机械加工类工厂电网的消极特性研究与实践

陈刚 130012 长春一汽轿车股份有限公司工厂服务部

摘 要 分析了我国工厂低压电网消极特性的实质性存在和对设备的危害。结合实践进行有益的探讨，并提出有关的技术及管理措施。

关键词 低压用电电网 消极特性 危害 措施 

1 概述

     以往的国家电网,由于主要服务于几十年一贯制的继电类控制设备和各类电机的拖动,用电设备以127V以上的强电为主,因而对电网没有非常高的品质要求.

     20世纪80年代以后,微电子系统控制的设备越来越多地进入我国工业企业,尤其是90年代以来,随着工业电子、计算机、数控、工业总线、测量等技术的高速发展,我国工业控制更以前所未有的速度迅速实现由"强"到"弱"的革命性的转化.这种革命源于改革开放以来,我国大规模的国外先进技术引进.当然,这种转化也带来了对工业电网更多的特殊要求.

     以笔者所在工厂为例,由于近年来进口及国产微电子设备越来越多,所占固定资产总额也越来越大,现有量约30台,资产一亿多元.而且,这些设备占据全厂几乎全部最重要的工位.对其维护管理的特殊要求也越来越提到议事日程上来.

     几十年中,传统的用电习惯,给我们带来了诸多的思维观念上的惯性.这种思维惯性将成为我们更好地应用高技术设备的桎梏.显然,认真剖析我国传统电网中的各种不利于高新技术设备运行的消极因素,对我们更新观念,更好地发挥各类新技术设备的作用有着极其重要的指导意义.

2 我国工厂电网的现实状况评价

2.1存在的消极因素

    (1)电压波动幅度大

    我厂历史上一直不同程度存在电网电压波动过大的问题,正常班次内不同时期曾达330～440V.极不利于设备的正常运行,常造成设备电气系统的损坏.

    (2)大负荷设备的冲击

    另外,我厂大负荷设备较多,其启动冲击大.现场设备,尤其微电子设备经常造成故障停机,不利于设备的安全操作.如缸盖线的数字板卡反应就特别明显.

    (3)功率因素补偿

    我厂虽然已有部分功率因素补偿装置,系统功率因素有较大的改观,但需人为控制,无法对电网的负荷变化实现动态监视和切换.因此,这也是造成现场负荷低峰期电压过高的原因之一.如人为摘除补偿装置,电压虽可降低,但实际上又增加了线路传输损耗,降低了功率因素,不利于节能.而且,用电高峰时,补偿设备需要人为重新投入.这种人为控制的滞后作用显然无法实现最佳补偿.因而,我们认为传统的功率因素补偿装置是不适合我厂现场设备特点的.

    (4)干扰问题

    工业现场的各种干扰一直是困扰我们的一个重要难题.这些干扰来源于大量的大功率变频设备、大负荷冲击、电感性负载等.它们在电网中产生大量高次谐波和浪涌冲击,直接危及微电子设备的安全运行,造成系统的损坏.

    (5)接地问题

    这同样是一个容易被我们忽视的问题.传统继电设备环境下,设备接地电阻只考虑人体触电防护的需要，国家标准为4Ω.但随着大量微电子系统的采用,尤其是计算机控制的日益普及,对接地的要求也越来越高.接地不良造成的电子系统损坏已是影响高技术设备运行的一个重要原因.

    (6)传输损耗

    这是一个容易被忽视的问题，但当供电能力不足，系统特性软时，传输损耗就显得相当重要。一般的工业厂房，低压供电传输距离几百米的，传输压降达十几伏左右。

    (7)负荷均衡和调整

    对负荷的均衡和搭配的合理性的研究一直未能引起我们的重视。事实上，这方面的工作对设备的正常运行也至关重要。从后面的分析中我们即可看出。

2.2对设备的损害

    由于以上各种消极因素的存在,给我们的设备造成了严重的伤害.比如各种数控系统、试验设备、在线量仪等.大部分的损坏体现为板卡的烧毁。为此付出的维修费用达数百万计,严重时年付出该类维修费用近百万元,并造成了大量的故障停台,直接影响到生产的正常进行.

