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摘要：随着经济社会的发展，人们的生产和生活中离不开各种电气设备，对于供电系统稳定性的要求提高。本文以电压不稳定为核心，首先指出带来的危害，然后介绍了电压不稳定的类型，最后阐述了形成原因和解决措施，以供参考。
关键词：电压不稳定；危害；形成原因；解决措施
电压能衡量静电场中电荷产生的能量差，电压不稳定不仅会影响正常的生产生活，严重时还会造成设备损坏，发生电力事故。就目前而言，科研单位、厂矿企业、邮电、医院等各行各业，均实现了信息化生产，对于电压质量提出了较高要求，但电压不稳定现象时有发生。以下对此进行探讨。
1．电压不稳定造成的危害
在工业生产领域，常用的设备例如直流电机、交流接触器、调速驱动器、PLC系统等，其中一种设备发生故障，就会影响整个流水线的作业，造成严重经济损失。在日常生活领域，冰箱、电视、空调、洗衣机等设备，如果在非额定电压条件下使用，就会影响使用寿命。具体影响和危害包括以下三种：
第一，电压过高，电气设备寿命缩短，严重时出现烧坏故障。以普通灯泡为例，电压过高使用寿命只有额定电压时的30%。第二，电压过低，会降低输变电设备的容量，不仅缩短使用寿命、出现烧坏故障，还会引起大面积停电。以计算机为例，长期在低于额定电压的条件下使用，会出现重启、程序紊乱、硬盘损毁等故障。第三，市电中断，持续时间在2个周期到数小时，引起原因主要是线路器跳闸、市电供应中断、电网故障等，再次通电可能引起电器烧坏或火灾[1]。
2．电压不稳定的类型
2.1电压偏差
在一定时段内，电压幅值缓慢变化，和额定电压之间发生偏离，从而出现电压升高或降低的现象。研究显示，偏差大小和电力系统的运行、线路阻抗、有功负荷、无功负荷等相关，会影响电气设备的位置和运行时间，前者如线路末端电压偏高，后者如后夜电压偏低[2]。为了应对电压偏差，防范措施如下：①合理选择变压器，尤其关注变压比、电压分接头两个项目；②适当降低线路阻抗；③合理提高功率因数，采用无功补偿装置；④依据电力系统的潮流分布情况，对运行方式进行调整；⑤实施有载调压，使用有载调压变压设备。
2.2电压波动
在一定时段内，电压幅值急剧变化，和额定电压之间发生偏离，从而出现电压突然增高或突然降低的情况。研究显示，电压波动主要是受到大型设备负荷变化的影响，常见如起重机、电弧焊机、轧钢机等。电压波动大小和波动频率、波动量、电压质量等相关[3]。为了应对电压波动，防范措施如下：①提高供电系统容量，也就是使用大容量变压器；②提高供电系统的电压等级；③采用专线供电，或使用专用变压器；④对生产工艺进行改进；⑤辅助利用稳压设备。
在220V市电供应中，其波动范围是220V±10%，主要利用电压、电流、频率三个指标进行评价。目前交流电的工频频率分为50Hz、60Hz两种，电压在100V-380V之间。以往认为市电除了偶尔断电以外，电压是稳定的、连续的，实际上市电采用公共电网，和多项负载相连接。其中，较大负载的设备一方面从电网中得到电能，另一方面还会影响电网运行，诱发电涌、电压不稳定等问题。此外，受到自然灾害或人为操作的影响，也会危害电力的正常供应，出现电压不稳定的问题。
3．电压不稳定的形成原因及解决措施
3.1进线电源电压不稳定
分析其原因主要有两个：一是上级电源质量差，对此应该及时更换电源，或者在上级荷载部位架设一条新的供电线路。二是电力传输过程中，进线电缆出现问题，对此应该仔细检查，看是否出现线缆破损、选型不当等问题，并针对性处理，要么及时修复破损部位，要么更换线缆型号。
3.2高压母线电压不稳定
