云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司 況 華 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院 覃日升 姜 訸

電壓暫降是供電電壓方均根值在短時(shí)間突然降到額定值的0.1～0.9p.u.且持續(xù)時(shí)間為10ms～1min 后回復(fù)正常的現(xiàn)象。電壓暫降事件是當(dāng)期電能質(zhì)量較為突出的問(wèn)題。造成電壓暫降的主要原因有：客戶(hù)端電氣設(shè)備抗電壓暫降能力較差；發(fā)生山火、雷擊等不可抗拒事件引起供電線路發(fā)生短路故障等。

云南文山地區(qū)為雷電密集區(qū)，每年3、4月份雷擊造成較多的線路跳閘，其中35kV 及以下線路雷擊跳閘率為80%，110kV 線路雷擊跳閘率為26.66%，220kV 及以下線路雷擊跳閘率為80.95%。當(dāng)線路發(fā)生雷擊造成供電線路接地故障時(shí)會(huì)造成故障點(diǎn)系統(tǒng)電壓暫降，傳到到用戶(hù)側(cè)時(shí)必然引起一定水平的電壓暫降。當(dāng)前，多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)用電戶(hù)廣泛應(yīng)用了敏感電氣設(shè)備如變頻器、可編程控制器等。該類(lèi)敏感電氣設(shè)備易受電壓暫降事件，造成脫網(wǎng)。本文將對(duì)文山地區(qū)典型的電壓暫降傳遞特性進(jìn)行分析，得到大用電戶(hù)電氣設(shè)備脫網(wǎng)的原因，并給出改進(jìn)措施。

1 電壓暫降相關(guān)規(guī)定要求

關(guān)于電壓暫降的特征指標(biāo)，國(guó)家及行業(yè)對(duì)電壓暫降事件提出了多項(xiàng)技術(shù)要求[1-2]：GB/T10137-2013《電能質(zhì)量 電壓暫降與短時(shí)中斷》相關(guān)規(guī)定如下：不同的容限曲線對(duì)應(yīng)不同的SARFI CURVE 指標(biāo)，IT 類(lèi)設(shè)備ITIC 電壓容忍曲線，包絡(luò)線范圍內(nèi)具備一定的穿越能力：U ≤70%UN，t ≤20ms；70%UN

DL/T1648-2016《發(fā)電廠及變電站輔機(jī)變頻器高低電壓穿越技術(shù)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定如下：變頻器瞬時(shí)低電壓穿越區(qū)。變頻器電源進(jìn)線電壓幅值小于額定電壓、且大于或等于20%額定電壓，持續(xù)時(shí)間不大于0.5s 的電壓和時(shí)間區(qū)域；變頻器短時(shí)低電壓穿越區(qū)。變頻器電源進(jìn)線電壓幅值小于額定電壓、且大于或等于60%額定電壓，持續(xù)時(shí)間不大于5s 的電壓和時(shí)間區(qū)域；變頻器持續(xù)低電壓穿越區(qū)。變頻器電源進(jìn)線電壓幅值小于額定電壓、且大于或等于90%額定電壓，持續(xù)時(shí)間大于5s 的電壓和時(shí)間區(qū)域。說(shuō)明：給出變頻器低電壓穿越能力要求。

根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)可知，表征電壓暫降的特征量為有效值的偏移和電壓暫降持續(xù)的時(shí)間。常用衡量指標(biāo)為SARFI 指數(shù)，主要用來(lái)統(tǒng)計(jì)電壓有效值低于相關(guān)的設(shè)備敏感曲線的概率，不同的SARFI 指數(shù)對(duì)應(yīng)不同的敏感曲線，如SEMI 和ITIC 等。其中ITIC 曲線是目前評(píng)估暫態(tài)電能質(zhì)量事件的一個(gè)主要依據(jù)。

2 文山地區(qū)電壓暫降特性及變頻器脫網(wǎng)案例分析

文山地區(qū)現(xiàn)有500kV 變電站1座、220kV 變電站14座，小水電機(jī)組眾多，但網(wǎng)架相對(duì)薄弱。本文以文山地區(qū)某敏感電氣設(shè)備用戶(hù)側(cè)的電壓暫降統(tǒng)計(jì)為例，分析用戶(hù)PCC 節(jié)點(diǎn)附件線路或相鄰高電壓等級(jí)發(fā)生電網(wǎng)故障引起的電壓暫降實(shí)際匯總（表1）。

表1 2019～2020年度文山地區(qū)典型用戶(hù)側(cè)電壓暫降一覽表

由表1可知，2019年1月至2020年5月文山馬關(guān)地區(qū)局部電網(wǎng)共發(fā)生電網(wǎng)故障35起，保護(hù)均可靠動(dòng)作，快速切除故障，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)生的電壓暫態(tài)事件，引起電網(wǎng)電壓暫降傳遞到用戶(hù)側(cè)（110kV 母線）時(shí)，引起的電壓暫降共34起，其中殘余電壓大于0.8p.u.的22起、占比為62.85%，低于0.7p.u.的7起、占比為20%。

按照ITIC 曲線，將35起電壓暫降事件按照暫降幅值和持續(xù)時(shí)間繪入ITIC 曲線分布圖和變頻器低電壓穿越區(qū)域中，處于供電電壓容忍曲線范圍內(nèi)占28起、占比為80%，如圖1所示；處于供電電壓容忍曲線范圍外的7起，如表1所示，占比為20%。按照變頻器低電壓穿越區(qū)域曲線劃分，處于變頻器低電壓穿越曲線外的31起、占比88.58%，處于變頻器低電壓穿越曲線外的4起、占比11.42%，如圖2所示。電壓暫降原因多為供電線路附近有雷擊、山火造成短路故障等引起，故障時(shí)繼電保護(hù)均可靠準(zhǔn)確動(dòng)作切除故障。

圖1 110kV 電壓暫降ITIC 圖分布

圖2 變頻器低電壓穿越區(qū)域

數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)分析表明，2019～2020年間有80%的原因在于大用戶(hù)側(cè)380V 側(cè)變頻器設(shè)備本身無(wú)法適應(yīng)電壓暫降，有20%是由于電力系統(tǒng)遭受雷擊山火等因素導(dǎo)致的短路故障引起。

3 結(jié)論及建議

通過(guò)對(duì)文山供電局馬關(guān)片區(qū)網(wǎng)架、故障錄波數(shù)據(jù)分析，得到以下結(jié)論：

2019年3月至2020年4月間，典型用戶(hù)側(cè)共發(fā)生電壓暫降事件次數(shù)35起，按照IT 制造行業(yè)供電標(biāo)準(zhǔn)或變頻器低電壓穿越能力規(guī)定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，80%變頻器或交流接觸器脫網(wǎng)原因在于用戶(hù)側(cè)380V 設(shè)備本身無(wú)法適應(yīng)電壓暫降，20%是由于電力系統(tǒng)遭受雷擊山火等因素導(dǎo)致短路故障引起。

由典型敏感負(fù)荷設(shè)備典型容忍曲線和試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，目前采用調(diào)整變頻器、交流接觸器定值和控制策略方法適應(yīng)電壓暫降作用有限。建議：針對(duì)性地對(duì)敏感設(shè)備進(jìn)行抗電壓暫降（晃電）的改造，提高敏感電氣設(shè)備抗晃電能力（如加裝抗晃電接觸器、變頻器直流母線電壓支持改造等，確保電氣設(shè)備的安全運(yùn)行。