    由此可见，电网对设备的影响已经到了必须引起充分重视的时候了。

3 对电网各类消极特性的技术分析

3.1供电不足

   (1)用电峰点和谷点的网络电压波动

    由于生产周期的影响，用电负荷也呈周期性的变化。如，休息时间和交接班区段用电负荷较低，负荷曲线处于谷点；而每个生产班次的中间时段负荷较高，负荷曲线处于峰点。网络电压的变化却恰恰相反，负荷峰点恰是电压的谷点，负荷谷点又是电压的峰点。

    我厂历史上，供电最大波动范围一日内高达70～80V左右，波动幅度20%。最高时曾达到440V，最小时为330V。

    (2)电压波动对电机特性的影响

根据电机学原理,给出电机的输出最大转矩：

                            MmαU²。                                   (3-1)

    即，异步电动机的输出最大转矩和供电电压的平方成正比。

    由上述关系，可以看出，欠压的一个最直接的后果，就是将对电机的输出转矩产生明显影响，而且这种影响是平方倍的关系。例如，电压下降10%，即标称电压的0.9倍,电机转矩输出能力则为额定转矩的0.81倍。可见，网络电压的下降，将较大幅度地损失电机的拖动能力。

欠压时，电机的机械特性将发生变化（图1），这样,就易于造成电机的过载损坏。

特别值得提出的是，我国随设备引进中，进口了大量460V/60Hz的异步电机，理论和实践都表明这类电机在我国380V/50HZ的三相电网中有如下特点：

1） 最大驱动转矩基本不变，略下降3%左右。

2） 转速下降1/6，即16.7%.

3） 同样的机械负载下,工作电流下降了10%以上.

4） 对恒转矩负载,输出功率亦下降1/6.

5） 由于频率和工作电流的下降,该类电机的铜损和铁损都有下降。

    工作电流的下降,表面上看起来是好事。但其中的一个重要问题是,要达到和原来460V/60HZ电网下同样的工作电流,需要拖动更大的负载机械转矩.而原有引进设备的所有热保护(过载保护)均是由电流整定的,这就产生了一个问题:即热保护器件要起作用,需要的机械负载反倒增加了10%以上。从电机机械特性上看,导致过载保护起作用的点右移了（图2）。

这时,如果电网再欠压,造成最大输出转矩下降,则过载保护完全有可能失去作用.如图2虚线部分,由于Mb’超出机械特性曲线,将造成电机过载直至堵转,过载保护仍未起作用的后果.其结果是,更加加大了电机烧毁的可能性。

事实上,我厂建厂初期,由于电网电压明显偏低,曾经有几十台引进设备上的电机堵转而烧毁.

（3）对微电子系统的影响

网络电压偏低对电子系统影响最明显的环节莫过于交流/直流信号输入转换环节。

图3是一个典型的AC/DC信号输入电路图，它们几乎应用到所有的电子系统控制的现场开关信号采样中。

    当输入电压U1下降较大时，就有可能使光电耦合器后续直流电路发生逻辑错误。尤其对使用年限较多的系统，元件参数因老化而发散，电路输入信号门槛电平变化较大，这种影响可能会加重。笔者所服务的工厂，曾经在电力供应严重不足，网络电压达350V以下时，设备大面积出现类似情况而引发大量故障。

    另外一个重要的影响就是，网络严重欠压也将引起一些功能较为简单的直流电源不能正常供给需要的直流电压。从而直接影响电子系统的正常工作。

（4）对低压继电设备的影响

电网供电不足对低压继电设备的影响非常明显。如电磁阀、接触器、继电器等靠电磁力工作的低压电器，可能在负荷不正常时较多地出现吸合不牢，而导致磁路闭合不良而过电流烧毁的情况。特别是当使用同一电力线路供电的临近大容量设备启动时，电网电压瞬时明显下降，这种影响就更大。

3．2大负荷冲击带来的影响

    所谓大负荷冲击，是指大的用电负荷在短时间内启动供电。如大容量电机，由于启动时转速低，机械功率输出建立有一个过程，电网电压将造成大的启动电流。另外，中频淬火设备淬火瞬间也将产生极大的局部负荷电流。这个大的冲击电流会在短时间内造成局部电网压降过大。

