电压暂降的原因有哪些？

电压暂降的原因可归纳为电网侧故障、负荷侧扰动、外部环境影响三大类，其中电网侧短路故障和负荷侧冲击性负荷启动是最主要诱因，两者合计占所有暂降事件的 80% 以上。不同原因的发生场景、影响机制及频率存在显著差异，具体解析如下：

一、电网侧故障：最主要原因（占比约 60%）

电网自身的设备故障或操作失误，会导致电流骤增、电压骤降，且影响范围广（可能覆盖多个用户），持续时间多为 10ms~500ms。

1. 短路故障（占电网侧原因的 70%）

电网中线路、变压器、开关等设备发生短路，会产生巨大短路电流（可达额定电流的 10~30 倍），导致故障点附近电压急剧跌落，是电压暂降最核心的原因。

常见短路类型：

单相接地短路：配电网（10kV/380V）最常见，占短路故障的 60%~70%，多因线路绝缘破损（如雷击、树障）导致火线接地，电压跌落幅度通常为 30%~50%（0.5~0.7p.u.）；

三相短路：最严重但少见（占 5%~10%），多因变电站设备故障（如断路器爆炸），三相电压同时跌落至 0.1~0.3p.u.，持续时间≤200ms（保护装置快速跳闸隔离故障）；

两相短路 / 两相接地短路：介于两者之间，电压跌落幅度 40%~60%，常见于高压线路（35kV 及以上）。

影响机制：短路电流流过电网阻抗（线路电阻、电感），产生压降（U=IR+IωL），导致故障点下游电压大幅下降，如 10kV 线路发生单相短路，5km 外的用户侧电压可能从 10kV 跌至 6kV（0.6p.u.）。

2. 线路 / 设备故障（占电网侧原因的 20%）

电网设备故障（非短路）也会引发电压暂降，多因设备老化、维护不当导致：

线路故障：线路断线（未完全短路）、接触不良（如杆塔接头氧化），导致线路阻抗增大，电压损耗增加（如 10kV 线路接头接触电阻从 1Ω 增至 10Ω，100A 电流下电压损耗从 100V 增至 1000V，用户侧电压从 10kV 跌至 9kV）；

变压器故障：变压器绕组匝间短路（局部短路）、分接头接触不良，导致输出电压跌落，如 10kV/0.4kV 配电变压器匝间短路，低压侧电压可能从 380V 跌至 300V（0.79p.u.）；

开关设备故障：断路器、隔离开关操作时触头弹跳，产生短时电弧，导致电压瞬时跌落（持续时间 10~50ms，幅值跌落 10%~20%）。

3. 电网操作（占电网侧原因的 10%）

电网正常操作（如倒闸操作、设备投切）可能引发短时电压波动，若操作不当则升级为暂降：

大型变压器投切：变压器空载投运时产生励磁涌流（可达额定电流 6~8 倍），导致电网电压短时跌落，如投运 100MVA 主变，附近 220kV 母线电压可能从 230kV 跌至 210kV（0.91p.u.），持续时间 50~100ms；

线路 / 电容器组投切：切除重载线路（如输送 100MW 功率的线路）时，功率突然转移，导致电压波动；投切大容量电容器组（如 10Mvar）时，无功功率突变，引发电压暂升或暂降（幅度 5%~10%）。

二、负荷侧扰动：工业场景主要原因（占比约 30%）

用户侧负荷的 “突然启动、功率骤增” 会导致局部电网无功 / 有功需求突增，引发电压暂降，影响范围多局限于用户内部或周边小范围配网，持续时间 10ms~2s。

1. 大型电机启动（占负荷侧原因的 50%）

工业场景中，异步电机、同步电机启动时的 “启动冲击电流” 是最常见的负荷侧暂降原因：

影响机制：电机启动电流可达额定电流的 5~8 倍（如 1000kW 电机额定电流 180A，启动电流达 900~1440A），巨大的电流需求导致配网线路压降增大，电压跌落；

典型场景：钢厂轧机电机、化工厂压缩机、水厂水泵启动，如某 10kV 高压电机启动时，厂区 10kV 母线电压从 10.5kV 跌至 8.5kV（0.81p.u.），持续时间 200~500ms（直至电机进入稳定运行，电流降至额定值）；

关键因素：电机功率越大、启动方式越简单（直接启动 vs 软启动），暂降幅度越大 —— 直接启动的暂降幅度是软启动的 2~3 倍。

2. 冲击性负荷运行（占负荷侧原因的 30%）

冲击性负荷指 “功率快速波动、无功需求剧烈变化” 的负荷，运行中会持续引发电压暂降：

典型负荷类型：

电弧炉 / 中频炉（钢铁 / 金属冶炼）：熔炼过程中电弧不稳定，功率在 0~100% 间波动，导致电压频繁暂降（幅度 10%~30%，持续时间 50~200ms，每小时发生 5~10 次）；

