子式(見圖6)及電磁式(傳統(tǒng)式，見圖7)兩種，電子式鎮(zhèn)流器具有體積小、效率高、壽命長等優(yōu)勢。目前，電磁式鎮(zhèn)流器有被電子式鎮(zhèn)流器取代的趨勢。

圖6 一種HID燈電子式鎮(zhèn)流器

電子式鎮(zhèn)流器動作原理可以分成三級：第一級將輸入的交流電源通過整流電路轉(zhuǎn)成直流，并經(jīng)過直流對直流升壓轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行功率因數(shù)修正;第二級為直流對直流降壓轉(zhuǎn)換電路，用于提供一個(gè)可變的直流，因?yàn)镠ID在點(diǎn)燈的過程中由瞬時(shí)到穩(wěn)態(tài)燈管等效電阻變化很大，所以需要一個(gè)可變的直流進(jìn)行控制;第三級利用一個(gè)點(diǎn)火器產(chǎn)生一個(gè)高壓將燈點(diǎn)亮，燈泡點(diǎn)亮之后點(diǎn)火電路即失去了作用，鎮(zhèn)流器通過單相全橋電路供給燈泡方波電壓。圖7為電磁式鎮(zhèn)流器動作原理，即通過點(diǎn)火器上的電壓控制開關(guān)，使電感與電容產(chǎn)生共振，從而在燈泡端產(chǎn)生高壓使燈泡點(diǎn)亮，當(dāng)燈泡點(diǎn)亮之后點(diǎn)火器即失去作用。

圖7 HID燈電磁式鎮(zhèn)流器

電壓暫降時(shí)輸入HID鎮(zhèn)流器的電壓變低，鎮(zhèn)流器所輸出的電流也隨之變小，一旦流經(jīng)燈泡的電流小到無法維持燈泡內(nèi)部建立電弧所需最小的電流值時(shí)，燈泡會熄滅。一般電壓中斷或暫降超過一個(gè)周波時(shí)，燈就熄滅。HID的特性是燈點(diǎn)亮之后是慢慢地亮，大約經(jīng)過5～10min之后才會完全的達(dá)到穩(wěn)態(tài)發(fā)光。燈熄掉之后欲再點(diǎn)燈則需等燈管冷卻，一般冷卻的時(shí)間約為1～7min。也就是說一旦HID遭受到電壓暫降的干擾，從熄滅到穩(wěn)態(tài)發(fā)光至多約需20min，在工業(yè)環(huán)境、在人群大量聚集的場所或街道照明等場合，這種情況發(fā)生很可能導(dǎo)致混亂。

還需指出，HID引起熄滅的電壓暫降量值隨其使用時(shí)間會逐漸減小，例如鈉燈在壽命的最后階段，2%暫降就會熄滅;而在全新階段，45%暫降才能熄滅。圖8為一般用電設(shè)備對電壓暫降的敏感程度概要，各種用電設(shè)備對電壓暫降幅度有不同的耐受度，例如交流接觸器在50%以內(nèi)的電壓暫降仍可運(yùn)轉(zhuǎn)，但可變速馬達(dá)和高壓放電燈只容忍15%以內(nèi)的電壓暫降。此外電壓暫降持續(xù)間的長短，對用電設(shè)備也會產(chǎn)生不同影響。如交流接觸器在遭遇持續(xù)0.01s以上的電壓暫降即會誤動，而低壓繼電器當(dāng)電壓暫降持續(xù)1s以上才會受到影響。

圖8 一般用電設(shè)備對電壓暫降的敏感程度

目前，國外已對敏感設(shè)備電壓暫降敏感度開展了大量的研究，而在國內(nèi)，對敏感設(shè)備電壓暫降敏感度的研究尚處于起步階段，還沒有對敏感電氣設(shè)備電壓暫降敏感度進(jìn)行大量的測試，急需進(jìn)一步深入研究。

2.5機(jī)械裝置

通常，對用于切割、鉆孔與金屬處理等的精加工自動裝置或復(fù)雜機(jī)械來說，電壓的任何變化都可能影響被加工部件的質(zhì)量。機(jī)械裝置對電壓變化敏感的另一個(gè)原因是出于安全性的考慮。自動裝置通常需要非常平穩(wěn)的電壓以正常安全運(yùn)行，任何電壓的波動，特別是電壓暫降，可能引起自動裝置或復(fù)雜機(jī)械的異常運(yùn)行。因此，這種類型的機(jī)械裝置通常設(shè)定在90%額定電壓時(shí)跳閘。

