电网电压暂态扰动机理与工业设备抗失压防护策略研究

什么是晃电？

国标GB/T 30137-2013 中定义:工频电压方均根值突然降至额定值的90%~10%，持续时间为10ms~1min后恢复正常的现象。Acrel8757+V

晃电的原因

1.系统侧因素

短路故障：雷击、线路接地、设备误碰等导致电网短路，故障点电压骤降，并通过电网传播至用户侧，是造成严重电压暂降的主因（占配电网故障的95.4%）

保护装置动作：自动重合闸、备用电源切换等操作会引起短时电压波动

2.用户侧因素

大容量负荷冲击：如大型电机启动时，定子电流突增（可达额定电流5倍），导致电网阻抗压降。

冲击性设备运行：电弧炉、轧钢机等非线性负荷投切引发电压波动

晃电危害量化分析

电压暂降对工业场景的损害体现在多维度：

1.设备级危害

• 接触器脱扣：电压低于50%~70%时，接触器线圈失电，导致电机停机（占低压电机停机的80%以上）25。
• 精密设备故障：PLC、变频器等敏感设备在电压暂降时误动作，造成芯片损坏、数据丢失，半导体行业单次事故损失可达数百万3611。

2.生产级危害

• 非计划停机：石油化工等行业因连锁停机导致原料浪费、安全风险，恢复成本可达每小时数十万元210。
• 产品质量下降：如汽车焊接机器人因电压波动导致产品报废率上升

工业场景抗晃电解决方案

晃电治理-接触器回路常见晃电治理方案

UPS供电-通过UPS保障电源侧供电

防晃电接触器-采用带防晃电功能的接触器

再起动控制-通过电动机保护器等设备在二次控制回路弥补

抗晃电装置-通过专用模块对接触器进行保持和控制

方案对比

动作逻辑

晃电治理-变频器常见治理方案

一般变频器都有过压、失压和瞬间停电的保护功能。变频器的逆变器件为IGBT，在失压或

停电后，将允许变频器继续工作一个短时间TD，若失压或停电时间TOTD过长，变频器自

我保护停止运行

UPS供电

变频器自启动

直流支撑技术

控制电路失压再起动

方案对比

软启动器在工业现场多用于45kW以上的大功率电机，具备软启动、软停车和各类保

护功能。其作用是实现在整个启动过程无冲击而平滑的起动电机，防止起动阶段出现大

电流，保障大功率电机的正常起停和使用寿命

相比变频器，软启动器本质上是一个调压器，无法调频调速，变频器几乎具备软起

动器的所有功能，因此适用于变频器晃电再启动的ARD-KHD-S03F同样适用于软启动

器的晃电再启动。