当电网供电能力较为富裕时，电网抗大负荷冲击的能力比较强。而当电网供电能力不足时，就会在短时间内造成局部电网更大的欠压，这种电压的“陷阱”也会对临近的用电设备造成严重危害。

这种危害的特点是：它在短时间，比如几秒钟或更短的时间内形成；电压“陷阱”幅度比一般欠压大，局部的危害程度可能更严重。

在机械类工厂，其危害一般直接表现在：

（1）对电子系统

它会在瞬间造成电子系统出现逻辑错误。不同的是，由于它是短时间内形成的，只引发设备偶然性故障，不会对设备造成长时间的影响。但这种短期影响往往对设备是致命的。

（2）对加工过程

设备加工中，可能由于突然产生的电压“陷阱”，造成电机输出扭矩瞬时下降，而出现打刀事故。但由于作用时间短，一般不会烧毁电机。

除此之外，这种短时间作用的大负荷冲击对低压继电设备影响不大。

3．3干扰问题 

    工业现场的干扰是一个极为复杂而且又十分棘手的问题，本文只从供电电网中串入的典型干扰角度和笔者在实践中的一些体会做一些探讨。

（1）电感性负载断开时产生的干扰

    在机械加工类工厂，最具代表性的是电感性负载，这类负载占据了用电负载的绝大多数，如电机和低压继电电器等。从下面的分析中，我们可以发现，电感性负载如果使用不当，会对我们的设备产生怎样的危害。

我国现行设计标准，对这类产品是否应该采取措施避免对电网的损害方面没有硬性规定，机床设备的设计中一般也不采取任何措施。而从国外引进的设备中，我们会发现，这方面的措施却相当完善。这无疑反映了我们认识上与发达国家之间存在的巨大差距。

1）电感断电时的浪涌电压

我们知道，电感性负载在断电期间由于电流被强行切断，会产生高压。这个电压与原来工作时相反。反压值：

                          Ur=-Ldi/dt                               （2）

据有关资料显示，由于电流瞬间被切断，反压值将达到电源电压的10-200倍，这个高压反冲又会在切换触点上产生电弧放电。无论是高反压，还是放电电弧，都将进入电网，并对临近电子设备产生干扰。图4是电感性负载在切断时的反冲电压波形。

2）电感性负载切断时产生电弧

触点在切断电感性负载时会产生电弧是每个电专业人员都知道的，但对其危害多数人却只知道它会烧蚀触点，对其干扰危害却知之甚少。

由于触点间的火花放电，将在电网中产生强烈的尖脉冲干扰。图5是在一个直流电子系统信号端串入的干扰波形。

这种尖峰脉冲一旦达到一定强度，将对电子系统，特别是数字系统造成干扰，引发数字系统出现逻辑错误。

（2）电机调速系统等对电网的影响

随着自动化技术的日益发展，可控硅和大功率晶体管器件在可变电源、变频调速等系统中获得了越来越广泛的应用。但它们同时却给我们的电网带来了诸多的负面影响。

其中较为典型的是PWM调速技术的使用对电网的干扰。其基本原理是用可控硅或大功率晶体管器件对电机电源进行所谓“脉冲宽度调制（PWM）”，即对电机进行脉冲式供电并控制电机的供电脉冲占空比来调节电机运行的平均电压，以达到调速的目的。

图6、图7是电机的典型PWM控制波形图。

由图中波形可以看出，PWM控制的基本特点是对电机进行脉冲式间歇供电，由于电机是电感性负载，这就出现了前面探讨的电感性负载断电时所存在的问题。尽管实际PWM电路会采取许多措施去抑制电机绕组的浪涌对电网和功率元件的影响，但当脉冲频率较高时，仍然会对电网产生强烈的干扰。

图8是在一个15KW的交流调速变频器启动后，从附近的一套电子线路上测得的被干扰的信号波形图。这个干扰给被干扰电路造成致命影响，使一套步进驱动系统精度完全丧失。由此可见这种干扰危害的严重性。

（3）开关电源

随着电子系统的日益增多,开关电源以其体积小,效率高等优点而得到日益广泛的应用。但由于开关电源的工作方式和PWM调速系统相似，功率器件也工作在脉冲状态，因此，同样会对电网形成干扰。

图9显示了开关电源在一个周期内电感负载的浪涌干扰。

非常明显,由于开关管的轮流导通和截止,将形成一系列周期性的浪涌干扰串入电网.虽然可以在电源电路中加以抑制,但当开关频率较高(资料显示20KHz),功率较大时,也会对环境形成危害.

