大数据分析电压暂降的影响

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  电压波动允许在85%内。但在由计算机控制的自动生产线、机器人、机器手、精密加工、变频和各种智能设备大量使用的21世纪,自动化、智能化高的企业因晃电而影响设备正常运行,有的会导致设备故障后停止工作,需重新启动;有的会导致自动化生产线故,雕刻的电路板报废……

  随着经济发展、技术进步,愈来愈多的精密和复杂电子设备在各个工业领域得到广泛应用。这些设备与装置都带有功率电子器件,一是其抗电磁干扰能力较低,二是低质量电能对其寿命影响严重,因此这类设备对用电质量要求较高。

电压暂降将导致部分设备故障,主要包括:

1

对冷却控制器。当电压低于80%时,控制器动作将制冷电动机切除,导致生产受损。

2

对芯片测试仪。当电压低于85%时,测试仪停止工作,芯片、主板被毁坏。

3

对可编程控制器。当电压低于81%时,可编程控制器(PLC)停止工作;而一些I/O设备,当电压低于90%/持续时间仅几个周波,就有可能被切除。

4

对机器人控制的精密加工器具。当电压低于90%、持续时间达到40-60ms,就可能跳闸。

5

对直流电动机。当电压低于80%时,即可能发生跳闸事故。

6

对变频调速器。当电压低于70%、持续时间超过ms时,可能被退出运行。而对于一些精密加工机械的电动机,当电压低于90%、持续时间超过60ms,也可能发生因跳闸而退出运行。

7

对交流接触器。当电压低于50%、持续时间超过20ms,即可能发生脱扣断电。

8

对计算机。当电压低于60%、持续时间超过ms,计算机的数据将可能丢失等。

电压暂降问题已经对连续性生产的重要用户造成重大的经济损失,主要表现在:

1、中断

电压暂降或电压短时中断

2、停机

配电网中负载不能正常工作,甚至停机

3、失常

工业行业的关键工艺处的敏感负载运转失常或者停机

电压暂降经济损失影响以及评估研究

对于某一个工业过程来说,由于供电电压暂降引起的与生产过程有关的损失,至少包括生产中断损失、系统清理成本、生产重启成本、产品损失和修复或更换损坏设备成本。IEEE-提供了用户设备因电压暂降引起的经济损失的评估方法,并且考虑的损失是和过程中断相关的。关于工业流程,这些损失包括与停工有关的损失(产品损失、劳动力闲置、能源损失、设备损坏和修复成本)、与产品质量有关的损失(废弃和重新生产成本)和其他间接损失(用户不满意、雇员和用户安全、罚款和处罚)。

电压暂降造成的影响电压暂降幅度与经济损失权重系数分析

损失计算中将短时中断所造成的经济损失系数假设为“1”;低于60%的深度暂降次数仅占总数的18.8%,但所造成的经济损失是总损失的一半,因此电压暂降治理必须考虑深度暂降的治理措施。

总结

这些会为经济发展带来巨大的经济损失、环境污染、甚至人员伤亡事故,这也逐渐引起了电力部门和行业用户的高度重视。

接下来我们就从用户角度分析电压暂降的影响和市场机会

电压暂降发生概率和经济损失影响研究

★电压暂降治理策略★

A.建立能够对电压暂降特性和规律进行详细描述的统计数据库,详细描述应包括:电压在暂降之前、过程中以及恢复阶段的波形,尤其将重点放在三相暂降的特征上;监测数据汇集电网侧和用户侧的数据。

B.敏感设备电压暂降耐受能力的经济性评估;

C.敏感设备及元器件电压暂降耐受能力测试评估及特性归纳;

D.综合上述三个方面的统计归纳为参考,协助最终用户选择符合企业实际需求的解决策略和方案。

建立能够对电压暂降特性和规律进行详细描述的统计数据库

了解供电系统预期的电压暂降特性有助于进行装置研制和设备规格性能设计以保证生产设备的优化运行。电压暂降特性评估包括:

确定由输电系统故障引起的电压暂降的次数和特征量(幅值、持续时间)

确定由配电系统故障引起的电压暂降的次数和特征量;

特征量包含:电压暂降剩余幅值、持续时间、每年次数及地域差异

用户侧电压暂降敏感度调查及分析。

评估无论在供电系统还是在用户设备中,可提高系统性能的不同解决方案的经济性

研究电压暂降事件特性和规律

★电网侧★

A.遵循GB/T-电能质量电压暂降与短时中断标准进行数据统计整理

B.监测装置满足IEC-4-30A级标准

C.建立完善的电压暂降监测网络,覆盖发、输、配、用的多级监测系统:

★用户侧★

A.用户侧电压暂降事件监测网建立:建议构建三级监测系统

B.用户侧电压暂降事件影响分析

中国部分先进制造业电压暂降数据统计分析

电压暂降免疫标准/低电压穿越标准

电压暂降敏感度评估和敏感程度测试

从行业特性、生产流水线特点,结合以往电压暂降造成的影响,评估调查电压暂降治理工作的必要性和紧迫性;

从流水线、生产设备角度,评估工厂中最敏感的设备;

每次遭遇的电压暂降深度不同,对工厂造成的影响范围及损失程度都不一样。对于用户而言,可能感觉无从入手电压暂降治理,实际上根据经验典型的先进制造企业只有大约5%~10%的敏感设备需要进行暂降治理。那么,帮助工厂缩小其敏感设备电压暂降保护范围非常重要。建议工厂可以从以下几个角度整理归纳其治理区域。

结合设备自身特性来辅助判断设备自身对电压暂降的敏感性和免疫能力,需要深入设备内部,了解各关键元器件对电压暂降的免疫能力。

对敏感元器件的电压暂降免疫能力的监测分析,可以通过电压暂降发生器来模拟不同程度的电压暂降情况下、这些敏感元器件的免疫能力。

根据设备、元器件的供电属性(单相供电元器件还是三相供电元器件),进行相应的单相、三相暂降测试。

常见敏感电气元器件对

电压暂降的耐受(免疫)特性

了解设备抗电压暂降特性曲线和电能质量监测数据将有助于暂降治理方案优化

未完待续

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