电压暂降问题突出 研究治理势在必行
青岛中达化纤有限公司的锦纶化纤生产线，平均每月由支线电网造成的闪络达四五次，两个车间8条生产线，每年电网闪络损失至少在300万~400万元之间。
浙江荣盛化纤有限公司涤纶生产线，每年4—9月会因雷雨造成电网闪络，平均每月二三次，造成部分设备损坏，形成二次闪络加大损失。平均一条生产线每年损失80万～200万元，8条生产线一年损失相当巨大。
新疆乌鲁木齐石化公司炼油厂500万t生产线，在冬季，由雾闪造成的直接损失几百万元，每次由于闪络造成生产停车、重新整定设备、放流管道中的残次品等间接损失也相当可观。
一个个事实都在提醒我们，闪络造成的电压暂降不容忽视。
最严重且最普遍的电能质量问题
电压暂降、瞬时供电中断等俗称“晃电”，对于电力、石油、化工、半导体、军工、多晶硅、冶金、煤炭、水利、制药、制造、纺织、光纤等连续性生产的行业企业，会引起交流接触器释放，低压电机停转，电压软启动器、变频器、控制器（PLC、DCS等）以及行业专有设备停机等事故（见表1），导致生产波动、工艺流程中断、操作混乱，造成少则几十万元，多则上千万元的经济损失，严重的还会造成重大人身伤亡和环境污染事故。
据美国对商业建筑、交通运输、食品加工、塑料、印刷和化学加工等行业进行的主要电能质量问题调查，引起终端用户电能质量问题最主要的原因就是电压暂降或暂升。LPQI/欧盟25国的调查结果也表明，在欧洲，电压暂降和短时中断占工业样本总成本的60%。
“电压暂降问题，已成为当务之急，必须认真对待，着重治理。”中国工程院院士、清华大学教授韩英铎表示，电压暂降现象不是新问题，但由于对电能质量敏感的高新技术企业越来越多，其影响和危害十分突出，近些年日益引起电工界的关注。
据了解，电压暂降主要是由于系统发生短路故障或者重负荷启动引起线路上电压损失造成的，而引起故障的原因可能是雷击等天气因素，也可能是设备或人为因素。其中，短路故障、感应电机启动和雷击是引起电压暂降的主要原因。雷击时造成的绝缘子闪络或对地放电会使保护装置动作，从而导致供电电压暂降。这种暂降影响范围大，持续时间一般超过100 ms。
华北电力大学教授肖湘宁告诉记者，由于引发电压暂降的原因不同，电压变化过程形式多样，某些用电设备（如可调速驱动装置）对由电压暂降引起的供电电压相位跳变亦很敏感。
一旦一些元器件因电压暂降停止工作，工业企业的整套设备或流水线都会受到影响。电压暂降不只会引起设备停机停产，导致如产品报废、设备工具损坏等，而且某些生产线重新启动需要较长的时间，也会造成间接损失。
韩英铎指出，电压暂降对不同的行业，造成的经济损失不同。据统计，一次电压暂降，可造成汽车装配企业损失25辆汽车，半导体行业损失10万~15万美元等。国内某集成电路生产企业2002年全年共记录了31次电压跌落故障，每次故障造成的损失平均约200万~300万元；某显像管厂，月产值8500万元，采用了大量的PLC控制器，每次电压波动，不仅导致当时在生产线的大量产品出现质量问题而报废，而且还可能引起控制程序紊乱，模具损坏，重新启动整条生产线也至少需要半个小时，估计每次停电造成的损失接近百万元……
十余年间，世界上一些国家对电压暂降和短时中断的经济损失调查为我国提供了十分有价值的经验，国内也开展了电能质量经济性调查。据调查，基于单位成本计算，被调查的我国7个行业电能质量年经济性成本约为29.36亿元，其中工业部门的经济性成本约为16.82亿元。
多方治理是关键
针对电压暂降这一突出问题，韩英铎认为其不可避免，而且随着智能电网的建设、电力电子等非线性设备增加，将使得电能质量扰动问题更加严重。因此，他建议，要采取措施，协作治理。电力公司、厂家要相互配合；要加强宣传，可设立高级研讨班，按行业不同进行治理方案讨论；在方案选择上要站在客户角度，优选方案，花最少的钱来解决问题。