（4）其他

事实上，进入电网中的干扰因素还很多，它们通过导线传导和电磁辐射等方式传播，并对网络中的各种设备，尤其是电子系统形成危害。

3.4接地系统

按常规理解，接地系统种含义：一是保护接地，用于保护人身和设备安全；二是信号或电源地，作为一个基本电位基点；三是屏蔽接地，用于电磁屏蔽。对于电力电网来讲，主要是指第一、二种情况。

(1)我国电网接地系统的现状

我国传统的工厂电力配电系统接地标准是依据380V/50HZ作为基准数据制定的，即通常所熟悉的4Ω。这个标准在很大范围内还作为我们衡量电力系统接地是否正常的判断根据。它是综合考虑在工频电网下的人身和设备安全而制定的。

但从下面的分析可看出，这个标准远远不能满足设备使用的需要。

(2)接地不良的危害机理

接地不良会对设备构成危害。基本原因就是，从接地系统串入了强干扰。

1)关于公共阻抗

公共阻抗是接地系统不良形成干扰的一个原因。图10较好地说明了这一点，一台机床因接地不良，形成对系统电源地的公共接地阻抗Rg。由于Rg的存在，回路1和回路2的电流变化无疑将互相形成影响。这种影响随Rg的增大而增强。

2)电容性耦合

干扰的另一个重要途径是由于电路的电容效应，从干扰源上耦合过来的。这种耦合可以通过良好的接地去除。

图11中，左边的例子由于电箱不接地，电箱内的电场会对外部的导体造成干扰。右边由于电箱有良好的接地，外部导体将不会受到干扰。外部电路受干扰的程度理论上与接地阻抗成正比。

(3)新技术设备对接地系统的要求

事实上，由于近年来我国对大量高新技术设备的引进和自身设备技术的发展，工控机、数控系统、PLC、控制总线、量仪、变频系统等基于微电子技术的控制系统在我们的企业中被广泛使用。微电子系统的明显特点是工作电压很低（3～15V），速度也越来越快，其正常工作对机床接地的要求也越来越高。

从目前流行的以486及奔腾CPU作为控制核心芯片的数控系统来讲，如德国西门子公司的840C、840D系统，其安全使用要求的正常接地标准为0.1欧姆。我国多个厂家的使用经验证明，其接地做到0.5Ω以下时，系统使用是相对安全的。接地不良的直接后果是易引起部分板卡及传感器的损坏，并造成经济损失和不必要的外事纠纷。

