摘要：6-10kV中压供配电网中，由于用户多、设备杂，设备维护及运行环境等诸多因素，致使电气设备故障频发，设备的短路故障会使系统电压发生暂降，暂降电压导致一些对电压要求较高的敏感设备供电中断，影响生产工序。由于设备故障是不可避免的，电压暂降的治理问题是电力行业正在探讨和亟待解决的攻关项目。目前部分厂家针对此问题，出具了一部分解决方案，如低压接触器增加延时释放接点、对关键部位安装大容量UPS等措施。本文对电压暂降的治理措施进行分析和探讨。

关键词：变电站;电压暂降;治理措施

一、前言

6-10kV的中压供电系统所带的线路、电动机、变压器等电气设备较多，普遍应用于日常生活、生产工作当中。此电压等级的电气线路和电气设备敷设和安装到每处需用的部位，部分路径和现场条件较为恶劣，为此线路和设备的故障时常发生。特别是钢铁企业，由于设备较多且集中、运行环境不良、电气设备不受重视，导致设备时常发生接地、短路等故障。当短路故障发生时，系统电压会瞬时下降，暂降的电压会导致敏感设备，如变频器、低压接触器、带有低电压保护的设备随之跳闸，造成供电中断，生产工序停产，影响正常生产。针对低电压的电压暂降治理措施，探讨如下。

二、中压系统发生电压暂降的原因

6-10kV中压系统电压暂降的发生，大多由于中压系统内所带设备发生短路故障，造成瞬间低电压，再由于系统所带用户多、系统短路电流大，使电压降得更低，造成关键设备、辅助设备接触器释放，造成停机、停产。

三、中压系统电压暂降治理的研究方向

从上述原因看，治理设备短路而造成的电压暂降，应从以下几个方向进行控制。

做好设备的运行维护，保证设备安全稳定运行，不发生或少发生短路故障。减少本系统所带用户，即使有设备发生短路时，影响只有少量用户。

通过相应技术措施和手段，应对电压暂降，保护关键设备不受影响。

通过规划建设进行治理。中压系统规划时，不进行预留，少预留容量。防止通过大量的预留容量造成后续增容后短路电流剧增、设备用户多、关键设备多的用户接入系统。一方面，系统短路参数变化大，原设备、容量、参数等不再适用;另一方面，接入的关键设备和用户多，使中压系统发生短路故障时，电压降低过多，影响面积扩大。通过规划的区域化，可以降低系统短路电流参数，一方面短路时，系统电压降低较少，另一方面设备选型等级降低，减少大量造价。

四、电压暂降治理措施

维护好各电气设备

6-10kV中压系统电压暂降的根源是设备，所以维护好设备是第一要务。如做好设备的环境、定修、保养、试验等工作。保证设备在安全良好的工作环境、稳定可靠的电网质量中，稳定工作，减少设备出现短路故障，减少电压暂降形成。

通过相应技术措施

2.1应用低压接触器辅助接触器延时释放接点

此种方式原理为，通过使用带有延时释放接点的低压接触器，安装于相应控制回路中，使6-10kV的中压供电系统所带的设备在短时的低电压情况下，接触器辅助触点不释放，保持低压用电设备继续供电，同时保证关键高压设备的辅助系统持续供电。

此种方式应对电压暂降的实现方式可通过设计时设备选型、运行时设备改造两种方式实现。但对于运行设备改造时，工作量和改造难度较大，投资费用适中。

2.2应用小容量低压UPS电源安装于关键辅助设备

对于关键设备的控制系统，为防止其在电压暂降时，影响运行，可以通过在其控制系统中，接入小容量的低压UPS电源。当系统出现低电压时，UPS电源提供正常的控制电源，从而保证控制系统在暂降的低电压时，接触器不失电，持续供电。

此种方式的实现，对于新设计和运行设备加装，都很方便和快捷。针对关键设备，在其控制电源接入UPS即可实现，投资费用根据使用UPS容量确定，整体费用不高。

2.3使用大容量中压UPS电源应用于关键设备

近几年，针对低电压的电压暂降，一些厂家做了大量的工作，制做了相当于中压系统的UPS电源。此电源安装于关键设备的用系统，中压系统出现低电压的电压暂降时，此中压UPS电源投入使用，保持关键设备继续运行，当系统电压恢复正常后，此中压UPS退出，市电继续供电运行。

此種方式实现，可以通过设计和运行改造两种方式实现，但单台的投资费用较高，使用数量多，则整体费用超高。

2.4关键设备电源快速切换装置应用

上海合凯公司为了应对关键设备的电压暂降研制了中压一体化成套快切装置。其功能为当系统发生低电压的电压暂降时，在控制设备没来得及释放、变频设备没停止供电前，将当前的I路供电电源切换至II路供电电源，进行持续供电。