3、設(shè)備對電壓暫降忍受能力的標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)備對電壓暫降忍受能力目前主要有兩個(gè)規(guī)范，一個(gè)為lEEE Std.446，1987年被納入CBEMA(Computer Business Equipment Manufactures Association)曲線(見圖9)，另一個(gè)為SEMI F47(Semiconductor Equipment and Materials International)曲線。在2000年CBEMA曲線修正為ITIC(Information Technology Industry Council)曲線。ITIC曲線規(guī)定了ITE(Information Technology Equipment)所需具備的受電電壓干擾耐受能力(不包含斷電)，ITIC曲線針對的是計(jì)算機(jī)跟數(shù)據(jù)處理技術(shù)相關(guān)的設(shè)備，應(yīng)用的范圍是單相120/240V、60Hz的設(shè)備(見圖10)。

圖9 CBEMA曲線

圖10 ITIC曲線

ITIC曲線橫軸為電壓干擾(電壓降或電壓升)的持續(xù)時(shí)間，縱軸為電壓干擾時(shí)的電壓大小(以百分比表示)，上方曲線代表設(shè)備對電壓升的忍受能力，下方曲線則表示設(shè)備對電壓降的忍受能力，二曲線的中間表示設(shè)備能夠正常運(yùn)行不受電壓變動所影響的范圍。SEMI代表半導(dǎo)體機(jī)臺制造業(yè)，SEMI F47曲線標(biāo)準(zhǔn)是提供半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)設(shè)備的規(guī)范，引導(dǎo)半導(dǎo)體設(shè)備制造商在設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造上符合此標(biāo)準(zhǔn)。

SEMI F47曲線(見圖11)也引用了ITIC曲線中0.05～1.0s時(shí)間范圍內(nèi)電壓降幅的規(guī)定，作為半導(dǎo)體設(shè)備有關(guān)暫降耐受能力的規(guī)范。由圖可以看出ITIC規(guī)定當(dāng)電壓暫降發(fā)生時(shí)，持續(xù)時(shí)間介于1.2～30周波可忍受到壓降為70%，但SEMI F47則規(guī)定持續(xù)時(shí)間在3～12周

波時(shí)設(shè)備的忍受能力要能達(dá)到額定電壓的50%，SEMIF47針對設(shè)備電壓暫降忍受能力要求明顯較ITIC嚴(yán)格。

圖11 SEMI F47曲線

4、應(yīng)用效果

實(shí)際系統(tǒng)中，對敏感性負(fù)荷危害性較大的電壓暫降主要是由系統(tǒng)短路故障引起的，它的傳播距離遠(yuǎn)、暫降幅值大。輸電線路短路故障將會影響相關(guān)配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量，即使是配電系統(tǒng)的短路故障，也會引起相鄰饋線的電壓暫降。

因此，一方面采取措施降低系統(tǒng)短路故障的發(fā)生率，以減少發(fā)生電壓暫降;另一方面在短路故障發(fā)生后，合理地控制短路電流的大小及持續(xù)時(shí)間，這樣也會減少因電壓暫降造成的損失。在系統(tǒng)側(cè)降低電壓暫降危害程度的相關(guān)措施主要與繼電保護(hù)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)。比如：①增加繼電保護(hù)的動作速度;②采用故障限流器，以提高故障電壓;③合理配置線路中的自動重合閘和熔斷器;④采用不同電源的雙支路供電;⑤調(diào)整運(yùn)行方式，修改饋線布局結(jié)構(gòu);⑥架空線入地、沿線樹枝修剪、防雷接地保護(hù)的完善和管理等。

在用戶側(cè)減少電壓暫降危害的最簡單的方法是提高設(shè)備對電壓暫降的耐受力。然而這與設(shè)備制造商密切相關(guān)。因此盡快協(xié)調(diào)電力公司、設(shè)備制造商以及用戶對電壓暫降相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)同是重要的工作。

