隨著國家經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電能已作為一種清潔能源被廣泛應用，目前，伴隨著新技術、新設備、新工藝在電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應用，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)管理和技術應用上，不斷地追求精細化?，F(xiàn)在對于電力企業(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，而且越來越多的工業(yè)生產(chǎn)和電子設備，對電網(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)運行與管理水平高低的重要標志，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)有關方統(tǒng)計，電網(wǎng)中電壓波動是引起電能質(zhì)量問題主要原因。電壓波動引起的用戶投訴，占整個電能質(zhì)量問題的80% 以上；而由諧波、斷路器操作過電壓等引起的電能質(zhì)量問題約為20% ，在我國這個比例更高。因此電壓波動問題的嚴重性受到世界各國電力行業(yè)的廣泛重視，在20 世紀90 年代，先后研究電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓波動，20 世紀90 年代后，國外學術期刊關于電壓波動影響的討論明顯增多，某些理論成果已經(jīng)用于工程實際，為避免電壓波動的危害起到了積極的作用。隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動化水平不斷提高，各種敏感設備如可編程控制器（PLC ）、調(diào)速驅(qū)動器（ASD ）、計算機（PC） 在工業(yè)負荷中所占比重日益增多。同時由于電壓波動而造成用戶設備受到影響的投訴越來越多，引起我國電力企業(yè)對以電壓波動問題為主的電能質(zhì)量問題的關注。

當配電系統(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電機的啟動等事件時，均會引起電壓波動。其中，短路故障、雷擊和所帶感應電機的啟動是引起配電網(wǎng)中電壓波動的最主要原因。

相比雷擊和電機啟動，短路故障引起的電壓波動最為嚴重，也是靈敏設備誤動作的主要原因。短路故障發(fā)生后，短路點附近節(jié)點電壓下降，電壓波動發(fā)生；隨著故障消失，短路點附近電壓恢復正常，電壓波動結束，因而電壓波動的持續(xù)時間取決于故障清除時間。短路故障引起的電壓波動可以分為兩類：對稱電壓波動（三相短路故障引起）和不對稱電壓波動（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)生電壓波動的最主要原因。據(jù)統(tǒng)計，單相、兩相和三相電壓波動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)生電壓波動的重要原因。當配電線路發(fā)生短路故障時，保護動作將故障點切除，爾后又自動重合成功，這樣一個過程對于故障線路上的用戶，將有一次短時斷電，而對于鄰近（同一供電母線） 的相關用戶，一般會經(jīng)受一次電壓波動過程。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期（大于3 min）斷電，而其余用戶又將再經(jīng)受一次電壓波動過程。

對于當今供電企業(yè)來說，可靠穩(wěn)定的供電質(zhì)量才能贏得用戶的認可，從而不斷地擴大營業(yè)面。然而，配電網(wǎng)中不斷出現(xiàn)的電壓波動嚴重影響了用戶使用信心。

在北京電力公司昌平供電公司進行的多次供電保障中，就曾出現(xiàn)由于電壓波動而造成用戶設備停機重起的事故。特別是對某衛(wèi)星地面站進行供電保障中，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，從而造成衛(wèi)星地面站內(nèi)精密電子設備停機，造成不良影響。這次事件說明了電壓波動危害性。

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

在社會生產(chǎn)領域，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)的過程控制裝置PLC 、工業(yè)機器人等都是對電壓波動十分敏感的負荷，表1詳細列舉了電壓波動給各種敏感設備帶來的不良影響。

設備名	電壓波動造成的影響
某公司芯片測試儀	當電壓低于85 %，芯片被毀，測試儀停止工作，內(nèi)部電子電路主板故障。
可編程控制器（PLC）	當電壓低于80%時，PLC停止工作，一些I/O設備，當電壓低于90%，持續(xù)幾個周波就會被切除。
精密機械工具	由機器人控制的精密加工機械，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量和安全，工作電壓門檻值一般設為90%，當電壓低于此值，持續(xù) 2～3 個周波時跳閘。
調(diào)速驅(qū)動器(ASD)	當電壓低于70%，持續(xù)時間超過6 個周波時，ASD被切除；而對于一些精細加工工業(yè)中的電機，當電壓低于90%，持續(xù)時間超過3個周波時，電機會被跳閘而退出運行。
交流接觸器	有報告表明當電壓低于50%，持續(xù)時間超過1個周波，接觸器就會脫扣；也有報告表明當電壓低于70%甚至更高，接觸器就會脫扣。
計算機	當電壓低于60%，持續(xù)12個周波時，計算工作將受到影響。
直流電機	當電壓低于80%時，直流電機被跳閘。

在現(xiàn)代工業(yè)中，廣泛應用著這些設備，任一設備的作業(yè)中斷都將可能導致整個流水線、甚至全廠作業(yè)的中斷，造成的損失非常巨大，因此工業(yè)用戶對供電質(zhì)量的要求比其中單個敏感用電設備更高。尤其是當今個人計算機的應用十分普遍，當電壓下降到額定值的60%及以下時，可能造成計算機程序紊亂，數(shù)據(jù)丟失。這也就是一些重要的計算機設備都要裝配不停電電源（UPS）的原因。同樣，對基于單片機原理的數(shù)控設備、復印機、銀行自動提款機等都會遇到類似的問題。

3.1 電壓波動問題的現(xiàn)狀

由于電壓波動和短時中斷的成因比較復雜，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和短時的發(fā)生難度很大，可以說不可能徹底避免其發(fā)生。

換個角度考慮，電壓波動之所以危害很大，就是因為很多用電設備對其太過敏感。降低設備對電壓波動和短時中斷的敏感度，提高其抗擾動的能力，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和短時中斷所帶來的損失。

3.2 電壓波動抑制措施

電壓波動主要由系統(tǒng)故障和干擾引起，對不同要求用戶造成的危害程度與其用電設備對電壓波動的敏感度有關。因此，要減少電壓波動的影響，需要供電方、設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，例如動物接觸帶電體、污閃、架空線碰觸樹木及遭雷擊等， 采取相應措施，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。

降低設備對電壓波動的敏感度。用戶在設備訂貨合同上向制造商明確這方面的技術要求，使設備具備一定的抗電壓波動能力；或通過調(diào)整內(nèi)部某些環(huán)節(jié)參數(shù)來解決。如果電壓波動是由于用戶大電動機啟動引起的，應改進啟動方式（如由全壓啟動改為降壓啟動，由硬啟動改為軟啟動等）或增加公共連接點（PCC ）的短路容量。對于必須使用高敏感度設備的用戶，在目前供電企業(yè)對此類用戶為消除電壓波動的影響，一般采取讓對電能質(zhì)量要求高的用戶，提高其供電等級或?qū)Ｂ冯娎|供電的方式。

加裝補償裝置。一般用戶可采用穩(wěn)壓變壓器、電磁合成器等較便宜的設備，減少電壓波動造成的停產(chǎn)事故。由于用戶在承受多次電壓波動的同時，也要承受為數(shù)相對較少的斷電事故， 對供電電壓波動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）或動態(tài)電壓恢復器（DVR）等靈敏、快速的電壓波動補償裝置。

隨著電力市場的開放，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，電壓波動作為最嚴重的電能質(zhì)量問題之一，是一個值得深入研究和探討的內(nèi)容。目前，電壓波動與相關的電能質(zhì)量問題是新技術的研究課題，至今還沒有一個關于電壓波動的專用標準，它的測量統(tǒng)計方法與可靠指標也處于研究階段，但電壓波動問題卻越來越突顯在我們供電企業(yè)的面前。