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電壓和短時(shí)中斷檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-08-18 23:34:44 更新時(shí)間：2025-08-17 23:34:45

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

電壓和短時(shí)中斷檢測(cè)：保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓波動(dòng)和短時(shí)中斷是影響電能質(zhì)量的重要因素，直接關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)運(yùn)營(yíng)以及居民生活的正常進(jìn)行。電壓波動(dòng)可能引發(fā)設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致關(guān)鍵設(shè)備損壞；而短時(shí)中斷（通常指持續(xù)時(shí)間在幾毫秒到幾秒之間的供電中斷）則可能造成自動(dòng)化系統(tǒng)重啟、數(shù)據(jù)丟失或生產(chǎn)線停工。因此，對(duì)電壓和短時(shí)中斷進(jìn)行精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的檢測(cè)，已成為電力質(zhì)量管理、電能質(zhì)量評(píng)估以及智能電網(wǎng)建設(shè)中的核心環(huán)節(jié)。隨著電氣設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量要求的不斷提高，傳統(tǒng)的粗略監(jiān)測(cè)方式已無(wú)法滿足需求，必須依賴先進(jìn)的檢測(cè)儀器、標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)方法以及科學(xué)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)全面、可靠的數(shù)據(jù)采集與分析。本文將深入探討電壓和短時(shí)中斷檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)，包括主流檢測(cè)項(xiàng)目、先進(jìn)檢測(cè)儀器、常用檢測(cè)方法以及國(guó)內(nèi)外主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，為電力系統(tǒng)運(yùn)維、設(shè)備研發(fā)和電能質(zhì)量治理提供理論支持與實(shí)踐指導(dǎo)。

主要檢測(cè)項(xiàng)目

電壓和短時(shí)中斷檢測(cè)主要涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目：電壓幅值波動(dòng)（包括過(guò)電壓、欠電壓）、電壓驟降與驟升、短時(shí)中斷（包括完全中斷與部分中斷）、電壓諧波畸變、頻率偏差以及電壓不平衡度。其中，電壓驟降和短時(shí)中斷是最為敏感的檢測(cè)對(duì)象，常作為電能質(zhì)量事件的標(biāo)志性特征。短時(shí)中斷通常定義為電壓幅值降至額定值的10%以下，持續(xù)時(shí)間在10ms至10s之間，這種事件在雷擊、開(kāi)關(guān)操作或設(shè)備故障時(shí)頻繁發(fā)生，對(duì)敏感負(fù)載如PLC、精密儀器和數(shù)據(jù)中心構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

常用檢測(cè)儀器

為實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和短時(shí)中斷的高精度檢測(cè)，目前廣泛使用的專業(yè)電能質(zhì)量分析儀，如Fluke 435、Hioki PW3390、Yokogawa PQ3100等。這些儀器具備高采樣率（通常達(dá)10kHz以上）、寬動(dòng)態(tài)范圍和快速響應(yīng)能力，能夠捕捉瞬態(tài)事件。此外，智能電表（Smart Meter）與分布式監(jiān)測(cè)終端（如PMU，相量測(cè)量單元）也逐漸集成電能質(zhì)量檢測(cè)功能，支持實(shí)時(shí)上傳數(shù)據(jù)至能源管理系統(tǒng)（EMS）。對(duì)于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，可采用電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（PQMS），通過(guò)多點(diǎn)布設(shè)、數(shù)據(jù)集中分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)區(qū)域電網(wǎng)電能質(zhì)量的全面掌握。

檢測(cè)方法

電壓和短時(shí)中斷的檢測(cè)主要采用時(shí)域分析法與頻域分析法相結(jié)合的方式。時(shí)域分析法通過(guò)高采樣率記錄電壓瞬時(shí)值，利用滑動(dòng)窗口算法識(shí)別電壓跌落、中斷等事件。例如，采用IEC 61000-4-30標(biāo)準(zhǔn)中定義的電壓驟降檢測(cè)算法，設(shè)定閾值（如額定電壓的90%）和持續(xù)時(shí)間（如10ms），自動(dòng)標(biāo)記事件起止時(shí)刻。頻域分析則用于識(shí)別事件是否伴隨諧波或間諧波，常借助傅里葉變換（FFT）或小波變換完成。近年來(lái)，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的事件識(shí)別方法也逐漸應(yīng)用，如使用支持向量機(jī)（SVM）或深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）對(duì)復(fù)雜電能質(zhì)量事件進(jìn)行分類與預(yù)警。

主要檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際上，電壓和短時(shí)中斷檢測(cè)遵循一系列權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)。其中，IEC 61000-4-30《電磁兼容—第4-30部分：試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)—電能質(zhì)量測(cè)量方法》是核心標(biāo)準(zhǔn)，定義了電壓驟降、驟升、中斷的測(cè)量條件、計(jì)算方法與合格判定規(guī)則。IEC 61000-4-11則專門針對(duì)電壓暫降和中斷的抗擾度測(cè)試。在中國(guó)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549-2023《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》和GB/T 18481-2001《電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變》也對(duì)電壓事件的限值和測(cè)量方法做了詳細(xì)規(guī)定。此外，IEEE 1159標(biāo)準(zhǔn)系列為北美地區(qū)廣泛采用，提供了電能質(zhì)量事件分類、監(jiān)測(cè)與評(píng)估的完整框架。遵循這些標(biāo)準(zhǔn)，可確保檢測(cè)結(jié)果的可比性、可重復(fù)性與合規(guī)性。