探究：敏感性负荷的电能质量问题（图）-第2页-北极星输配电网

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图2为电压暂降发生前、暂降期间与暂降结束后整流器直流侧电压的变化情况示意图，暂降幅值为50%，无相移。图中虚线为交流电压绝对值。发生电压暂降时，由于交流侧电压的突然降低，其最大值小于直流侧电压，因此二极管处于关断状态，电容器开始放电，直至电容器电压小于暂降期间交流电压的最大值为止。此后将建立一个新的平衡点。电容器放电只取决于直流侧负荷，而与交流电压无关，因此对于给定负荷，任何幅值的电压暂降都将引起相同的直流侧电压的初始衰减，但衰减的持续时间取决于暂降的幅值。

图2 电压暂降对单相整流器直流侧电压的影响

在交流电压绝对值低于直流侧电压时，负荷消耗的能量都来自电容器的储能。设电容量为C ，暂降前和暂降期间的直流侧电压分别为U 0和U (t)，直流侧负荷功率为P ，则暂降后某一时间t，直流侧电压表达式为：

只要直流侧电压大于交流电压的绝对值，式(1)就成立。

电压暂降期间，设备电源跳闸是由于二极管整流器直流侧电压低于电压调节器能够正常工作的最小输入电压Umin造成的，Umin取决于电压调节器的设计，一般在50%～90%额定值之间。若忽略直流电压纹波，则直流侧电压与交流电压幅值相等，只要暂降时交流侧电压幅值Uac>Umin，设备电源就不会跳闸。当Uac

就计算机而言，其正常安全工作电压为90%～110%，当电压下降到70%及以下，持续时间超过20ms(或60%及以下，持续时间超过240ms)，计算机就可能无法工作。IBM公司统计表明，48.5%的计算机数据丢失都是由电压不合格造成的。另据估计，信息产业80%的服务器出现瘫痪以及用户端45%左右数据丢失和“出错”均与电压暂降有关。由计算机控制的自动生产线、机器人、机器手、精密加工等，在电压暂降时也可能停止工作或产品质量下降。相比计算机，可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)在工程上的用途更为广泛，因为整个工业流程通常都是在这些装置的控制下进行的。

各类可编程逻辑控制器对电压暂降的敏感程度有很大差别，但一般来讲，PLC的某些部分对电压暂降非常敏感。例如，电压仅有几周波低于90%额定值，远端I/O单元就会跳闸。图3为两个不同类型PLC的电压暂降承受能力测试结果，从图中可以看到同一功能不同类型的PLC对不同电压暂降的承受能力。较新的类型1控制器在电压降低至额定值的50%～60%时就较为敏感，而较早的类型2控制器则能够承受15个周波的零电压。这说明电子装置正在变得对电压变化越来越敏感，即随着高新技术的发展，电压暂降所带来的危害有加重的趋势，应当引起关注。

图3 不同类型PLC对电压暂降的敏感性

原标题：【电能质量讲座之二】林海雪：敏感性负荷的电能质量问题

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