分析其原因主要有两个：一是变压器三相空载，由此引起高压侧母线的电压不稳定。对此应该复核变压器的负载率，必要时更换容量更大的变压器。二是变压器在负载期间，受到大功率设备的冲击，影响电压的稳定性。对此应该改变大功率设备的启动方式，可以采用软启动、变频启动等，能降低对电网造成的冲击影响；或者大功率设备使用高压电机，能提高电能质量；或者使用无功补偿装置，也能有效稳定电压。
3.3低压侧电压波动
3.3.1低压母线电压不稳定
从电力类型来看，分为交流电压波动、直流电压不稳定两种，且以后者居多。分析其原因主要有三个：一是电源问题、二是负载问题，三是接触不良[4]。对此，应该更换电源，改进电能传输路径；或者提高供电等级；或者检查接触装置的连接情况，对接触部位进行加固处理。
从设备负载来看，分为以下几种情况：第一，电动机冲击负载因素。在工业生产领域，一些设备的电动机负载具有冲击性，工作运行期间的负荷会突然变大或变小，并且变化具有周期性。而这些设备一般和电力拖动系统连接，基于飞轮的能量储存和释放作用，电动机轴上的负载拉平，降低了电动机的能量消耗。但是，受到机械惯性的影响，此时冲击电流会引起电压波动。第二，反复短时负载因素。分析这种负载的变化特点，是周期性的增减变化，而且变化周期不是一个定值，幅度变化也不是一个定值，常见如吊车、电焊机等设备。企业为了响应国家提出的节能降耗目标，普遍在电焊机上安装自动断电元件，一方面能有效节约电能，另一方面却引起了电压波动。第三，大功率电动机因素。随着企业生产规模的扩大，电动机的功率也在不断增大，其中启动电流可能超过额定电流4-7倍，就会引起电压波动。而且，启动电流不仅数值大，而且会产生滞后功率因数，继而增大了电压波动。第四，供电系统短路因素。企业生产过程中，会用到多种电气设备，此时设备自身、高压配电线路、低压配电线路上，均有可能出现短路故障，继而引起电压波动。举例来说，断路器、继电保护装置等失灵，就会诱发故障，出现越级跳闸。对此，防范措施如下：①合理选择变压器的分接头，使用电容器进行人工补偿；②配电变压器采用并列运行的方式；③高低压配电线路的设计，应该采用最低电抗值；④在线路出口设置限流电抗器；⑤采用电力稳压器。
3.3.2电压出线端/设备入线端电压不稳定
分析其原因主要有两个：一是连接的负载功率较大，启动电流产生冲击作用。对此应该改变设备的启动方法，例如软启动、变频启动，降低对电网造成的冲击影响；或者大功率设备使用高压电机，提高电能质量；或者使用无功补偿装置，实现稳定电压的目标[5]。二是电能传输过程中出现问题，对此应该检查电缆质量，针对破损问题及时更换电缆，针对选型问题要复核电缆压降，看是否满足低于5%的要求，一旦超标就要更换大一级的电缆，提高电能传输质量。
结语：
综上所述，电压不稳定造成的危害，轻则电气损坏，重则电路故障。分析可知，电压不稳定的类型，分为电压偏差、电压波动两种。文中从进线电源电压不稳定、高压母线电压不稳定、低压侧电压波动三个方面，分析了电压不稳定的形成原因，并指出相应的解决措施，以提高电力系统运行的安全性和稳定性。
参考文献：
[1]郑汉声.浅谈变频器常见故障原因及解决措施[J].中小企业管理与科技,2016,(1):280.
[2]刘乐毅.浅谈电压不稳定原因及解决方法[J].科技情报开发与经济,2010,20(31):188-190.
[3]胡万明.中性线接触不良致用户电压不稳的故障处理[J].农村电工,2016,(12):21-22.
[4]张伟.试论电力电压稳定及控制的重要性[J].投资与合作,2013,(4):322.
[5]陈大成,曹文静,王伟杰等.配电变压器中性线接触不良致用户电压不稳的故障分析[J].电子制作,2017,(4):88-89.