电焊机 / 等离子切割设备（汽车 / 机械制造）：间歇工作，每次启动产生短时冲击电流（额定电流 3~5 倍），引发局部配网电压暂降（幅度 5%~15%）；

变频器驱动负荷（如电梯、传送带）：变频器 IGBT 开关产生高频干扰，同时动态负载变化（如电梯加速）导致无功需求增加，引发小幅暂降（幅度 5%~10%）。

3. 新能源发电出力波动（占负荷侧原因的 20%）

光伏、风电等新能源发电的 “出力骤降” 会导致电网功率平衡打破，引发电压暂降（尤其在新能源占比高的配网）：

光伏出力骤降：乌云遮挡、沙尘暴等导致光伏阵列出力在 1 秒内从 100% 降至 10% 以下，若电网无法及时补充功率缺口，会导致并网点电压暂降（幅度 5%~20%，持续时间 100~500ms）；

风电出力波动：阵风导致风机出力快速变化（如 10 分钟内从 50MW 降至 20MW），引发电网无功失衡，电压跌落（幅度 3%~10%）；

关键因素：新能源渗透率越高（如配网新能源占比＞30%），暂降发生概率越大，需依赖储能、SVG 等设备平抑波动。

三、外部环境与其他因素（占比约 10%）

外部环境因素通过破坏电网设备或干扰正常运行，间接引发电压暂降，具有随机性和季节性。

1. 自然灾害（占外部因素的 60%）

雷击：雷雨季节，雷击线路或变电站设备，导致线路绝缘击穿（引发短路）或设备跳闸，是户外电网暂降的主要自然原因 —— 某地区统计显示，夏季雷击导致的暂降占全年的 45%，幅度 30%~60%，持续时间 50~200ms；

覆冰 / 舞动：冬季线路覆冰、大风导致线路舞动，可能引发线路相间短路或杆塔倒塌，导致长时间电压暂降（持续时间＞500ms）；

洪水 / 地震：破坏变电站、杆塔等基础设施，引发大面积电网故障，电压暂降伴随长时间停电。

2. 外力破坏（占外部因素的 30%）

人为误操作：施工机械（如挖掘机）误碰高压线路，导致线路短路；工作人员误操作开关，引发电网功率失衡；

鸟类 / 树障：鸟类在杆塔上筑巢（叼金属丝导致短路）、树木生长触碰线路（引发单相接地），是配网暂降的常见 “隐性原因”—— 某城市配网统计显示，树障和鸟类导致的暂降占全年的 25%；

设备盗窃 / 破坏：盗窃线路绝缘子、破坏变电站设备，导致线路短路或停运。

3. 其他因素（占外部因素的 10%）

电网谐振：配网中电容、电感元件参数匹配不当（如大量光伏逆变器并网），引发铁磁谐振或串联谐振，导致电压幅值波动（部分场景表现为暂降）；

电压调节设备故障：有载调压变压器、调压器故障，无法及时调整电压，导致电压持续偏低（若跌落幅度＞10%，则判定为暂降）。

四、不同场景暂降原因的频率分布

应用场景	主要暂降原因（占比）	次要原因（占比）	暂降幅度（p.u.）	持续时间（ms）
城市配网（居民 / 商业）	线路短路（雷击 / 树障，40%）、变压器投切（15%）	小型电机启动（10%）、外力破坏（5%）	0.6~0.9	50~200
工业配网（钢厂 / 化工）	大型电机启动（30%）、冲击负荷（25%）	电网短路（15%）、新能源波动（5%）	0.5~0.8	100~500
新能源并网点（光伏 / 风电）	新能源出力波动（35%）、电网短路（20%）	SVG 故障（5%）、变压器投切（5%）	0.7~0.95	100~1000
农村配网	线路故障（树障 / 老化，50%）、雷击（20%）	小型电机启动（10%）、设备盗窃（5%）	0.5~0.85	200~1000

总结

电压暂降的核心原因可概括为 “故障导致电流骤增”（电网短路）和 “负荷导致需求突增”（电机启动、冲击负荷），两者分别从 “电网供给端” 和 “用户需求端” 打破电压平衡。不同场景的主导原因差异显著 —— 城市配网侧重电网故障，工业配网侧重负荷扰动，新能源场站侧重出力波动。了解原因是针对性治理的前提（如短路导致的暂降需加强线路绝缘，负荷导致的暂降需加装软启动器或 SVG）。

审核编辑 黄宇