1 引言

供配电系统作为航天发射场的动力枢纽，负责为场区航天器、火箭和地面设备🍎在测试发射期间提供稳定、可靠的电力来源。&ꦺnbsp;为提升供配电系统的可靠性，中国各航天发射场均按一级负荷设计。

只有供配电系统安全稳定运行，才能确保发射任务顺利实施，尤其是在火箭转运至发射工位后，电能质量的优劣甚至直接决定发射任务的成败。 在衡量电能质量的众多指标中，电压暂降是一种无法避免的现象，它主要由外电网故障引发。 而目前中国各航天发射场普遍依靠市电作为主供电源， 因此均面临不同程度的电压暂降风险。 迄今为止，各航天发射🐽场已发生多次电压暂降事件，曾造成电压敏感设备供电中断，甚至影响到发射流程。

本文对航天发射场关键设备(简称关键设备，主要指火箭转运至发射工位后的关键用电设备)的负载特性进行分析，得出各设备𓄧的电压暂降敏感性，定性评估电压暂降对发射流程的影响，提出电压暂降的治理措施以及不同层级的解决方案。

2 电压暂降的影响分析

中国各航天发射场市政电源均采用2 路35 kV及以上电压等级的线路引入，场区内一次配电经中心变电站降压后采用10 kV 线路配出，末端集中设置10/0.4 kV 变电所向设备供电。 除市电以外，各发射场基本都设置自备电站。 受自备电站容量、覆盖范围以及能源供应等因素限制，发射任务期间，各发射场普遍以市电作为主供电源，这种供电模式决定了电压暂降会直接作用于关键设备的电源输入端。

2.1 关键设备负载特性分析

关键设备主要包括：发射场测控系统、通信系统、整流罩空调、发射塔平台油泵电机、发射塔摆杆油泵电机、伺服机构等。 其中测控系统、通信系统等特别重要设备均采用UPS 供电，具有较高的可靠性。 其余设备的用电特性与保障措施有以下特点：①负载侧均为电动机类负载；②电源侧均采用双电源经自动转换开关电器(Automatic Transfer Switching Equipment，ATSE)供电，远端由柴油机做备用电源，只有摆杆、伺服机构等中小容量设备增设UPS 作为应急电源；③驱动方式分为直接控制(接触器控制)、软启动(软启动器＋接触器)、变频控制(变频器)。

2.2 关键设备电压暂降敏感性分析

测控系统、通信系统均采用UPS 供电，可以避开电压暂降影响。 其余未采用UPS 供电的电机类关键设备，由于负载侧机械惯性的存在，电压暂降不会直接导致电动机停止运行。 电源侧虽然都采用ATSE，但转换延迟较大(通常不小于100 ms)，况且有可能出现2 路电源同时发生电压暂降的情况，即无法通过ATSE 自动切换让负载不受电压暂降的影响。 因此，关键设备受电压暂降影响的大小直接取决于其驱动单元(接触器、软启动器、变频器)的电压暂降敏感性。

1)接触器电压暂降敏感性：常规接触器控制线圈释放电压约为0.75 p.u.，释放延时为3 ～200 ms。 当接触器闭合，主回路接通时，电压暂降会造成接触器操作线圈电压过低甚至短时断电[7-8]，导致线圈对铁心的吸力小于释放弹簧的弹力，进而使接触器释放，造成主回路断电。

2)软启动器电压暂降敏感性：软启动器主要在电动机的启动阶段工作，基本原理是通过控制输出电压的斜坡上升，实现电动机的平滑启动，减少冲击。 这种工作特性决定了软启动器具有较宽的输入电压范围，额定工作电压范围一般为230～415 V。 但是，当电压暂降的残余电压低于工作电压范围下限的85%时，也会触发软启动器的欠压保护，导致停机。

3)变频器电压暂降敏感性：变频器由整流器和逆变器2 部分组成。 变频器欠电压主要指其中间直流回路低电压，即逆变器输入电压过低。 一般的变频器都具有欠压保护功能，欠电压保护设定值一般为0.85 p.u.。 变频器一旦遇到较为严重的电压暂降，会立即触发欠压保护机制，控制电路将短时间内(＜20 ms)停止向驱动电路输出信号，使驱动电路和逆变器停止工作，电动机将失去动力，进入自由制动状态。

2.3 发射流程电压暂降风险分析

接触器、软启动器、变频器均属于电压敏感类设备，极有可能受电压暂降影响而停机，但各关键设备因其工作时序、工艺流程分工不同，停机后对发射流程的影响也不尽相同。 由表1 可见，除采用UPS 保障的测控系统、通信系统以外，其余电机类设备一旦ꦇ遭受电压暂降，会对发射流程产生较大影响，尤其是摆杆油泵电机、ꦉ伺服机构、加注泵受电压暂降干扰后，极易造成发射中断甚至失败。 因此，必须采取有效措施对发射场电压暂降问题进行治理。

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