电能质量现象（二）短时间电压变动
这一类型包括电压暂降（也称为骤降或凹陷）和短时间电压中断等现象。若按持续时间长短来划分，进一步还可将其分成瞬时、暂时和短时三种类型，如电能质量的基本分类中表1-2所示。这一细化分类的结果更多是用于电能质量监测中对电压干扰分类统计的需要。
造成短时间电压变动的主要原因是系统故障、大容量（大电流）负荷启动或与电网松散连接的间歇性负荷运作。根据所在系统条件和故障位置的不同，可能引起暂时过电压或电压跌落，甚至使电压完全损失。无论故障发生在远离关心点或者靠近关心点，在保护装置动作清除故障之前，都会对电压产生短时冲击影响，造成短时间电压变动。以下对典型的短时间电压变动现象作一介绍。
1、电压中断
当供电电压降低到0.1p.u以下，且持续时间不超过1min时，我们认为出现了电压中断现象。造成电压中断的原因可能是系统故障、用电设备故障或控制失灵等。
电压中断往往是以其幅值总是低于额定值百分数的持续时间来量度的。一般来讲，由系统故障造成中断的持续时间是由保护装置的动作时间决定的。通常对于非永久性故障，瞬时重合闸将会使电压中断时间限定在工频下的30周波以内。带有延时的重合闸可能导致暂时的或短时的电压中断（中断时间见电能质量的基本分类中表1-2)。由设备故障等造成的电压中断持续时间一般是无规律的。
图5 由于故障和重合闸动作引起的短时电压中断波形
（a）电压短时中断的瞬时值u（t）波形
（b）电压短时中断的均方根值Urms波形
对于有些由于系统故障造成的电压中断，在其出现之前，即在故障发生至保护动作期间，可能先出现电压暂降，之后进入短时中断，如图5（a）所示。在此变化过程中，电压降低到额定值的50%，再经约2周波后下降为0。从图5(b)还可看到，中断持续时间为4.5s左右。该图中突出的部分表示，第一次重合闸失败，直到第二次重合闸才重新恢复供电；还可看出，这一电压跌落波形所反映的是典型的电弧故障现象。
2、电压暂降
“暂降”是指工频条件下电压均方根值减小到0.1~0.9p.u之间、持续时间为0.5周波至lmin的短时间电压变动现象.
电能质量领域使用暂降（sags)来描述短时间电压降低已有多年了。虽然这一名词一直没有规范的定义，但在电力部门、电器制造业以及用户中的使用频率和接受程度不断增加。IEC把这一现象规定称为“骤降”（dips)。这两个术语是可以互相替换的，目前在国外电力行业把它们看成是同义词。
在使用电压幅值暂降时常出现量化方面的混淆。例如“20%暂降”可能是指结果电压为0.8p.u，亦或为0.2p.u。术语的使用不应没有规范。当没有特别规定和说明时,“20%暂降”的含义是指“下降值为20%”，即在此期间电压均方根值降低了20%，实际电压为0.8p.u.。
除由于重负荷或大型电机启动汲取大电流造成的电压暂降外，多数情况下电压暂降是同系统故障相联系的。图6所示为发生短路故障引起的单相电压暂降的变化波形。在断路器切断故障电流之前，电压已下降80%，并持续了2周波后断路器动作，故障切除。典型的故障切除时间为3 ~ 30周波，这取决于故障电流的大小和过流保护的类型。
图6 短路故障造成的电压暂降波形
（a）电压暂降的瞬时值U（t）波形；
（b）电压暂降的均方根值Urms波形；
图7电机启动引起的短时电压暂降波形
图7所示为大型电机启动对电压的影响。在启动期间，感应电机将汲取6~10倍的额定电流。如果该电流幅值大于系统在此点的故障电流，那么由启动造成的电压暂降可能更严重。此时，电源电压迅速下降20%，然后约需3s后才逐渐恢复到正常水平。
迄今为止，关于电压暂降持续时间仍然没有明细的规定。在一些出版物上定义典型持续时间为2ms~2min范围内。其实从概念上讲，电压暂降持续时间小于1/2个周期时，不能用基波均方根值的变动来描述，因此应当将这类事件看成是瞬变现象。如果电压暂降持续时间大于1min，可通过典型的电压调节器加以校正。另外，这种现象还有可能是其他原因造成的，而不是系统故障的原因，应当将其归为长时间电压变动类型。
同样按照变化持续时间可以把暂降再细分为三类，即瞬时、暂时和短时（见电能质量的基本分类中表1-2)。这样分类与电力系统保护装置的动作时间和国际技术组织推荐的时间划分导则相一致。
3、电压暂升
“暂升”的含义是指在工频条件下，电压均方根值上升到1.1~1.8p.u.之间、持续时间为0.5周波到lmin的电压变动现象。与暂降的起因一样，暂升现象是同系统故障相联系的。
例如，当单相对地发生故障，非故障相的电压可能会短时上升。但电压暂升不像电压暂降那样常见。图8给出了该情况下引起的电压暂升的波形。另外，当大容量负荷甩开或大容量电容器组增能时也会引起电压暂升。
图8 单相接地故障造成的电压暂升波形
（a）电压暂升的瞬时值U（t）波形
（b）电压暂升的均方根值Urms波形
我们可以利用电压暂升的幅度大小和持续时间来表征这一现象。当电压暂升是在故障情况下出现时，电压上升的强度将随故障发生点、系统阻抗和接地状况而变化。在不接地系统，零序阻抗为无穷大，当发生单相对地故障时，非接地相对地电压将达到1.73p.u.。反之，在靠近接地系统变电所周围，由于给故障相电流提供了一个低阻抗零序通道，则非故障相的电压上升幅度很小，甚至没有变化。应注意到，由于分类方法不同，在许多资料中也使用“瞬态过电压”作为“电压暂升”的同义词。
声 明
本文 参选《电能质量分析与控制》2014年2月第一版，中国电力出版社。本文章版权归原作者及原出处所有。本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议，亦不用于任何商业目的，如涉及作品内容、版权和其它问题，请及时联系我们，我们将根据著作权人的要求，立即更正或者删除有关内容。本站拥有对此声明的最终解释权。
