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電壓暫降問題淺談

來源:上海精能動力科技有限公司   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間突然下降的現(xiàn)象,氣典型持續(xù)時間為0.5~30周波,通常不會超過1秒鐘。
  
  電壓暫降,在工程中通常用兩個變量來描述:暫降幅度(Sag Magnitude)和持續(xù)時間(DurationTime)。一般的,電壓暫降幅度深,持續(xù)時間較短;而幅度淺,持續(xù)時間較長。
  
  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)備正常運行的電壓、電流或頻率狀況;根據(jù)美國電科院(EPRI)的統(tǒng)計,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間內(nèi)的實際供電時間與應(yīng)該供電時間的比值來定義的。我們以供電的可靠性為99.99999%為例(在實際供電中要達到七個九這么高的可靠性難度很大),按照一年365天來計算,每年累積停電時間為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、雜物搭在輸電線上引起短路,從而造成保護設(shè)置動作。
  
  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)電動機的啟動時,需要從電源汲取的電流zui大可達到滿負(fù)載的500%~600%,這么大的電流經(jīng)過阻抗時,引起電壓突然下降;誤操作短路可能會引起系統(tǒng)遠端供電電壓較為嚴(yán)重的跌落。
  
  企業(yè)間的影響,一個企業(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。
  
  某一個點產(chǎn)生電壓暫降(發(fā)生源),電壓暫降會變幅度、變時間地在輸電網(wǎng)絡(luò)中傳播,zui遠的傳輸距離可以達一兩百公里,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)生時連日光燈閃動都沒有、讓人莫名其妙,大多數(shù)機器仍在工作,而有些機器確停機了,這樣的事故雖然不是特別多,但平均起來每個月發(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)體工廠是一個相互關(guān)聯(lián)的系統(tǒng),任何一個環(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,溫度達不到生產(chǎn)要求,其他工藝也會因連鎖故障停下來。正在加工的產(chǎn)品(如晶圓等)報廢,而重新啟動滿足生產(chǎn)的要求要較長的時間(至少半個小時)。
  
  汽車制造行業(yè),如油漆車間它對溫度、濕度、進出氣壓力及工藝自身要求(電泳、烘干等)要求很高,且這些因素時相互連鎖的,一旦烘干爐(控制溫度)停機,整條生產(chǎn)線要停下,正在電泳噴漆和烘干的車身報廢,重新啟動滿足生產(chǎn)的要求要1~2個小時。
  
  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,重新啟動恢復(fù)的時間在半個小時以上,導(dǎo)致硫化工藝的產(chǎn)品全部報廢。
  
  電壓暫降造成設(shè)備停機停產(chǎn),會導(dǎo)致如產(chǎn)品報廢、設(shè)備工具損壞,而影響更大的是重新啟動達到生產(chǎn)所需的條件,需要較長的時間。
  
  電壓暫降問題,對很多行業(yè)企業(yè)都會產(chǎn)生影響,但造成的損失大小不同。在評估時,一要考慮電壓暫降造成停機停產(chǎn),正在加工的產(chǎn)品部分或全部報廢的損失,加工設(shè)備的破壞;而要考慮,設(shè)備重新啟動,達到滿足生產(chǎn)條件要經(jīng)歷的時間,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,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)器不含任何儲能單元,電壓暫降補償所需從電網(wǎng)中獲得。
  
  AVC快速電壓調(diào)節(jié)器優(yōu)點:
  
  Ø補償能力強,三相低至50%,單相低至40%*補償,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)補償完畢;
  
  Ø無儲能單元,免維護,占地面積小,性價比高,率高;
  
  Ø運行效率大大高于UPS,達98%;
  
  Ø過載能力強,150%維持30秒;
  
  Ø容量50-9000kVA,適用于中壓保護。

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