此外，在用戶側(cè)利用機(jī)械器件的轉(zhuǎn)動慣性及大功率現(xiàn)代電力電子器件的快速投切特性，為治理電壓暫降提供了新的途徑。如：①電動—發(fā)電機(jī)組。由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量較大，在一定程度上可以克服瞬間電壓降的影響。②飛輪蓄能系統(tǒng)?？梢栽谙喈?dāng)范圍內(nèi)克服電能質(zhì)量問題對負(fù)荷的影響。③不間斷電源(UPS)。將交流電整流后儲存在蓄電池或其他儲能裝置中，然后再通過逆變器把直流變成交流向負(fù)荷供電。此外，還有動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)、固態(tài)切換開關(guān)(SSTS)、統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器(UPQC)和恒壓變壓器(CVT)等現(xiàn)代電力電子裝置和設(shè)備。當(dāng)然，所有的措施均涉及技術(shù)效益和經(jīng)濟(jì)成本的比

較，限于篇幅，在此就不作進(jìn)一步討論了。

5、GB/T 30137《電能質(zhì)量 電壓暫降與短時(shí)中斷》的貫徹

GB/T 30137的頒布意味著電壓暫降和短時(shí)中斷已正式被國家認(rèn)定為電能質(zhì)量指標(biāo)，廣大用戶根據(jù)自身負(fù)荷特點(diǎn)，有權(quán)向電力企業(yè)提出相關(guān)要求。電力企業(yè)則應(yīng)盡量滿足用戶的需求，具體實(shí)施應(yīng)當(dāng)在供用電合同中體現(xiàn)。必須考慮到電壓暫降的發(fā)生往往帶有隨機(jī)性、偶發(fā)性(從時(shí)間、地點(diǎn)和故障性質(zhì)看)，其發(fā)生頻度和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、地理氣象條件、運(yùn)行維護(hù)水平等因素有關(guān)，其影響大小和用電負(fù)荷性質(zhì)和工況有關(guān)，因此很難提出一個(gè)統(tǒng)一的控制指標(biāo)，各電網(wǎng)只有在長期監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，根據(jù)具體用戶提出協(xié)議控制指標(biāo);電壓暫降不僅取決于公用電網(wǎng)，也和用戶內(nèi)部電網(wǎng)有關(guān)，還和用電負(fù)荷性質(zhì)(承受暫降的能力以及對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊影響)有關(guān)，因此減小暫降的危害需要供用電雙方共同努力。

在供用電合同中，除了包含典型的電能質(zhì)量的一般性規(guī)定外，有關(guān)電壓暫降建議納入下列規(guī)定：①電壓暫降原因分析和責(zé)任劃分;②執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)(在國內(nèi)，當(dāng)然主要依照GB/T 30137)。明確標(biāo)準(zhǔn)中留待決定或選擇的條款，例如電力企業(yè)對用戶承諾的每年暫降和中斷次數(shù)，以及有關(guān)的獎懲規(guī)定;③對暫降監(jiān)測的實(shí)施細(xì)則，例如暫降測量儀的連接方式，安裝位置，技術(shù)規(guī)格;檢測擾動的閾值;④確定對某一單測點(diǎn)或系統(tǒng)的年度暫降監(jiān)測評估方法;⑤用戶損失的評估方法;⑥供用電雙方為減少暫降危害采取的措施。

6、結(jié)語

現(xiàn)代電網(wǎng)中敏感性負(fù)荷越來越多，保障其用電的正常安全有極其重要的意義。本文較全面地論述了敏感性負(fù)荷供電的電能質(zhì)量相關(guān)問題，包括影響設(shè)備對電壓暫降敏感度的因素，一些常用設(shè)備敏感性的機(jī)理分析，電壓暫降耐受能力的標(biāo)準(zhǔn)，解決敏感性負(fù)荷供電質(zhì)量的技術(shù)措施以及國標(biāo)GB/T 30137《電能質(zhì)量電壓暫降與短時(shí)中斷》的貫徹問題，本文有助于專業(yè)人員對敏感性負(fù)荷的認(rèn)識和相關(guān)電能質(zhì)量問題的處理。

作者簡介

林海雪，中國電力科學(xué)研究院教授級高級工程師，長期從事電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定和治理措施的研發(fā)及工程應(yīng)用的研究。