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十分钟迅速了解电压暂降

发布时间:2020-09-10 09:50

什么是电压暂降?

国际上,电压暂降有两种定义和两个英文术语。国际电子电气工程师学会(IEEE)普遍采用术语“voltagesag”,定义为:电压方均根值突然下降至额定电压的90%~10%,且持续0.5周~1min后恢复正常的短时扰动现象。国际电工委员会(IEC)通常采用术语“voltagedip”,在定义上与IEEE的不同之处是,IEC将电压方均根值下降至额定电压的90%~1%定义为电压暂降。在使用习惯上,欧洲大陆学者更倾向于采用术voltagedip,而英国、北美学者习惯于使用voltagesag。两种术语,目前在国际上,普遍被认为是完全相的。在国内,英文术语主要采用voltagesag,中文术语主要采用:电压暂降。
电压暂降就是电压突然降低,但是在很短时间内又恢复正常,如下图所示,电压暂降与电压过低的区别是电压暂降的时间很短,但是降低的幅度很大,有时暂降后的电压仅为正常电压的10%。

电压暂降有什么特点?

下图是SEMI 标委会组织的电能质量专题小组调研结果,经过两次在全美洲22 站点进行电能质量研究,共记录到1076 个电压暂降事件,其中在绿色线(SEMI 标准)上方的电压暂降的数量占总数的93%,仅有6 个事件为断电且都在1 秒以内,仅有3 个事件在2 秒以外。


电压暂降又是如何产生的?

电压暂降一般是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化所引起的。电能在经过远距离的传输过程中,不可避免的会遭遇众多情况,如输配电系统中发生的电力系统故障、雷击、大型电机启动、电容器的投切等事件。
要理解产生电压暂降的原因,首先要知道,电网电压降低的是线路中有过大的电流。供电线路都是有一定阻抗的,当电流流过阻抗时,就会产生电压降,电流越大,电压降越大,电网的电压降低。
引起电压暂降的原因是线路中在短时间内出现了远远超过正常情况的电流结果导致出现了远低于正常电压的电压。引起瞬间大电流的原因往往是线路中出现了短路故障。当线路的某个局部出现短路故障时,导致电流急剧增大,电压骤然降低。但是故障电路中的保护装置马上就开始动作,将故障点隔离,于是电压又恢复正常,这就形成了短暂的电压降低。另外,大功率负荷突然接入电网也会导致电压骤降。
电网导致电压暂降的原因包括气候条件、电力公司的设备故障、各种短路故障、大型电动机的起动、雷击等。

暂降治理与风险规避

因时空变化性、不确定性和高成本性,电压暂降是最难预防和解决的电能质量问题。根据实际电网及其暂降特性,根据不同用户的免疫力、受影响程度、可接受水平等,用暂降风险进行评估,采用分级治理措施和风险规避机制,是值得探索的课题。
1.分级治理
电压暂降是电网侧电压暂降与用户侧设备免疫力间的兼容性问题,技术上,可在公用电网级、工厂电网级、敏感设备级分级、分别或协同采取措施治理,通过优化协同可使总成本最低,效果最好。图1给出了分级治理方案与投资的关系。
2.暂降风险
总体上,暂降对用户造成的影响具有发生频次少,难预测,单次损失大的特点,用风险法进行分析具有合理性,并可在暂降风险分析的基础上采取合理的风险规避策略,提出风险规避的有效方法。
3.暂降保险与相关方
保险是有效规避风险的方法之一。采取保险方式规避风险时,投保人按合同约定向保险人支付保险费,保险人对合同约定的可能发生的事故造成的财产损失承担赔偿保险金责任,这样,投保人在放弃自己拥有资金(保费)的前提下,把可能经受的风险转移给了保险公司。
保险方式已被用于火灾、地震、洪水、卫星发射等风险规避。电压暂降给用户造成的风险,与自然灾害有类似之处,均发生概率小,后果严重,因此作者所在团队提出了基于保险的暂降风险规避机制,并对保险、再保险方案开展了研究,为暂降问题的解决提供一种新的思路。
实施保险方式,必须考虑利益相关方。用户、电力部门和地方政府是暂降风险利益相关方,其中,电力部门和用户之间存在供用电直接关系,但这种直接关系仅受售电合同和现行法律约束,在法律和合同中未做出规定的事项,供用电双方均无责任承担义务。地方政府是间接相关方。政府收税,暂降导致用户损失,必然影响税收,但政府部门对用户无直接利益诉求;有的地方政府,为了地方经济发展,对高附加值、高科技企业和产业渴望度高,为了招商引资和地方经济发展,地方政府会更关心和重视暂降损失问题,但仍政府仍是间接方。
由于现有法律和通用售电合同中对暂降风险通常均无明确规定,虽电力企业和用户是暂降风险的直接相关方,但电力企业在法律意义上无需承担风险责任,这为用户暂降风险规避带来了巨大困难。为此,如果能引入第三方保险机构,使暂降风险事件的相关方扩展到用户、保险机构、电力部门和地方政府,其中,用户和保险机构成为暂降风险的直接方,可为暂降风险规避寻找到解决方案.但是,保险是否可行还取决于被保险风险事件是否满足可保性条件,即:大数定理、纯粹性、偶然性和意外性。显然,纯粹性、偶然性和意外性条件容易满足,但因高端用户数量相对于总用户量比例小,不满足大数定理,可保性条件不完全满足。因此,通过地方政府、电力部门或其他机构参与保险和再保险,提高暂降风险的可保性,是进行暂降保险的可能途径。
4.保险与再保险机制
调查表明,频次最多、损失最严重的用户损失事件,主要原因是用户设备不满足SEMIF47标准,这些损失理应由用户或设备制造商承担,因此,这部分风险应作为用户自留风险。电力部门为了可靠供电,已采取技术措施,但不可能满足所有用户的全部要求。地方政府通过税收等可获得间接利益,并对社会治安\地方经济发展等承担监管责任,应对社会治安、盗窃行为、市政施工或其他原因导致的损失承担监管责任。
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