十分鐘迅速了解電壓暫降

發(fā)布時(shí)間：2022-02-23

什么是電壓暫降？

國際上，電壓暫降有兩種定義和兩個(gè)英文術(shù)語。國際電子電氣工程師學(xué)會(huì)（IEEE）普遍采用術(shù)語“voltagesag”，定義為：電壓方均根值突然下降至額定電壓的90%~10%，且持續(xù)0.5周~1min后恢復(fù)正常的短時(shí)擾動(dòng)現(xiàn)象。國際電工委員會(huì)（IEC）通常采用術(shù)語“voltagedip”，在定義上與IEEE的不同之處是，IEC將電壓方均根值下降至額定電壓的90%~1%定義為電壓暫降。在使用習(xí)慣上，歐洲大陸學(xué)者更傾向于采用術(shù)voltagedip，而英國、北美學(xué)者習(xí)慣于使用voltagesag。兩種術(shù)語，目前在國際上，普遍被認(rèn)為是完全相的。在國內(nèi)，英文術(shù)語主要采用voltagesag，中文術(shù)語主要采用：電壓暫降。
電壓暫降就是電壓突然降低，但是在很短時(shí)間內(nèi)又恢復(fù)正常，如下圖所示，電壓暫降與電壓過低的區(qū)別是電壓暫降的時(shí)間很短，但是降低的幅度很大，有時(shí)暫降后的電壓僅為正常電壓的10%。

電壓暫降有什么特點(diǎn)？

下圖是SEMI 標(biāo)委會(huì)組織的電能質(zhì)量專題小組調(diào)研結(jié)果，經(jīng)過兩次在全美洲22 站點(diǎn)進(jìn)行電能質(zhì)量研究，共記錄到1076 個(gè)電壓暫降事件，其中在綠色線（SEMI 標(biāo)準(zhǔn)）上方的電壓暫降的數(shù)量占總數(shù)的93%，僅有6 個(gè)事件為斷電且都在1 秒以內(nèi)，僅有3 個(gè)事件在2 秒以外。


電壓暫降又是如何產(chǎn)生的？

電壓暫降一般是由電網(wǎng)、變電設(shè)施的故障或負(fù)荷突然出現(xiàn)大的變化所引起的。電能在經(jīng)過遠(yuǎn)距離的傳輸過程中，不可避免的會(huì)遭遇眾多情況，如輸配電系統(tǒng)中發(fā)生的電力系統(tǒng)故障、雷擊、大型電機(jī)啟動(dòng)、電容器的投切等事件。
要理解產(chǎn)生電壓暫降的原因，首先要知道，電網(wǎng)電壓降低的是線路中有過大的電流。供電線路都是有一定阻抗的，當(dāng)電流流過阻抗時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電壓降，電流越大，電壓降越大，電網(wǎng)的電壓降低。
引起電壓暫降的原因是線路中在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常情況的電流結(jié)果導(dǎo)致出現(xiàn)了遠(yuǎn)低于正常電壓的電壓。引起瞬間大電流的原因往往是線路中出現(xiàn)了短路故障。當(dāng)線路的某個(gè)局部出現(xiàn)短路故障時(shí)，導(dǎo)致電流急劇增大，電壓驟然降低。但是故障電路中的保護(hù)裝置馬上就開始動(dòng)作，將故障點(diǎn)隔離，于是電壓又恢復(fù)正常，這就形成了短暫的電壓降低。另外，大功率負(fù)荷突然接入電網(wǎng)也會(huì)導(dǎo)致電壓驟降。
電網(wǎng)導(dǎo)致電壓暫降的原因包括氣候條件、電力公司的設(shè)備故障、各種短路故障、大型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、雷擊等。

