电压暂降的危害及治理方案

随着经济快速发展，工业制造与居民用电的多样化，导致电网的电能质量问题更加复杂化，随机化与多样化，其中电压暂降已经成为各类企业与电网研究单位首要的治理和研究方向。

说起电压暂降，想必大家还记得2016年6月18日凌晨0时30分，西安变电站爆炸事件，间接导致三星工厂的电源闪断，持续数秒，部分半导体设备感应到电压异常自动停止运作，生产车间出现大面积的设备停止运转，部分半导体设备感应到电压异常自动停止运作，造成重大的损失。

电压暂降或下跌是指供电电压有效值在短时间内突然下降又回升恢复的现象，国际电气与电子工程师协会（IEEE）将电压暂降定义为供电电压有效值快速下降到额定值的90%～10%，然后回升至正常值附近，持续时间为10ms～1min。

电压暂降往往会导致制造设备停机或者烧毁，给工业制造带来极大的危害，同时给企业带来巨大的损失。电压暂降目前被公认为电子制造业危害最大的电能质量问题。电压暂降对各类型设备危害如表 1所示。

表 1 电压暂降对各类型设备危害

早在2012年，有关组织针对在菲律宾进行电能质量问题造成的损失进行了经济性调查，结论是年损失量达到210亿人民币，占菲律宾2012年1.55万亿的GDP重量的1.34%，其中工业损失高达97.53%，其中由于电压暂降和停电原因占了71%。

国家发改委经济调节运行局曾经委托亚洲电能质量产业联盟开展的电能质量经济性影响调查，经过大量的调研与分析，其中指出半导体行业电能质量事件的单次损失明显高于其他行业的样本，详情见图1所示。

图 1 不同行业不同电能质量类型单次损失总表

广东某精密半导体制造商产线频繁出现电压暂降问题，为此委托广州某知名电气企业进行电压暂降的治理。为了达到客户要求的性能，广州治理企业将ZLG致远电子E8300电能质量监测装置加入到治理方案中，给客户提供一个权威与精准的数据展示。在开展项目之前，广州治理企业邀请了致远电子和半导体厂家进行了电压暂降试验，具体方案如图 2所示。

图 2  E8300电能质量监测装置电压暂降试验示意图

方案原理：利用大功率可编程电源模拟电压跌落发生条件，分为2路输出，一路将信号输入到UPS电压补偿柜，经过UPS电源补偿后的回路接入E8300电能质量在线监测装置的第1回路上。另外一路将信号直接输入E8300电能质量在线监测装置的第2回路上，2个采集板采集数据，形成数据对比。为了验证的可靠性，特意加入了示波器进行波形捕捉，现场操作如图 3所示。

图 3  E8300电能质量监测装置电压暂降试验现场图

试验条件：包括单相电压跌落与三相电压跌落，跌落幅值为标称电压的90%，70%，50%，40%，跌落持续时间10ms，15ms，30ms，1s，30s，60s等。示波器与E8300电能质量监测装置同时捕捉到了电压跌落波形，同时经过UPS补偿后的反馈回路得到了有效的补偿，没有捕捉跌落的波形，测试结果如图 4所示。

图 4  E8300电能质量监测装置电压暂降试验结果图

E8300电能质量在线监测装置快速、准确、完整捕捉了电压暂降发生的波形，同时经过2回路的数据对比，有力证明了供应商UPS电源补偿方案的可靠性，所有发生的电压暂降都得到了补偿，有效保障了现场设备的安全运行。E8300电能质量在线监测装置凭借技术优势得到各方认可，为电压暂降治理提供了有力的保障和典型的参考方案。