隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電能已作為一種清潔能源被廣泛應(yīng)用，目前，伴隨著新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝在電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用，電力企業(yè)已由粗放型發(fā)展向集約型發(fā)展轉(zhuǎn)變，在生產(chǎn)管理和技術(shù)應(yīng)用上，不斷地追求精細(xì)化?，F(xiàn)在對(duì)于電力企業(yè)的要求是，不光要能提供充足的電能，還要能提供高質(zhì)量的電能，而且越來(lái)越多的工業(yè)生產(chǎn)和電子設(shè)備，對(duì)電網(wǎng)中電能的質(zhì)量提出更高的要求。提供高質(zhì)量的電能已經(jīng)成為電力企業(yè)運(yùn)行與管理水平高低的重要標(biāo)志，控制和改善電能質(zhì)量也是保證電力企業(yè)自身可持續(xù)發(fā)展的必要條件。

根據(jù)有關(guān)方統(tǒng)計(jì)，電網(wǎng)中電壓波動(dòng)是引起電能質(zhì)量問(wèn)題主要原因。電壓波動(dòng)引起的用戶投訴，占整個(gè)電能質(zhì)量問(wèn)題的80% 以上；而由諧波、斷路器操作過(guò)電壓等引起的電能質(zhì)量問(wèn)題約為20% ，在我國(guó)這個(gè)比例更高。因此電壓波動(dòng)問(wèn)題的嚴(yán)重性受到世界各國(guó)電力行業(yè)的廣泛重視，在20 世紀(jì)90 年代，先后研究電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓波動(dòng)，20 世紀(jì)90 年代后，國(guó)外學(xué)術(shù)期刊關(guān)于電壓波動(dòng)影響的討論明顯增多，某些理論成果已經(jīng)用于工程實(shí)際，為避免電壓波動(dòng)的危害起到了積極的作用。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平不斷提高，各種敏感設(shè)備如可編程控制器（PLC ）、調(diào)速驅(qū)動(dòng)器（ASD ）、計(jì)算機(jī)（PC） 在工業(yè)負(fù)荷中所占比重日益增多。同時(shí)由于電壓波動(dòng)而造成用戶設(shè)備受到影響的投訴越來(lái)越多，引起我國(guó)電力企業(yè)對(duì)以電壓波動(dòng)問(wèn)題為主的電能質(zhì)量問(wèn)題的關(guān)注。

當(dāng)配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障、雷擊、斷路器操作、變壓器、電容器組的投切以及所帶感應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)等事件時(shí)，均會(huì)引起電壓波動(dòng)。其中，短路故障、雷擊和所帶感應(yīng)電機(jī)的啟動(dòng)是引起配電網(wǎng)中電壓波動(dòng)的最主要原因。

相比雷擊和電機(jī)啟動(dòng)，短路故障引起的電壓波動(dòng)最為嚴(yán)重，也是靈敏設(shè)備誤動(dòng)作的主要原因。短路故障發(fā)生后，短路點(diǎn)附近節(jié)點(diǎn)電壓下降，電壓波動(dòng)發(fā)生；隨著故障消失，短路點(diǎn)附近電壓恢復(fù)正常，電壓波動(dòng)結(jié)束，因而電壓波動(dòng)的持續(xù)時(shí)間取決于故障清除時(shí)間。短路故障引起的電壓波動(dòng)可以分為兩類：對(duì)稱電壓波動(dòng)（三相短路故障引起）和不對(duì)稱電壓波動(dòng)（單相接地短路、兩相短路以及兩相短路接地引起）。配電系統(tǒng)中的多數(shù)故障為單相接地故障，該故障是產(chǎn)生電壓波動(dòng)的最主要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，單相、兩相和三相電壓波動(dòng)占該類電壓暫降的比例分別約為66％、17％和17％。

目前多數(shù)供電企業(yè)通過(guò)斷路器拉合逐段查找線路故障的方法，也是產(chǎn)生電壓波動(dòng)的重要原因。當(dāng)配電線路發(fā)生短路故障時(shí)，保護(hù)動(dòng)作將故障點(diǎn)切除，爾后又自動(dòng)重合成功，這樣一個(gè)過(guò)程對(duì)于故障線路上的用戶，將有一次短時(shí)斷電，而對(duì)于鄰近（同一供電母線） 的相關(guān)用戶，一般會(huì)經(jīng)受一次電壓波動(dòng)過(guò)程。如果重合不成功，故障線路再次斷電，則故障線路上用戶還可能被長(zhǎng)期（大于3 min）斷電，而其余用戶又將再經(jīng)受一次電壓波動(dòng)過(guò)程。

