发表于:2006-03-06 14:13:00
14楼
电压暂降问题及解决办法
1、 定义描述
电压暂降(Voltage Sag),是指供电电压在短的时间突然下降的现象,气典型持续时间为0.5~30周波,通常不会超过1秒钟。
电压暂降,在工程中通常用两个变量来描述:暂降幅度(Sag Magnitude)和持续时间(Duration Time)。一般的,电压暂降幅度深,持续时间较短;而幅度浅,持续时间较长。
电压暂降属于电能质量的范畴,电能质量(Power Quality)是指保证电气设备正常运行的电压、电流或频率状况;根据美国电科院(EPRI)的统计,90%以上的电能质量问题是由电压暂降(Voltage Sag)和电压突升(Voltage Swell)造成的,其中电压暂降为主要事故原因。
电能质量不同于供电可靠性性,供电可靠性是用一段时间内的实际供电时间与应该供电时间的比值来定义的。我们以供电的可靠性为99.99999%为例(在实际供电中要达到七个九这么高的可靠性难度很大),按照一年365天来计算,每年累积停电时间为3.1536秒,然而,尽管有如此高的可靠性,对电压暂降而言每年仍然能达到平均10~12次。
2、 发生原因
导致电压暂降的原因非常复杂,有自然因素,也有人为因素,有供电部门系统保护的因素,也有企业内部的设备原因和误操作等的因素。
自然因素,如雷击闪电等击打在输电线或绝缘子上,大风导致输电线舞动、杂物搭在输电线上引起短路,从而造成保护设置动作。
人为原因,如车辆造成输电线杆倒塌,建筑施工造成埋地线路破坏等。
供电部门原因,如重合闸等。
企业内部原因,如感应电动机的启动时,需要从电源汲取的电流最大可达到满负载的500%~600%,这么大的电流经过阻抗时,引起电压突然下降;误操作短路可能会引起系统远端供电电压较为严重的跌落。
企业间的影响,一个企业内部产生的电压暂降,反馈回电网,从而影响其他企业的电压。
某一个点产生电压暂降(发生源),电压暂降会变幅度、变时间地在输电网络中传播,最远的传输距离可以达一两百公里,离发生源越近,受影响越大。随着同一地区内,企业密集度的增大,企业内部各种电气设备容量的增大,企业间的电压暂降影响有增大的趋势。
3、 影响危害
很多事故发生时连日光灯闪动都没有、让人莫名其妙,大多数机器仍在工作,而有些机器确停机了,这样的事故虽然不是特别多,但平均起来每个月发生1~2次,就是这样的情况每年造成的直接和间接经济损失确难以估量。
现在的工业生产中,电子电力设备大量应用,如PLC、变频器、总线、接触器、继电器、控制器等,而这些元器件对电压暂降的敏感不尽相同,但是一旦这些元器件因电压暂降停止工作,整套设备或流水线都会受到影响。
半导体行业,对生产工艺、环境(如温度、空气清洁度等)等要求很高,而且半导体工厂是一个相互关联的系统,任何一个环节出现问题,整条工艺生产线都要停下来。如冷却机(chiller)因电压暂降停下来,温度达不到生产要求,其他工艺也会因连锁故障停下来。正在加工的产品(如晶圓等)报废,而重新启动满足生产的要求要较长的时间(至少半个小时)。
汽车制造行业,如油漆车间它对温度、湿度、进出气压力及工艺自身要求(电泳、烘干等)要求很高,且这些因素时相互连锁的,一旦烘干炉(控制温度)停机,整条生产线要停下,正在电泳喷漆和烘干的车身报废,重新启动满足生产的要求要1~2个小时。
轮胎制造行业,如为硫化工艺提供蒸汽的锅炉一旦因电能质量问题发生停机,重新启动恢复的时间在半个小时以上,导致硫化工艺的产品全部报废。
电压暂降造成设备停机停产,会导致如产品报废、设备工具损坏,而影响更大的是重新启动达到生产所需的条件,需要较长的时间。
电压暂降问题,对很多行业企业都会产生影响,但造成的损失大小不同。在评估时,一要考虑电压暂降造成停机停产,正在加工的产品部分或全部报废的损失,加工设备刀具的破坏;而要考虑,设备重新启动,达到满足生产所必须的条件要经历的时间,这部分如能正常生产的损失。
4、 治理方案
在这里推荐的电压暂降治理方案是动态电压暂降修正器(DySC)保护方案。将DySC串连在电源和电气设备之间,一旦电压暂降发生,DySC将其修正为完美的正弦波输出给电气设备,保证其正常工作。
DySC是专门为电压暂降设计的,无电池、免维护、绿色无污染、使用寿命长。单相或两相电压暂降到0,最大保护时间为3秒;三相电压暂降到0,最大保护时间200毫秒。
DySC以其优越的性能,在国外得到了广泛的认可,Intel、Hynix、IMB、BMW、GM等很多企业都已经安装使用了,并收到了很好的效果。
其实电压暂降影响最大的就是电气设备和计算机了,现在虽然很多电子的设备的电源采用宽压电源,但是对电压暂降突变、尤其是剧烈的陡变,也无法应付滴,此时出现重启、死机等现在很正常,你提到的暂降保护设备对一些必要的场所是必装设备,否则事故造成的影响是无法估计的!