可见，重新理解和认识接地系统的重要性是非常迫切的。

3.5系统损耗

    在我国现行的低压用电网络中，损耗是一个非常严重的问题。基本原因是用户对用电品质的不重视和国内电器产品的设计对电网的特殊要求考虑不足。

(1)网络传输损耗

网络的传输损耗基本来源于：

1)母线的连接开关和大量接头造成的压降。

2)线路本身电阻的发热损耗。

3)电磁辐射损耗。

这些损耗经常不被看重，但事实上其影响常常是不可忽略的。

用电经历中，曾实测到300m左右的供电距离，线路传输压降即达到十几伏。这在某些供电电压不足的场合，足以对设备运行造成影响。

另一个方面，所谓“集小川而成江河”，仔细算算帐，能源的附加损失也是一笔可观的数目。

(2)负载无功损耗

负载的无功损耗来源于工厂使用的大量无功负载。机械类工厂的无功负载绝大多数是感性的，诸如电机、电磁阀、变压器、感应圈等等。这也就不可避免地产生大量的无功电流。

其直接后果是：

1)增加了传输线路的电流总量，从而加大了传输损耗。

2)电力变压器需提供大量的无功功率，从而使功率因数降低，直接降低了变压器的使用效率。

3)大量的感性负载在做开关切换时，会产生尖峰干扰，使电网品质下降。（见关于干扰部分）。

4)我国现行电费收取标准中，把功率因数作为重要的考核项目。过高的无功损耗将造成直接的经济负担。

因此，对无功损耗进行抑制是极其必要的。

(3)电力变压器损耗

电力变压器的损耗主要来自于其铁损和铜损，这在相关理论书籍中有非常成熟的探讨，这里不再赘述。

需要说明的一点是，我们对电网无功损耗的控制、三相负荷的均衡等对电力变压器的运行效率提高无疑是有益处的。

3.6三相负荷均衡和搭配

电力系统负荷的均衡是一项非常重要的工作。较为严重的负荷不均衡对电气设备的运行将有重大的影响。下面从几个方面进行分析。

(1)中性点的偏移

理论上，电网三相负荷绝对平衡时，中性线上没有电流。A、B、C三线对中性点电压（相电压）相等。但当负荷不均衡时，将使中性点发生偏移，即相电压不再相等，且中性线上将有电流产生。

但如果中性线连接良好，这种影响将不会非常大，一般不会对设备造成明显的影响。

(2)三相不平衡对电力变压器的影响

三相负荷的不平衡会影响变压器的最大输出能力。变压器的额定输出功率是在负荷均衡的条件下定义的。由于变压器各相电压、电流的额定限制，负荷分配不平衡将无法使得变压器输出最大的额定功率。反过来讲，负荷不平衡将加大变压器的负担，影响其效率得到有效发挥。

 (3)零线开路的后果

在一个负荷平衡不好的三相四线制系统中，零线（中性线）开路可能造成严重的后果。而且，负荷平衡程度越差，这种后果也就越严重。原因很简单，由于没有了中性线的电位钳制，用电设备端的中性点将发生较为严重的偏移。有些电机可能会因此运行特性变坏，直至烧毁。电源系统也可能因过压而损坏器件。

(4)电机损耗的增加与效率的下降

电机在三相电压不平衡时，其损耗将增加，且效率将有所下降。特别是在地线不良或开路时将更加严重。其直接反应是电机发热和有嗡嗡声，出力不足等。

为使系统电网运行性能得以改善，有效地保障设备的正常运行，应该合理分配负荷，使三相负荷均衡运行，以及根据负荷性质和特点进行分类供电，尽量减少负荷分配给设备造成的影响。

4 实践与对策

4.1技术上的对策探讨

面对电网的诸多不良特性，给设备运行带来各种各样的问题。经过多年的实践，摸索出一系列应付的策略。现择其主要内容介绍如下：

(1)电网干扰问题的对策

由于干扰问题异常复杂，介绍干扰抑制方法的资料也非常多，我们不想做简单的重复。这里，我们仅就工作中一些特有的体会加以介绍。

1)认清干扰的面目才能制定更合理的方法

实践中一个重要体会就是：要想真正找到一个较好的抑制干扰的方法，就必须了解干扰的真面目。

一般讲，对干扰主要应弄清如下几个问题：

①干扰的来源。找到干扰源有时很简单，但有时又相当困难。但一旦找到了它，我们就可以在干扰源上下工夫。如改进设计减少干扰，加适当的屏蔽手段等。最好的抗干扰莫过于直接减低干扰源自身的干扰。

②干扰的传播途径。了解干扰的传播途径也异常重要。比如干扰是寄生在电网波形上传播的，还是通过辐射传播的等。如是前一种，则加抗干扰电路效果较好；如为后一种，则应对信号传输线及相关电路装置采取一定的隔离或屏蔽措施。

③干扰的形态。干扰的具体形态通常可以在示波器上捕捉到。一旦知道了其形态，往往可以找到非常好的抑制方法。

2)干扰抑制实例

这里举的例子，绝非常规的滤波电路。我们的本意是想在常规思维之外提示一点解决问题的新思路。

 我厂的部分设备使用了步进电机控制系统。其电机驱动装置要使用一定频率的脉冲列。由于此时的脉冲未经放大，电网干扰源（如变频器等）的干扰脉冲混入正常信号中，经放大后会对系统构成严重干扰，影响设备的加工精度。