對(duì)于當(dāng)今供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，可靠穩(wěn)定的供電質(zhì)量才能贏得用戶的認(rèn)可，從而不斷地?cái)U(kuò)大營(yíng)業(yè)面。然而，配電網(wǎng)中不斷出現(xiàn)的電壓波動(dòng)嚴(yán)重影響了用戶使用信心。

在北京電力公司昌平供電公司進(jìn)行的多次供電保障中，就曾出現(xiàn)由于電壓波動(dòng)而造成用戶設(shè)備停機(jī)重起的事故。特別是對(duì)某衛(wèi)星地面站進(jìn)行供電保障中，由于給其供電的線路所連接的母線，發(fā)生短路故障產(chǎn)生電壓波動(dòng)，從而造成衛(wèi)星地面站內(nèi)精密電子設(shè)備停機(jī)，造成不良影響。這次事件說(shuō)明了電壓波動(dòng)危害性。

在昌平地區(qū)，供電公司配電運(yùn)行人員就曾對(duì)10 kV 馬坊路通過(guò)斷路器的反復(fù)拉合查找事故，使其線路以及同母線線路產(chǎn)生電壓波動(dòng)，致使部分用戶電壓瞬間達(dá)410 V， 造成設(shè)備的損壞。

在社會(huì)生產(chǎn)領(lǐng)域，高科技孕育大量電子企業(yè)，其生產(chǎn)往往伴隨著大量精密電子控制系統(tǒng)的廣泛使用，同樣參與生產(chǎn)的過(guò)程控制裝置PLC 、工業(yè)機(jī)器人等都是對(duì)電壓波動(dòng)十分敏感的負(fù)荷，表1詳細(xì)列舉了電壓波動(dòng)給各種敏感設(shè)備帶來(lái)的不良影響。

設(shè)備名	電壓波動(dòng)造成的影響
某公司芯片測(cè)試儀	當(dāng)電壓低于85 %，芯片被毀，測(cè)試儀停止工作，內(nèi)部電子電路主板故障。
可編程控制器（PLC）	當(dāng)電壓低于80%時(shí)，PLC停止工作，一些I/O設(shè)備，當(dāng)電壓低于90%，持續(xù)幾個(gè)周波就會(huì)被切除。
精密機(jī)械工具	由機(jī)器人控制的精密加工機(jī)械，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，工作電壓門檻值一般設(shè)為90%，當(dāng)電壓低于此值，持續(xù) 2～3 個(gè)周波時(shí)跳閘。
調(diào)速驅(qū)動(dòng)器(ASD)	當(dāng)電壓低于70%，持續(xù)時(shí)間超過(guò)6 個(gè)周波時(shí)，ASD被切除；而對(duì)于一些精細(xì)加工工業(yè)中的電機(jī)，當(dāng)電壓低于90%，持續(xù)時(shí)間超過(guò)3個(gè)周波時(shí)，電機(jī)會(huì)被跳閘而退出運(yùn)行。
交流接觸器	有報(bào)告表明當(dāng)電壓低于50%，持續(xù)時(shí)間超過(guò)1個(gè)周波，接觸器就會(huì)脫扣；也有報(bào)告表明當(dāng)電壓低于70%甚至更高，接觸器就會(huì)脫扣。
計(jì)算機(jī)	當(dāng)電壓低于60%，持續(xù)12個(gè)周波時(shí)，計(jì)算工作將受到影響。
直流電機(jī)	當(dāng)電壓低于80%時(shí)，直流電機(jī)被跳閘。

在現(xiàn)代工業(yè)中，廣泛應(yīng)用著這些設(shè)備，任一設(shè)備的作業(yè)中斷都將可能導(dǎo)致整個(gè)流水線、甚至全廠作業(yè)的中斷，造成的損失非常巨大，因此工業(yè)用戶對(duì)供電質(zhì)量的要求比其中單個(gè)敏感用電設(shè)備更高。尤其是當(dāng)今個(gè)人計(jì)算機(jī)的應(yīng)用十分普遍，當(dāng)電壓下降到額定值的60%及以下時(shí)，可能造成計(jì)算機(jī)程序紊亂，數(shù)據(jù)丟失。這也就是一些重要的計(jì)算機(jī)設(shè)備都要裝配不停電電源（UPS）的原因。同樣，對(duì)基于單片機(jī)原理的數(shù)控設(shè)備、復(fù)印機(jī)、銀行自動(dòng)提款機(jī)等都會(huì)遇到類似的問(wèn)題。