DySC的解决方案
SoftSwitching的动态暂降保护(或DySC保护设备)经证明是一种成本效益很高的电能质量解决方案。它可以使制造厂商减轻电压暂降和瞬时中断对生产过程产生停产和工厂关闭所造成的损失(据估计这样的情况造成美国工业每年1500亿美元的损失)。
DySC的使用者包括在半导体、汽车和其他生产行业,也有像财富500强的大公司。DySC的使用范围从250VA到超过3,000KVA,其保护的范围从一个简单的工业控制器或设备上的一小片部件到一个完整的生产线或生产流程,甚至大到一个完全的设备。DySC没有电池,没有移动部件(与UPS系统不同),所以其维护费用较低并保证在第一次严重的电压暂降事故“保护”后既可收回投资。
DySC的保护特点
• 电压暂降深度至50%提供保护达2秒
• 标准型对电压暂降至0V提供保护达3个周波
• 增强型对电压暂降至0V提供保护达12个周波或更
长的跨越时间
• <2ms的电压暂降的动态反应时间
• 标准状态下的高效率(>99%)
• 标准静态旁路切换
• 真正的正弦波输
应用
优质高压输配电网–
半导体制造,汽车制作,食品和饮品
光纤光学电缆制作
普通电压输配电网–
塑料,钢铁,造纸,玻璃,所有连续生产线
DySC 设备与UPS比较:
虽然两者都能对客户设备提供电能质量保护,但着眼点有所不同,断电保护还是电压暂降保护?UPS的保护时间取决电池的容量,典型设计为10秒-3分钟。DySC的保护时间为0-2秒。根据美国电科院2000年电能质量监测分析收集的数据表明:用户遭受电能质量事故92%是电压暂降其持续时间20毫秒-2秒。DySC就是基于这些数据而设计的。
就日常维护而言:UPS每1-2年就需要跟换电池,其费用约为25-50%,气体排放,环保等因素都需考虑。
技术规范
输入电压 3Ø(三相)-208V, 240V, 280V , 自定义电压咨询
工作频率 50/60 Hz 自动检测
接口设置 与负载串联连接,在常规线路条件下,内部静电开关传递电力电压
至负载
静态旁路电流 & 超载等级 200% 200%超载时间为30 秒, 400%超载时间为5秒,600%超载时间为0.5秒
最大暂降校正电流 额定ARMS 围秒1.5 波顶因数的额定负载
输入电流断路器 125A,250A连续65 kAIC 运行中断208V或480V
运行效率(静态旁路) >99% @ 480 V;>97% 在 208V
环境
运行条件 32ºF-104ºF (0ºC-40ºC), 0-95%( 相对湿度无-凝结)
安装箱柜 200安培NEMA 1 (IP20) ,100安培NEMA 12 (IP52)
海拔 小于3300英尺(1000米)不降级
暂降修正功率
最大暂降修正时间 任何暂降情形PRODySC能在1分钟的时段内累计2秒的修正时间。
一旦累计,它要求1分钟的重新复位
87%-50%
(保持电压百分比) 在60秒电压暂降修正累积至2秒,无需重新复位
暂降至0% 保持电压
(深度暂降&失电) 线-地:任何单相暂降跌落在50% 以上,修正可达2 秒无重新启动。
线-线:任何暂降至少两相跌落50%在额定负荷及功率因数(0.7)
修正电压将至3周波无需重新复位
修正响应时间 ≤2 毫秒
暂降期间的修正输出电压 典型> 正常电压的90%; 最小87%
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