电压下降
电压下降肯能导致巨大的问题，例如：生产过程中的停产以及产品或工艺质量问题。这种电压降比中断更频繁的产生，但是在许多情况下不明确。电压降的商业影响一再被严重低估。
但真正的电压下降是什么？如何产生电压降？是否可以防止电压下降，或者我们是否必须通过及时识别来限制随之而来的损害？本文将更详细地讨论这些主题。
图1：电压下降的示例
图2：电压下降、欠压和中断之间的差异
如何产生电压降？
1.启动电流
电压降小的一个已知原因是电容器，电动机和其他设备的启动或浪涌电流。在下图中可以看出，电机启动时电流会短暂增加。浪涌电流导致阻抗Z和Z1两端的电压降。然而，它导致低压母线（下降区1）处的电压降较小，而阻抗Z1（下降区2）之后的电压降稍大。
这种现象的可能改进在于系统本身的优化，即电气负载的接通不应导致临界电压下降。典型的解决方案是足够的启动设备，例如PFC的电容器接触器或电机的软启动器，但也可以增加短路功率（降低阻抗），例如更大的电缆横截面，将连接点更改为更高的电网水平，更强的开关装置和变压器......
图3：大负载（例如点击）的启动肯能导致电压下降
2.低压网络中的短路
在低压网络中发生短路时，流过非常高的电流。短路电流的峰值取决于阻抗Z和Z3的值。在实践中，阻抗Z3是较大且主导的阻抗。阻抗Z3的值由电缆的类型（横截面，材料）和长度以及其他因素决定。电缆长度越大，由于阻抗越高，短路电流越小。短路电流引起阻抗Z两端的电压降，由此低压主分配母线处的电压短暂地崩溃（下降区1）。
如果发生短路，组3中的断路器应跳闸。如果断路器跳闸需要超过100 ms，则电压会在整个系统中深度下降100 ms。
图4：由于低压网络中的短路而发生电压降的操作情况的典型示例
3.中压网络中的短路
大多数情况下，电压降是在中压电网中引起的。典型的根本原因如下：
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道路工程
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挖掘和土方工程
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连接耦合中的闪络
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电缆老化
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架空输电线路短路（风暴损坏，动物等）
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雷击
下图显示了中压电网设计的典型示例。变电站/本地二级变电站（绿点）在环中彼此连接并连接到配电主变电站（蓝点）。戒指在某些位置打开（参见绿点环的右下侧）。如果短路，短路电流将流过（红线）。这将一直流动，直到配电主变电站中的断路器关闭环。这可以在左图（左上角环）中看到。
因此，在短路期间，将有短暂的高电流流动。由于网络阻抗，这导致整个网络中的电压短期降低。这种电压的短期降低作为“电压降”是显着的。
大约75％的电压降发生在中压电网中。消费者通常无法避免这些。
图5：大多数电压下降是由中压网络中的短路引起的
4.高压网络中的短路
高压网络中的短路并不常见，但如果发生这种情况，它们通常是由风暴或（故障）开关设备引起的。后者主要在高压线末端的区域。
电压下降引起的问题
电压下降可能导致计算机系统，PLC系统，继电器和变频器的故障。对于关键过程而言，单个电压降会导致高成本，因此连续过程尤其受到影响。这方面的例子是注塑工艺，挤出工艺，电缆和半导体工厂，印刷工艺或食品如牛奶，啤酒或点心的制备。
电压降的成本包括：
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停产造成的利润损失
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追赶生产损失的成本
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延迟交付产品的成本
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原材料浪费的成本
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损坏机器，设备和模具的成本
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维护和人员成本
从一个部门到另一个部门，单个电压降的平均成本差别很大：
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精细化学品€190,000
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微处理器100,000欧元
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金属加工€35,000
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纺织品€20,000
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食品18,000欧元
有时，过程在无人区域中运行，其中不会立即注意到电压降。在这种情况下，例如注塑机可以完全静止而不被注意到。如果以后发现这种情况，则会造成大量伤害。客户收到产品太晚，机器中的塑料硬化了。对于出版商或造纸业，纸张可以撕裂甚至引起火灾。
IT系统对电压降和电压中断的敏感性
IT系统特别容易受到电压降和电压中断的影响。这意味着，例如，由微处理器控制的所有过程都易受此类干扰的影响
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PLC系统
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变频器
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机器控制器
