青島中達(dá)化纖有限公司的錦綸化纖生產(chǎn)線，平均每月由支線電網(wǎng)造成的閃絡(luò)達(dá)四五次，兩個(gè)車間8條生產(chǎn)線，每年電網(wǎng)閃絡(luò)損失至少在300萬~400萬元之間。

浙江榮盛化纖有限公司滌綸生產(chǎn)線，每年4—9月會(huì)因雷雨造成電網(wǎng)閃絡(luò)，平均每月二三次，造成部分設(shè)備損壞，形成二次閃絡(luò)加大損失。平均一條生產(chǎn)線每年損失80萬～200萬元，8條生產(chǎn)線一年損失相當(dāng)巨大。

新疆烏魯木齊石化公司煉油廠500萬t生產(chǎn)線，在冬季，由霧閃造成的直接損失幾百萬元，每次由于閃絡(luò)造成生產(chǎn)停車、重新整定設(shè)備、放流管道中的殘次品等間接損失也相當(dāng)可觀。

一個(gè)個(gè)事實(shí)都在提醒我們，閃絡(luò)造成的電壓暫降不容忽視。

最嚴(yán)重且最普遍的電能質(zhì)量問題

電壓暫降、瞬時(shí)供電中斷等俗稱“晃電”，對(duì)于電力、石油、化工、半導(dǎo)體、軍工、多晶硅、冶金、煤炭、水利、制藥、制造、紡織、光纖等連續(xù)性生產(chǎn)的行業(yè)企業(yè)，會(huì)引起交流接觸器釋放，低壓電機(jī)停轉(zhuǎn)，電壓軟啟動(dòng)器、變頻器、控制器（PLC、DCS等）以及行業(yè)專有設(shè)備停機(jī)等事故（見表1），導(dǎo)致生產(chǎn)波動(dòng)、工藝流程中斷、操作混亂，造成少則幾十萬元，多則上千萬元的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還會(huì)造成重大人身傷亡和環(huán)境污染事故。

據(jù)美國對(duì)商業(yè)建筑、交通運(yùn)輸、食品加工、塑料、印刷和化學(xué)加工等行業(yè)進(jìn)行的主要電能質(zhì)量問題調(diào)查，引起終端用戶電能質(zhì)量問題最主要的原因就是電壓暫降或暫升。LPQI/歐盟25國的調(diào)查結(jié)果也表明，在歐洲，電壓暫降和短時(shí)中斷占工業(yè)樣本總成本的60%。

“電壓暫降問題，已成為當(dāng)務(wù)之急，必須認(rèn)真對(duì)待，著重治理?！敝袊こ淘涸菏俊⑶迦A大學(xué)教授韓英鐸表示，電壓暫降現(xiàn)象不是新問題，但由于對(duì)電能質(zhì)量敏感的高新技術(shù)企業(yè)越來越多，其影響和危害十分突出，近些年日益引起電工界的關(guān)注。

據(jù)了解，電壓暫降主要是由于系統(tǒng)發(fā)生短路故障或者重負(fù)荷啟動(dòng)引起線路上電壓損失造成的，而引起故障的原因可能是雷擊等天氣因素，也可能是設(shè)備或人為因素。其中，短路故障、感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)和雷擊是引起電壓暫降的主要原因。雷擊時(shí)造成的絕緣子閃絡(luò)或?qū)Φ胤烹姇?huì)使保護(hù)裝置動(dòng)作，從而導(dǎo)致供電電壓暫降。這種暫降影響范圍大，持續(xù)時(shí)間一般超過100?ms。

華北電力大學(xué)教授肖湘寧告訴記者，由于引發(fā)電壓暫降的原因不同，電壓變化過程形式多樣，某些用電設(shè)備（如可調(diào)速驅(qū)動(dòng)裝置）對(duì)由電壓暫降引起的供電電壓相位跳變亦很敏感。

一旦一些元器件因電壓暫降停止工作，工業(yè)企業(yè)的整套設(shè)備或流水線都會(huì)受到影響。電壓暫降不只會(huì)引起設(shè)備停機(jī)停產(chǎn)，導(dǎo)致如產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備工具損壞等，而且某些生產(chǎn)線重新啟動(dòng)需要較長的時(shí)間，也會(huì)造成間接損失。