前面图8即是被干扰的信号在示波器下的显示图。图中，可以看到有大量的干扰脉冲被串入到正常信号中。但它有明显的特点，即宽度明显要比有用信号小得多。

经过反复试验，自制了“看门”电路，针对高次谐波的特点，有效地滤除了它的影响。其原理如图13所示。由于干扰的信号窄得多，可以利用单稳态触发器屏蔽掉干扰信号，而有用信号顺利通过，再经分配放大，对电机驱动没有任何影响。图中的单稳态触发器为标准电路，细节未画出。

    因为干扰信号较窄，经过“与”门后被单稳电路削掉，从而得到滤除干扰的有用信号。这一电路要装在干扰串入的传输线末端和脉冲分配电路之间，才能有效滤除干扰信号。

         这个电路不适合频率非常高的信号电路，且滤除不掉跨越单稳态信号后沿的干扰，应结合其它滤波方法，以取得更好的效果。

3)设备电气安装中减轻干扰的措施

①对电箱的元件进行合理布局。通常的方法是，强电部分和有强干扰源的装置要单独用一个电箱，而弱电部分则另外做一个电箱，两个电箱距离尽可能远一些。这样可以较大程度降低干扰的影响。

②线路上强弱电的分离。这是一个极为重要的手段，对减少辐射式干扰非常有效。亦即，强弱电传输线尽可能分离，分别走不同的接线盒、线槽或管路，以减少其交会的机会。

③关于电路的隔离。所谓电路上的隔离，即有强干扰的电路和微电子电路设计上要避免使用公共的控制电源、变压器、接地点等。

④空间屏蔽。这里的屏蔽包括对有干扰源的信号传输线或易受干扰的信号传输线进行屏蔽，或者对变压器加屏蔽罩等措施。屏蔽线或屏蔽体一般要有一点可靠的接地。

(2)接地的处理方法

正确的接地方法对设备的稳定运行有着极其重要的意义。我们的设备使用中因接地处理不当造成设备问题的例子屡见不鲜。

1)关于接地标准

我国传统的接地标准是4欧姆，这是工频电网下的安全接地标准。但对微电子系统应用日益广泛的今天，这个标准已经不能满足设备安全运行的需要。据我们的使用经验和国外机床厂商提供的数据，较为实用的接地电阻应在0.5欧姆以内。这个问题上的观念更新已经显得日益迫切。

2)使用汇流排

机床的接地有其科学的方法。下面是一个数控机床接地系统的例子——经实践验证的良好的接地系统处理方法。

图14系统中，虚线为信号地，细实线为屏蔽地（金属外壳、框架等），粗实线为系统地（大地）。同时要注意：

①屏蔽地不要串联，要单独接地，以防断路和减小接地电阻。

②信号地不要在多处做重复接地，防止对地产生回路而形成环流。如果系统地做得不理想，信号地宁可不和系统地相连。

③屏蔽线只接一点地，这样做也是避免环流的产生。

3)接地体的埋设

 接地体的埋设方法可参照国家规定进行。如果一个接地体无法得到好的效果，可以考虑使用网状接地体或多点并联埋设接地体的方法。

(3)电网欠压的对策

1)稳定局部控制电压

对无法运行的设备，把用于控制的电压从线路上分离出来，通过加交流稳定电源的方法，把它稳定住。

所采用的稳压电源有电子稳压和磁共振稳压两种，如图15所示。

 2)降低信号的“门槛”

电压过低时，常常造成微电子系统失控。一个重要原因是，逻辑板卡中的AC/DC信号转换器不能正常输入信号。以我厂使用的NL-302L板为例，其原理如图16所示。

由于板卡器件参数漂移及电压低等原因，部分板卡不能正常识别外部开关的状态。经我们测定，其交流信号正常起作用的“门槛”分散在68V~104V。如图所示，对“门槛”高于100V的板卡，就无法正常检测可能的开关“通”状态，后续逻辑电路不能正常翻转，从而造成动作失控。

我们的办法是，适度降低变压器前的33K电阻，处理后的板卡“门槛”电压降到了95V以下，彻底解决了电压过低造成的自动线失控问题。

3)重新整定热元件

前面分析到电网欠压会对电机运行特性造成影响，进而使电机烧毁。由于分析中我们有了明确的结论——电机最大转矩左移而热元件动作点右移，因此，只需重新整定热元件的动作点即可。