3.1 電壓波動(dòng)問(wèn)題的現(xiàn)狀

由于電壓波動(dòng)和短時(shí)中斷的成因比較復(fù)雜，而且有很大比例的成因是不可控的。所以，想從成因上阻止電壓波動(dòng)和短時(shí)的發(fā)生難度很大，可以說(shuō)不可能徹底避免其發(fā)生。

換個(gè)角度考慮，電壓波動(dòng)之所以危害很大，就是因?yàn)楹芏嘤秒娫O(shè)備對(duì)其太過(guò)敏感。降低設(shè)備對(duì)電壓波動(dòng)和短時(shí)中斷的敏感度，提高其抗擾動(dòng)的能力，就可以讓用戶把損失降到最小，甚至可以完全避免由于電壓波動(dòng)和短時(shí)中斷所帶來(lái)的損失。

3.2 電壓波動(dòng)抑制措施

電壓波動(dòng)主要由系統(tǒng)故障和干擾引起，對(duì)不同要求用戶造成的危害程度與其用電設(shè)備對(duì)電壓波動(dòng)的敏感度有關(guān)。因此，要減少電壓波動(dòng)的影響，需要供電方、設(shè)備制造方以及用戶等各方面的協(xié)力合作，共同解決。目前，抑制電壓波動(dòng)的主要措施如下。

減少配電網(wǎng)的故障。供電方可以從檢查事故的一般起因著手，例如動(dòng)物接觸帶電體、污閃、架空線碰觸樹(shù)木及遭雷擊等， 采取相應(yīng)措施，比如增加線路清掃、安裝線路避雷器等減少或杜絕這類事故的發(fā)生。

降低設(shè)備對(duì)電壓波動(dòng)的敏感度。用戶在設(shè)備訂貨合同上向制造商明確這方面的技術(shù)要求，使設(shè)備具備一定的抗電壓波動(dòng)能力；或通過(guò)調(diào)整內(nèi)部某些環(huán)節(jié)參數(shù)來(lái)解決。如果電壓波動(dòng)是由于用戶大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)引起的，應(yīng)改進(jìn)啟動(dòng)方式（如由全壓?jiǎn)?dòng)改為降壓?jiǎn)?dòng)，由硬啟動(dòng)改為軟啟動(dòng)等）或增加公共連接點(diǎn)（PCC ）的短路容量。對(duì)于必須使用高敏感度設(shè)備的用戶，在目前供電企業(yè)對(duì)此類用戶為消除電壓波動(dòng)的影響，一般采取讓對(duì)電能質(zhì)量要求高的用戶，提高其供電等級(jí)或?qū)Ｂ冯娎|供電的方式。

加裝補(bǔ)償裝置。一般用戶可采用穩(wěn)壓變壓器、電磁合成器等較便宜的設(shè)備，減少電壓波動(dòng)造成的停產(chǎn)事故。由于用戶在承受多次電壓波動(dòng)的同時(shí)，也要承受為數(shù)相對(duì)較少的斷電事故， 對(duì)供電電壓波動(dòng)敏感的用戶可采用比較昂貴的不間斷電源系統(tǒng)（UPS）、固態(tài)切換斷路器（SSTS）或動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）等靈敏、快速的電壓波動(dòng)補(bǔ)償裝置。

隨著電力市場(chǎng)的開(kāi)放，供用電雙方要簽訂買賣電合同，在合同中必定有電能質(zhì)量條款。因此，電壓波動(dòng)作為最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題之一，是一個(gè)值得深入研究和探討的內(nèi)容。目前，電壓波動(dòng)與相關(guān)的電能質(zhì)量問(wèn)題是新技術(shù)的研究課題，至今還沒(méi)有一個(gè)關(guān)于電壓波動(dòng)的專用標(biāo)準(zhǔn)，它的測(cè)量統(tǒng)計(jì)方法與可靠指標(biāo)也處于研究階段，但電壓波動(dòng)問(wèn)題卻越來(lái)越突顯在我們供電企業(yè)的面前。