肖湘宁也指出，为保证电力供应和负载用电之间的充分兼容，缓解电压暂降问题，需要考虑到电网和用户两方面，要设计和建设完美的供电网，同时要保证所有用电设备能够抵抗电能质量问题。
“当然，由于成本高昂，这从经济性角度讲是不可能的。”他说，所以在尽量提高供电质量的同时，需要特别注意尽最大可能解决用电设备对电压暂降的敏感性问题。
肖湘宁认为，在生产过程中特别要关注的设备主要为四类，即计算机、可编程逻辑控制器、交流调速器、交流接触器。但确定设备的敏感度是一项繁琐复杂的事情，既要考虑到耐受特性、暂降起始点和相位跳变，还要通过测试足够数量的设备来形成某类设备的敏感度及其误差水平。制定单一的标准来定义和给定过程设备的敏感度是困难的，往往需要依靠概率方法、现场/实验室测试和专家经验与建议来解决敏感度的不确定性。
据悉，国际大电网会议、国际供电会议组织等曾发起工作组，在2006—2009年间对设备的电压暂降免疫水平进行大量研究，最终在2010年出版了技术手册。工作组认为，与暂降相关的利害关系人主要包括监管者、标准制定者、电网运营商、工业用户、设备制造商、电能质量监测仪器制造商，手册对这六类群体都给出了建议。
其中，手册建议设备制造商，在设备开发的初始阶段就应当考虑电压暂降免疫水平，同时设备制造商应当给用户提供每一种设备的电压耐受曲线，从而方便用户了解设备的免疫水平。其还建议工业用户，单独隔离出敏感设备或控制器加以保护；或加装治理设备，如采用UPS可以极大地提高暂降免疫水平，花费不大但可以避免大量的经济损失；在设计新的加工流程前也应当考虑电压暂降的影响。
未来市场可期
意识到电压暂降的不可避免性和其危害影响越来越大，很多治理设备厂商也不断推陈出新，力求以新技术、新产品抢占这一市场。
上海捷实机电科技有限公司总经理王俊告诉记者，低于60%的深度暂降次数仅占暂降总数的18.8%，但所造成的经济损失是总损失的一半，因此电压暂降治理必须考虑深度暂降的治理措施。且治理点离敏感设备越远，暂降治理成本越高，越近则越经济。
因此作为独家代理，其特别推荐美国罗克韦尔索奇科技公司的动态电压暂降补偿装置 DySC®，与传统动态电压暂降恢复装置DVR相比，该产品能提供更深度的暂降保护，使用和维护成本低，并具有超快补偿时间（小于2 ms）， 能自动切换至维修旁路等。
荣信股份开关公司商务部长陶世成则为客户提供了另一种解决思路——固态切换开关SSTS的应用。
“现在，用户基本不可能要求公用电网大幅度提高供电质量。所以其只能架设多路电源，或在二次侧辅以备自投，但若采用机械式开关，典型切换时间为数百毫秒到数秒之间，而敏感负荷要求在20 ms甚至几个ms之内完成电源切换，备自投显然无法满足切换速度要求。”他说，“现有解决方式主要包括加装UPS、EPS电源或DVR，但前者价格昂贵，后者难以应对深于50%的电压跌落，所以我们推出了SSTS。”
SSTS是一种双电源切换开关。当其中一路供电电源出现供电异常（电压波动、中断等）时，SSTS可在5～12 ms快速将重要负荷无扰动切换至另一路电源，从而保证负荷供电的连续性和可靠性。而且，该产品在开关过程中不产生电弧，无储能单元，使用寿命长、体积小、价格低、免维护。仅从效率差异计算经济性，以1 MVA系统为例，按电费1元/kW·h计算，一年内SSTS可比DVR、UPS分别节省电费70万元、88万元。该产品适用于各级变电站、开闭所、配电室、终端负荷等有两路或两路以上独立电源的新建或已存在的供电场合。
据悉， 国际上有一些国家已经制定和颁布了针对本国电网的电压暂降标准，如德国、南非，但是还没有正式的国际标准。我国由福建电科院牵头，多家单位参加起草的电压暂降国家标准送审讨论稿经征求意见后，也已经于2012年7月在北京召开讨论会做了较大修改并通过。
“由于我国在此方面工作基础薄弱，本标准并没有也不可能给出电压暂降的限定指标。” 肖湘宁告诉记者。看来，研究、治理电压暂降对我国而言还有很长的路要走。而同时，这也意味着这一市场还远未成熟，潜力无限。