此套设备我厂并没有应用，但从原理上分析，此套设备应对关键设备的电压暂降有很好的效果。但从设备投资上，此套系统投资较高，另一回路电源需长时间热备用，随时准备带负荷投入运行，整体造价能相应提高，其一次设备投资较多、备用回路利用率低，设备的一次、二次控制连锁方式相对繁锁。

2.5动态电压恢复装置（超级电容）的应用

动态电压恢复装置的应用，也可以缓解一些用户需求。其工作原理为，当电网处于稳定状态时，运行在热后备模式，通过控制算法控制充电电流，使系统处于浮充状态，与此同时持续检测电网电压;当电网岀现低电压的电压暂降时，短时内检测出电网电压变化，并迅速控制切断输入电网电压，投入补偿输出模式，吸取自身超级电容的存储能量，控制逆变输出与暂降前电网电压相位和幅值一致的交流电压注入系统，短时为关键设备提供电能;在电网电压短时恢复后，无缝切换到电网供电。

此套设备由于提供容量有限，适用于容量在5000kVA以下的用户，不适用能耗较大的钢铁冶金用户。

规划设计中压供电系统，按生产工序进行区域化供电，相互隔离

北营公司5#总降变电所为66/10kV供电系统，变电所内安装4台63MVA变压器，在10kV侧有4段母线，日常分段运行。其4段母线供出负荷如下：炼铁系统的高炉本体、鼓风机、循环水、喷煤、上料工序和烧结工序;炼钢系统的精炼、连铸、循环水、除尘工序;轧钢系统的加热炉、轧钢、水系统等工序;焦化系统的炼焦、干熄焦、化产、备煤上料工序。除主体系统工序外，共用的辅助工序如制氧、空压站、污水和发电机组。以上各工序电源及发电并网点，均为5#变电所10kV的4段母线，基本覆盖了一个钢铁厂的全部工序。

钢铁企业各工序由于现场生产环境、生产工艺差别较大，为此各电气设备出现故障频繁。由于此系统的各设备电源均取自其10kV的其中一段母线，当任意一台设备出现短路故障时，由于线路长短、短路性质、短路电流等因素，致使最终出现的低电压程度有所不同，导致低电压造成停产、停电的面积不同，但每次都造成大面积、多工序停产。

由于此供电负荷过于集中，且全部为电缆出线，随之而来存在着电容电流过大、系统短路电流过大的隐患;为了消除隐患，相应安装了消弧线圈补偿系统、各处变电所设备的短路开断电流也随之增大，并在系统改造中增加限流电抗器等措施进行缓解，造成供配电系统配置繁杂，出现故障的几率更高。

由于供电系统故障的影响面积巨大，让我们在解决的方式、方法上面下功夫，日常的设备维护、检修、试验为设备做好保驾护航。通过同类型钢铁企业了解及调研，将设备供电区域化（即分散供电），并相互隔离开，此举故障时相互影响可降至最低。

我们调研、研讨故障影响面大的改造解决方式，由于未能提前规划解决，需后期进行改造，即在附近再建设几个66kV总降变电所，将部分工序负荷进行迁移，或增加35kV电压等级，安装对应35kV变压器，在小工序前加装两台35/10kV变压器进行供电，形成以各生产工序为块的供电方式。各生产工序间有两台35kV变压器做为隔离，短路故障时相互工序之间影响变小，其系统电容电流降低很多、短路电流小很多，设备选型同比降低标准。

通过此举，以工序为块，进行供电系统配置，其运行稳定性能提高较多，即每个工序为一个35kV变电所，对其10kV系统进行供电，10kV系统不再庞大，不涉及其它生产工序，自成一个系统。此种情况唯一缺点增加了35kV电压等级的变压器及相应设施，但整体上从电缆输送能力、设备降低容量、影响面积小等方式计算，均为有利。

此种方式的实现，一方面，在工厂设计时，选择此种方式进行设计，形成供电区域块;另一方面，后续改造，有针对性的形成區域块。

五、结语

电力系统安全运行，其中有诸多因数，电压暂降治理，根据各配电网络不同，有相应的解决处理措施。对此，本文主要对电压暂降治理措施进行了分析，并且以目前的应用进行探究。根据本文分析，通过加强电气设备状态检修，有利于及时发现故障问题，并采取有效的治理措施，保障电力系统安全稳定的运行。对于设备发生故障，关键设备不受电压暂降波及，根据自身电网情况、电网容量选取相应的治理措施可以有效避免。本文推荐以工序为块，进行区域化供电，当小区域内发生短路故障时，低电压造成的电压暂降减少相互影响。

参考文献：

[1]刘健，等.简单配电网.中国电力出版社，2017.8：3-9.

第一作者简介：任小庆，1982年4月出生，男，工程师，毕业于本溪冶金高等专科学校，现主要从事本钢集团北营公司能源总厂电气管理工作.