暫降治理與風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避

因時(shí)空變化性、不確定性和高成本性，電壓暫降是最難預(yù)防和解決的電能質(zhì)量問題。根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)及其暫降特性，根據(jù)不同用戶的免疫力、受影響程度、可接受水平等，用暫降風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估，采用分級治理措施和風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避機(jī)制，是值得探索的課題。
1.分級治理
電壓暫降是電網(wǎng)側(cè)電壓暫降與用戶側(cè)設(shè)備免疫力間的兼容性問題，技術(shù)上，可在公用電網(wǎng)級、工廠電網(wǎng)級、敏感設(shè)備級分級、分別或協(xié)同采取措施治理，通過優(yōu)化協(xié)同可使總成本最低，效果最好。圖1給出了分級治理方案與投資的關(guān)系。
2.暫降風(fēng)險(xiǎn)
總體上，暫降對用戶造成的影響具有發(fā)生頻次少，難預(yù)測，單次損失大的特點(diǎn)，用風(fēng)險(xiǎn)法進(jìn)行分析具有合理性，并可在暫降風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上采取合理的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避策略，提出風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的有效方法。
3.暫降保險(xiǎn)與相關(guān)方
保險(xiǎn)是有效規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的方法之一。采取保險(xiǎn)方式規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，投保人按合同約定向保險(xiǎn)人支付保險(xiǎn)費(fèi)，保險(xiǎn)人對合同約定的可能發(fā)生的事故造成的財(cái)產(chǎn)損失承擔(dān)賠償保險(xiǎn)金責(zé)任，這樣，投保人在放棄自己擁有資金（保費(fèi)）的前提下，把可能經(jīng)受的風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移給了保險(xiǎn)公司。
保險(xiǎn)方式已被用于火災(zāi)、地震、洪水、衛(wèi)星發(fā)射等風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避。電壓暫降給用戶造成的風(fēng)險(xiǎn)，與自然災(zāi)害有類似之處，均發(fā)生概率小，后果嚴(yán)重，因此作者所在團(tuán)隊(duì)提出了基于保險(xiǎn)的暫降風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避機(jī)制，并對保險(xiǎn)、再保險(xiǎn)方案開展了研究，為暫降問題的解決提供一種新的思路。
實(shí)施保險(xiǎn)方式，必須考慮利益相關(guān)方。用戶、電力部門和地方政府是暫降風(fēng)險(xiǎn)利益相關(guān)方，其中，電力部門和用戶之間存在供用電直接關(guān)系，但這種直接關(guān)系僅受售電合同和現(xiàn)行法律約束，在法律和合同中未做出規(guī)定的事項(xiàng)，供用電雙方均無責(zé)任承擔(dān)義務(wù)。地方政府是間接相關(guān)方。政府收稅，暫降導(dǎo)致用戶損失，必然影響稅收，但政府部門對用戶無直接利益訴求；有的地方政府，為了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對高附加值、高科技企業(yè)和產(chǎn)業(yè)渴望度高，為了招商引資和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，地方政府會(huì)更關(guān)心和重視暫降損失問題，但仍政府仍是間接方。
由于現(xiàn)有法律和通用售電合同中對暫降風(fēng)險(xiǎn)通常均無明確規(guī)定，雖電力企業(yè)和用戶是暫降風(fēng)險(xiǎn)的直接相關(guān)方，但電力企業(yè)在法律意義上無需承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)責(zé)任，這為用戶暫降風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避帶來了巨大困難。為此，如果能引入第三方保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，使暫降風(fēng)險(xiǎn)事件的相關(guān)方擴(kuò)展到用戶、保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、電力部門和地方政府，其中，用戶和保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)成為暫降風(fēng)險(xiǎn)的直接方，可為暫降風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避尋找到解決方案.但是，保險(xiǎn)是否可行還取決于被保險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)事件是否滿足可保性條件，即：大數(shù)定理、純粹性、偶然性和意外性。顯然，純粹性、偶然性和意外性條件容易滿足，但因高端用戶數(shù)量相對于總用戶量比例小，不滿足大數(shù)定理，可保性條件不完全滿足。因此，通過地方政府、電力部門或其他機(jī)構(gòu)參與保險(xiǎn)和再保險(xiǎn)，提高暫降風(fēng)險(xiǎn)的可保性，是進(jìn)行暫降保險(xiǎn)的可能途徑。
4.保險(xiǎn)與再保險(xiǎn)機(jī)制
調(diào)查表明，頻次最多、損失最嚴(yán)重的用戶損失事件，主要原因是用戶設(shè)備不滿足SEMIF47標(biāo)準(zhǔn)，這些損失理應(yīng)由用戶或設(shè)備制造商承擔(dān)，因此，這部分風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)作為用戶自留風(fēng)險(xiǎn)。電力部門為了可靠供電，已采取技術(shù)措施，但不可能滿足所有用戶的全部要求。地方政府通過稅收等可獲得間接利益，并對社會(huì)治安\地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展等承擔(dān)監(jiān)管責(zé)任，應(yīng)對社會(huì)治安、盜竊行為、市政施工或其他原因?qū)е碌膿p失承擔(dān)監(jiān)管責(zé)任。