(4)大负荷冲击

事实上大负荷冲击的处理比较简单，那就是：把大负荷设备（如淬火、冲压等）尽可能单独从铝母线引出，有可能的话，可以单独使用变电间。

(5)无功补偿问题

设备的合理补偿也是一个提高电网品质的有效办法。我们的看法有别于我国在这方面的传统观点。

1)关于就地补偿

在设计中，一般都没有对电机加补偿箱的习惯，因为它不影响功能的实现。但忽略了它们对电网的影响，尤其是微电子系统普及应用的今天。实际上，电机普及就地补偿不仅是出于对功率因数的考虑，同时它也有助于减轻电机这种感性负载在切合期间对电网产生的尖峰干扰。

我们的看法是，至少应该有一个标准：电机容量在某一数值之上（比如5KW）之上时，必须加就地补偿，并把它作为一个强制性标准。抛去短线视角，这样做的好处是不言而喻的。

2)变电间补偿——动态智能补偿

传统的变电间集中补偿是采用补偿电容进行定额补偿。如功率因数有较大变化时，由值班人员人工调整。这种补偿方式当然无法实现电力系统的最佳实时补偿。

为此提出一个全新的思路：

①利用测量系统，对电力系统电流和电压进行采样。

②把采样的信号通过A/D转换，送单片机进行分析解算。

③通过U、I相位关系来计算功率因数的变化。

④根据负荷电流的大小确定应投入的补偿电容量。

⑤由单片机系统把测量结果送显示，控制结果通过输出控制电路控制切换电容投入。

这就是所谓“动态智能补偿”的方法。这一方法通过厂校联合的方式，由哈尔滨工业大学开发出产品，并在我厂优先推广使用。由于根据生产负荷的变化实现了动态化的智能最佳补偿，其运行效果非常好。功率因数常年可保持在0.97-0.98，仅此每年可节约电费几十万元。

(6)负荷平衡问题

造成负荷不平衡的基本原因是对单相负荷的分配不均衡。通常的三相用电设备是不会造成不平衡现象的。

解决它的途径非常简单，只要安装设备时，注意观察一下电源系统三相的平衡状况，根据电网情况合理配置各相负荷就可以了。

再者，经常检查从电力输送线路的接地连接情况，减少连接电阻也对保证供电电压的平衡有至关重要的作用。

这个问题本身没有任何技术难度，重要的是观念上的重视。

4.2管理上的策略

纵观以上一系列分析，可以看到，电网的各类消极特性正在利用我们的盲目而无时无处不在地侵蚀设备。它象一只只无形的“黑手”，从我们身上不断窃取财富。追本溯源，除了技术上可以采取一系列措施来进行遏制外，更重要的是从管理制度上彻底斩断这只“黑手”。

(1)推行严格的定期检修制度，及时发现问题并予以处理，可以保证电力系统有一个良好的“体格”。内容无非检查各类电器的运行状态、传输电路压降、负荷及均衡情况、电网波动情况、接地状况等。

(2)强化就地补偿标准，应该有一个制度化的标准来规定对电机进行广泛补偿，这对改善电网运行状况有极大的益处。

(3)推广系统动态补偿，这种科学的补偿方式应该作为新技术来强制性推广，并大力开发更好的同类产品。

(4)我国的低压继电电器，如接触器、继电器等，应规定必须在线圈上并联浪涌抑制器，把它作为元件的一个必要组件。这方面国外很早就这样去做了，要做到这一点，就首先要在生产厂和用户中认识到它的重要性，摈弃短线经济眼光。

(5)重视系统接地，更新传统的接地标准。对接地系统的新要求要有一个实质性的更新认识的过程。

(6)治标还有一个治本的问题。国家电网中，增加必要的设备投入和进行技术改进，提高整体供电品质，使用户能用上稳定的、高品质的电力，同样是一件利国利民的事。

5 现实意义

以上对我国低压配电电网的各类消极特性从其基本的技术特性和危害机制上进行了分析，并从实践的角度提出了一系列探讨性的应对策略。

认真审视这些常常不被重视的危害，重新认识它，就会发现许多原先疑惑的问题原来是这么简单，而且这些向来被忽视的问题又是这么重要。

管理上重视它，技术上去解决它，给设备一个品质优秀的电网环境，将使各种高技术设备更好地发挥出应有的效益。