电压暂降(Voltage Sag)是电力系统中常见的电能质量问题,其核心特征可从幅度、持续时间、波形特性、发生频率及影响范围等多个维度界定,具体如下:
一、幅度特征:电压显著降低但未中断
- 定义:电压有效值在短时间内降至额定值的 10%~90%(国际标准通常以额定电压的 0.1~0.9 pu 为阈值),低于 10% 则视为电压中断。
- 关键特点:
- 降低幅度与故障类型、距离相关:例如,近距离短路可能导致电压降至额定值的 20% 以下,而远距离故障或大容量设备启动可能仅降至 70%~80%。
- 非零电压:区别于 “电压中断”(电压降至 0),暂降过程中仍有部分电压供应,设备未必完全停止运行,但可能因欠压异常。
二、持续时间:短时性(毫秒至秒级)
- 国际标准界定:持续时间在 0.5 周波(约 8.3 毫秒,对应 50Hz 电网)至 1 分钟 之间(不同标准略有差异,如 IEC 61000-4-30 定义为 10 毫秒~1 分钟)。
- 短于 0.5 周波的电压波动称为 “电压瞬变”(Transient),长于 1 分钟则视为 “电压偏低”(Undervoltage)。
- 典型场景时长:
- 电网短路故障(如雷击、设备短路)导致的暂降通常持续 几十毫秒至几百毫秒(随保护装置动作时间结束);
- 大容量电机启动、变压器投切等引起的暂降可能持续 几百毫秒至几秒。
三、波形特性:电压骤降后快速恢复
- 变化过程:电压从额定值快速骤降(几毫秒内完成幅度下降),维持低电压状态一段时间后,快速恢复至额定值(恢复时间通常短于下降时间)。
- 对称性:
- 三相短路或平衡负载引起的暂降多为对称暂降(三相电压同时降低且幅度相近);
- 单相或两相短路、接地故障等易导致不对称暂降(某一相或两相电压降幅更大,三相电压不平衡)。
四、发生频率:高频性与随机性
- 高发性:在工业电网中,电压暂降是最频繁的电能质量问题,远高于电压中断、谐波等。例如,工业区每年可能发生数十次甚至上百次暂降。
- 随机性:诱因多与突发故障(如雷击、线路短路、设备误动)或动态操作(如电机启动、电容器投切)相关,难以精准预测,但可通过历史数据统计规律。