韓英鐸指出，電壓暫降對(duì)不同的行業(yè)，造成的經(jīng)濟(jì)損失不同。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一次電壓暫降，可造成汽車裝配企業(yè)損失25輛汽車，半導(dǎo)體行業(yè)損失10萬~15萬美元等。國內(nèi)某集成電路生產(chǎn)企業(yè)2002年全年共記錄了31次電壓跌落故障，每次故障造成的損失平均約200萬~300萬元；某顯像管廠，月產(chǎn)值8500萬元，采用了大量的PLC控制器，每次電壓波動(dòng)，不僅導(dǎo)致當(dāng)時(shí)在生產(chǎn)線的大量產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題而報(bào)廢，而且還可能引起控制程序紊亂，模具損壞，重新啟動(dòng)整條生產(chǎn)線也至少需要半個(gè)小時(shí)，估計(jì)每次停電造成的損失接近百萬元……

十余年間，世界上一些國家對(duì)電壓暫降和短時(shí)中斷的經(jīng)濟(jì)損失調(diào)查為我國提供了十分有價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)也開展了電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性調(diào)查。據(jù)調(diào)查，基于單位成本計(jì)算，被調(diào)查的我國7個(gè)行業(yè)電能質(zhì)量年經(jīng)濟(jì)性成本約為29.36億元，其中工業(yè)部門的經(jīng)濟(jì)性成本約為16.82億元。

多方治理是關(guān)鍵

針對(duì)電壓暫降這一突出問題，韓英鐸認(rèn)為其不可避免，而且隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)、電力電子等非線性設(shè)備增加，將使得電能質(zhì)量擾動(dòng)問題更加嚴(yán)重。因此，他建議，要采取措施，協(xié)作治理。電力公司、廠家要相互配合；要加強(qiáng)宣傳，可設(shè)立高級(jí)研討班，按行業(yè)不同進(jìn)行治理方案討論；在方案選擇上要站在客戶角度，優(yōu)選方案，花最少的錢來解決問題。

肖湘寧也指出，為保證電力供應(yīng)和負(fù)載用電之間的充分兼容，緩解電壓暫降問題，需要考慮到電網(wǎng)和用戶兩方面，要設(shè)計(jì)和建設(shè)完美的供電網(wǎng)，同時(shí)要保證所有用電設(shè)備能夠抵抗電能質(zhì)量問題。

“當(dāng)然，由于成本高昂，這從經(jīng)濟(jì)性角度講是不可能的?！彼f，所以在盡量提高供電質(zhì)量的同時(shí)，需要特別注意盡最大可能解決用電設(shè)備對(duì)電壓暫降的敏感性問題。

肖湘寧認(rèn)為，在生產(chǎn)過程中特別要關(guān)注的設(shè)備主要為四類，即計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、交流調(diào)速器、交流接觸器。但確定設(shè)備的敏感度是一項(xiàng)繁瑣復(fù)雜的事情，既要考慮到耐受特性、暫降起始點(diǎn)和相位跳變，還要通過測(cè)試足夠數(shù)量的設(shè)備來形成某類設(shè)備的敏感度及其誤差水平。制定單一的標(biāo)準(zhǔn)來定義和給定過程設(shè)備的敏感度是困難的，往往需要依靠概率方法、現(xiàn)場(chǎng)/實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和專家經(jīng)驗(yàn)與建議來解決敏感度的不確定性。

據(jù)悉，國際大電網(wǎng)會(huì)議、國際供電會(huì)議組織等曾發(fā)起工作組，在2006—2009年間對(duì)設(shè)備的電壓暫降免疫水平進(jìn)行大量研究，最終在2010年出版了技術(shù)手冊(cè)。工作組認(rèn)為，與暫降相關(guān)的利害關(guān)系人主要包括監(jiān)管者、標(biāo)準(zhǔn)制定者、電網(wǎng)運(yùn)營商、工業(yè)用戶、設(shè)備制造商、電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀器制造商，手冊(cè)對(duì)這六類群體都給出了建議。

其中，手冊(cè)建議設(shè)備制造商，在設(shè)備開發(fā)的初始階段就應(yīng)當(dāng)考慮電壓暫降免疫水平，同時(shí)設(shè)備制造商應(yīng)當(dāng)給用戶提供每一種設(shè)備的電壓耐受曲線，從而方便用戶了解設(shè)備的免疫水平。其還建議工業(yè)用戶，單獨(dú)隔離出敏感設(shè)備或控制器加以保護(hù)；或加裝治理設(shè)備，如采用UPS可以極大地提高暫降免疫水平，花費(fèi)不大但可以避免大量的經(jīng)濟(jì)損失；在設(shè)計(jì)新的加工流程前也應(yīng)當(dāng)考慮電壓暫降的影響。