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数据中心的服务器
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个人电脑
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等等
信息技术行业委员会制定的ITI-CBEMA曲线定义了电压降何时会导致IT设备故障以及何时电压尖峰将导致IT设备损坏。虽然该模型是为120-V-60-Hz网络开发的，但它也可以应用于连接到230-V-50-Hz网络的设备。该模型可供制造商用作设计指南。
图6：ITI曲线（CBEMA）规定了电压降何时会导致IT设备故障
IT系统对电压降和电压中断的敏感性
IT系统特别容易受到电压降和电压中断的影响。这意味着，例如，由微处理器控制的所有过程都易受此类干扰的影响
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PLC系统
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变频器
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机器控制器
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数据中心的服务器
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个人电脑
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等等
信息技术行业委员会制定的ITI-CBEMA曲线定义了电压降何时会导致IT设备故障以及何时电压尖峰将导致IT设备损坏。虽然该模型是为120-V-60-Hz网络开发的，但它也可以应用于连接到230-V-50-Hz网络的设备。该模型可供制造商用作设计指南。
一个工作电压怎么会下降？
在某些情况下，通过更好的技术系统设计可以避免由启动电流引起的电压降。低压网络中由短路引起的电压降通常非常罕见。大多数电压降是由中压电网中的短路引起的。没有什么可以解决这些下降的原因。
可以通过以下方式防止跌落本身：
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静态UPS，带下游逆变器的直流电源。该解决方案通常用作应急发电机的桥梁。
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连续UPS，飞轮与负载一起运行（动态UPS）。在短暂中断或电压下降的情况下，能量从飞轮中汲取。这种解决方案并不便宜，通常用于数据中心。
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将过程的控制和调节系统连接到稳定的电源。
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电气基础设施的返工。这并不总是可行的，当然也不便宜。
由此我们可以得出结论，电压降的整流并不是便宜的事。在早期阶段检测电压降非常有效。利用良好的报告工具，可以确定根本原因，从而实现有针对性（和更具成本效益）的措施。
图7：UMG 604紧凑型网络分析仪注定用于发出电压降信号
信号电压下降
Janitza提供各种分析仪，能够识别短期中断和电压降。UMG 604网络分析仪持续监控800多个电气参数。所有通道每秒采样20,000次，这使得短期电压中断和下降可以发出信号并记录下来。可以根据这些事件发送电子邮件或短信。可以使用包含的GridVis-Basic软件包生成综合报告。
通过将UMG 604布置在供电领域，人们可以获得用于识别，记录，警告和报告电压降的**且成本有效的解决方案。该测量设备配备了一个WEB浏览器，可以直接从测量设备调出*重要的参数，无需大量投资，也无需复杂的软件程序。可以使用集成的事件浏览器分析中断和电压降并将其编译到报告中。
图8：电压波动由供电领域的网络分析仪识别
用于识别短期中断的Janitza测量设备是：
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UMG 604，用于DIN顶帽式导轨安装的紧凑型网络分析仪
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UMG 508，一种网络分析仪，具有用于面板安装的直观交互式彩色屏幕
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UMG 605，用于DIN顶帽式导轨安装的A级网络质量分析仪
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UMG 511，A级网络质量分析仪，带有用于面板安装的彩色屏幕
使用GridVis软件进行分析
GridVis基本许可证（GridVis-Basic）与Janitza免费测量设备一起提供。除此之外，使用此软件包还可以实现以下功能：
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读出实时测量值
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检索文件和图形中的历史测量数据
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分析短期中断，瞬态和电压降
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只需按一下按钮，即可打印完整的EN 50160报告
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生成好/错误报告。
通过集成的报告生成器，您可以自己定期编译简明的报告，概述通过ITI曲线（CBEMA）发生的电压降，短期中断和电压尖峰。
在下图中，可以看到发生了三次电压降，导致系统故障。
图9a：您可以使用GridVis自行进行综合分析。
图9b：您可以使用GridVis自行进行综合分析。