[科普中国]-短时间电压中断

短时间电压中断指一相或多相电压瞬时跌落到0.1倍额定电压以下，且持续时间为3秒到1分钟。暂降后的低电压会导致线路的重合闸和接触器的欠压脱扣，电压暂降会转变为短时中断。

定义短时间电压中断是短时间中断现象之一，指一相或多相电压瞬时跌落到0.1倍额定电压以下，且持续时间为3秒到1分钟。

产生原因电压瞬时跌落、短时中断和电压渐变是供电电网或变电设备故障或负荷突变引起的。有时电压瞬时跌落、短时中断的现象会两次或多次出现，而电压渐变是由于接到电网的负荷连续变化而引起的。

上述现象的本质是随机的其特征表现为偏离额定电压并持续一段时间。电压的瞬时跌落和短时中断不总是突发的，因为与供电电网相连的旋转电机和保护元件有一定的反作用时间。如果大的电源网络断开，电压将由于有很多发电机连接到电网上，使之逐渐降低。这些旋转的电机短期内作为发电机运行，并向电网送电。而有些设备对电压较为敏感。而数据设备装有内置式断电检测器，电压恢复后设备能正确的方式起动。但有些断电检测器对电源电压的逐渐降低不能快速地反应，因此，加在设备上的直流电压在断电检测器触发之前不能快速反应，并且数据设备中的数据将会丢失或改变，当电源电压恢复时，在重新调用程序前数据处理设备不能正常启动或运行。1

电压暂降转变为短时中断在输配电网中，发生频率最高的故障为单相接地短路故障，这些故障会导致电压暂降。

同时，随着输配电线路中重合闸装置的大规模应用，电压暂降会转变为短时中断。对于瞬时性故障，故障线路用户经历一次电压暂降和一次短时中断，其故障时间通常小于30个周期，如图所示。

即使没有线路重合闸装置，电压暂降也会使终端控制线路中的接触器欠压脱扣，导致电机从电网断开。当电压低于50%、持续时间超过20ms，接触器就会脱扣；而有的研究表明，当电压低于70%、甚至更高，接触器就会脱扣。在试验室环境下，以控制电压为220V的ABB-A型系列交流接触器为例，经试验，其释放电压在120~150V之间，约为额定电压的54%~68%。

电压暂降和短时中断占到全部工业电能质量问题的92%以上，而暂降后的低电压会导致线路的重合闸和接触器的欠压脱扣，电压暂降会转变为短时中断。

相关研究据不完全统计，至2000年，我国三相异步电动机负荷已占到电网总负荷的8s%，年用电量超过3750亿kWh，占全部工业用电的65%。因此，研究电压短时中断后，异步电动机的最大低电压穿越能力具有重要意义。

对电压短时中断后电机动态过程的研究主要是针对某一电机进行现场试验或根据其高阶电磁暂态模型，利用计算机强大的数据计算能力，采用龙格一库塔法等求得其数值解，从而实现动态仿真。试验法所得测试数据真实可靠，计算机仿真法极大地提高了研究人员的工作效率;但当电机的转动惯量与负载转矩等参数改变后，需要重新试验或仿真，工作量大。

李希年等2根据稳态等效电路，建立了转差率与负载转矩、端电压问的一阶动态模型。利用该模型推导出电压短时中断后，转差率与临界时间的解析式。研究表明电压短时中断后，可以将电机看作为线性负载，其最大低电压穿越时间与负载转矩为反比例关系。该方法简单实用，可用来确定转动惯量等参数对电机最大低电压穿越能力的影响，Matlab的仿真结果证明了其有效性。2

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学