未來市場(chǎng)可期

意識(shí)到電壓暫降的不可避免性和其危害影響越來越大，很多治理設(shè)備廠商也不斷推陳出新，力求以新技術(shù)、新產(chǎn)品搶占這一市場(chǎng)。

上海捷實(shí)機(jī)電科技有限公司總經(jīng)理王俊告訴記者，低于60%的深度暫降次數(shù)僅占暫降總數(shù)的18.8%，但所造成的經(jīng)濟(jì)損失是總損失的一半，因此電壓暫降治理必須考慮深度暫降的治理措施。且治理點(diǎn)離敏感設(shè)備越遠(yuǎn)，暫降治理成本越高，越近則越經(jīng)濟(jì)。

因此作為獨(dú)家代理，其特別推薦美國羅克韋爾索奇科技公司的動(dòng)態(tài)電壓暫降補(bǔ)償裝置 DySC?，與傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)電壓暫降恢復(fù)裝置DVR相比，該產(chǎn)品能提供更深度的暫降保護(hù)，使用和維護(hù)成本低，并具有超快補(bǔ)償時(shí)間（小于2?ms）， 能自動(dòng)切換至維修旁路等。

榮信股份開關(guān)公司商務(wù)部長陶世成則為客戶提供了另一種解決思路——固態(tài)切換開關(guān)SSTS的應(yīng)用。

“現(xiàn)在，用戶基本不可能要求公用電網(wǎng)大幅度提高供電質(zhì)量。所以其只能架設(shè)多路電源，或在二次側(cè)輔以備自投，但若采用機(jī)械式開關(guān)，典型切換時(shí)間為數(shù)百毫秒到數(shù)秒之間，而敏感負(fù)荷要求在20?ms甚至幾個(gè)ms之內(nèi)完成電源切換，備自投顯然無法滿足切換速度要求?！彼f，“現(xiàn)有解決方式主要包括加裝UPS、EPS電源或DVR，但前者價(jià)格昂貴，后者難以應(yīng)對(duì)深于50%的電壓跌落，所以我們推出了SSTS?！?/span>

SSTS是一種雙電源切換開關(guān)。當(dāng)其中一路供電電源出現(xiàn)供電異常（電壓波動(dòng)、中斷等）時(shí)，SSTS可在5～12?ms快速將重要負(fù)荷無擾動(dòng)切換至另一路電源，從而保證負(fù)荷供電的連續(xù)性和可靠性。而且，該產(chǎn)品在開關(guān)過程中不產(chǎn)生電弧，無儲(chǔ)能單元，使用壽命長、體積小、價(jià)格低、免維護(hù)。僅從效率差異計(jì)算經(jīng)濟(jì)性，以1?MVA系統(tǒng)為例，按電費(fèi)1元/kW·h計(jì)算，一年內(nèi)SSTS可比DVR、UPS分別節(jié)省電費(fèi)70萬元、88萬元。該產(chǎn)品適用于各級(jí)變電站、開閉所、配電室、終端負(fù)荷等有兩路或兩路以上獨(dú)立電源的新建或已存在的供電場(chǎng)合。

據(jù)悉， 國際上有一些國家已經(jīng)制定和頒布了針對(duì)本國電網(wǎng)的電壓暫降標(biāo)準(zhǔn)，如德國、南非，但是還沒有正式的國際標(biāo)準(zhǔn)。我國由福建電科院牽頭，多家單位參加起草的電壓暫降國家標(biāo)準(zhǔn)送審討論稿經(jīng)征求意見后，也已經(jīng)于2012年7月在北京召開討論會(huì)做了較大修改并通過。

“由于我國在此方面工作基礎(chǔ)薄弱，本標(biāo)準(zhǔn)并沒有也不可能給出電壓暫降的限定指標(biāo)?！?/span> 肖湘寧告訴記者?？磥?，研究、治理電壓暫降對(duì)我國而言還有很長的路要走。而同時(shí)，這也意味著這一市場(chǎng)還遠(yuǎn)未成熟，潛力無限。