摘要：本文从较为广泛的视角分析了我国机电类工厂低压用电电网消极特性的实质性存在和对设备的危害。这些消极特性包括：电网电压波动、干扰、大负荷冲击、接地不良、负荷平衡、补偿方法等等。它们在我们的不经意中无时不在侵扰和损坏我们的设备，给我们带来重大损失。文章中对这些消极特性的侵害机制和预防方法，结合笔者的实践进行了大量有益的探讨，并提出了一系列有推广借鉴价值的技术及管理措施。文章中许多观点具有广泛性、代表性和实用性，对我们重新认识电网的品质问题，提高管理意识有着重要的现实意义。
关键词：低压用电电网、消极特性、危害、实践措施
一、问题的提出——设备现代化对电网品质提出的新要求
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。
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。
二、我国工厂电网的现实状况评价
(一)存在的消极因素
我们的低压用电电网长期以来存在着各种不利于设备运行的消极因素。具体表现在：
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。
(二)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。
三、对电网各类消极特性的技术分析
(一)供电不足。
A、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。
B、电压波动对电机特性的影响。
根据电机学原理，我们可以推导出电机的输出最大转矩：MmαU2。
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，我们可以看出：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。举个例子来讲，电压如下降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。