定義

電壓擾動現象包含電壓暫升、暫降及中斷。

電壓暫升：工頻電壓均方根值暫時升高低至1.1 p.u. ~1.8 p.u.，並持續0.5週期~1分鐘後恢復正常的現象。

電壓暫降：工頻電壓均方根值突然降低至0.1 p.u. ~0.9 p.u.，並持續0.5週期~1分鐘後恢復正常的現象。

短時電壓中斷：工頻電壓均方根值突降至0.1 p.u.以下，並持續0.5週期~1分鐘後恢復正常的現象。

長時電壓中斷: 工頻電壓均方根值突降至0.1 p.u.以下，並持續大於1分鐘以上未能恢復正常的現象。

典型值

(1) 電壓暫升

典型肇因：由短路故障、超載、變壓器加壓勵磁或電動機啟動等原因所導致的短時間電壓有效值下降[1]

幅值變化 :電壓有效值1.1 p.u. ~ 1.8 p.u.

持續時間 : 0.5週期~1分鐘

(2) 電壓暫降

典型肇因：由非接地電力系統的單相接地(SLG)故障、大容量負載解聯、或大容量電容器組投入等原因所導致的短時間電壓有效值上升。

幅值變化 :電壓有效值0.1 p.u. ~ 0.9 p.u.

持續時間 : 0.5週期~1分鐘

(3) 電壓短時中斷

典型肇因：因故電壓低落嚴重或斷路器跳脫，經一段時間延遲後故障排除或斷路器再行復閉，所導致的短時間供電中斷。

幅值變化 :電壓有效值< 0.1 p.u.

持續時間 : 0.5週期~1分鐘

(4) 電壓長時中斷

典型肇因：因故電壓低落嚴重或斷路器跳脫，所導致的長時間供電中斷。

幅值變化 :電壓有效值< 0.1 p.u.

持續時間 : > 1分鐘

影響

當發生雷擊、鹽害或人為引起之事故，導致系統電壓暫升或暫降之電壓擾動，引起系統欠電壓或過電壓保護電驛動作而造成電力中斷，或影響設備正常運轉。其中，於非接地系統發生單線接地故障時，於未故障的兩相會提升，而引起電壓暫升現象。若因故障所引起之電壓暫降，其持續時間亦與保護機制有關，典型故障清除時間約為4個系統週期，斷路器瞬時復閉時間約為30個系統週期，斷路器的延時復閉約為120個系統週期。電壓暫降或暫升對設備可能產生之影響包含引起控制設備誤動作、電腦伺服器當機、電磁開關跳脫、電動機轉速改變或停止運轉、照明設備故障、變流器換向失效等。

限制值參考

設備可承受電壓降幅因其產品及用電性質而異，而電壓暫降或暫升對設備的影響跟電壓變動幅值與其持續時間有關，CBEMA標準曲線在1996年根據八種由八家不同廠商所生產的個人電腦電源供應器的測試結果，加上工作小組對個人電腦電源供應器性能之研究，所制定由國際資訊設備廠商所認可的新標準。

CBEMA標準曲線源自美國「電腦事務設備製造商協會」(Computer and Business Equipment Manufacturers Association, CBEMA)於1977年為電腦設備所制定之電源標準，其擬定之對象為單相標稱電壓120 V，系統頻率60 Hz的資訊設備。隨後CBEMA標準曲線被收錄於IEEE 446-1995標準中作為資料處理設備之電源標準。於1994年CBEMA改組為「資訊技術工業委員會」(Information Technology Industry Council, ITIC)，故新的標準即稱為ITIC曲線。ITIC標準曲線是由CBEMA標準曲線修訂而來，如圖 1所示。ITIC準曲線橫軸為電壓變動持續時間，縱軸為額定電壓的百分比。於圖中上方之曲線代表設備對電壓升之耐受能力，下方曲線表示設備對電壓降之耐受能力，由此兩條曲線將二維平面區分為禁止區(prohibited region)、無損區(no damage region)與功能無中斷區(no interruption in function region)等三個區域。

圖 1 ITIC標準曲線(2000)[2]

禁止區表示電壓擾動幅值與持續時間已超出設備可承受之範圍，可使設備電器性能受損且恢復正常供電後無法復原。無損區表示電壓擾動與其持續時間不影響設備電器性能。功能無中斷區表示電壓擾動與其持續時間會對設備電器性能產生影響，但恢復正常供電後性能也能恢復正常，於功能無中斷區共包含七種電壓擾動現象，如圖 25所標示：

(1) 穩態容許區

電壓變動於標稱電壓的±10%範圍內維持固定幅值或緩慢變動。於此區間之電壓沒有持續時間的限制，其變動視配電系統負載之變動而定。

(2) 電壓暫升

電壓有效值上升大於+10%標稱電壓，持續時間不超過0.5秒。此電壓擾動可能的原因為大型負載切離系統，或電壓由市電以外之電源提供所致。

(3) 高頻衰減振盪

暫態電壓低頻振盪通常由配電系統中的功因補償電容器引起，其頻率可介於 200 Hz至5 kHz，視系統阻抗與共振頻率而定。此類暫態電壓大小常以標準電壓峰值的百分比表示。此振盪通常可於半個系統週期內完全衰減。

(4) 高頻脈衝與振盪

此電壓擾動為典型暫態雷擊波擾動，其波形與測試條件可參考IEEE C62.41標準。

(5) 電壓暫降-第一區

此區電壓暫降由要肇因為大型負載投入或配電系統發生故障，最大暫降深度為20%，其持續時間不超過10秒。

(6) 電壓暫降-第二區

此區電壓最大暫降深度為30%，其持續時間不超過0.5秒。

(7) 短時電壓中斷

此種電壓擾動現象包含嚴重的電壓降，暫降深度超過30%及電力完全中斷，但於電壓擾動後立即恢復正常供電，其擾動持續時間不超過 20 ms，配電系統故障及其清除時間為主要之肇因。

CBEMA標準曲線主要應用對象為單相標稱電源120 V、60 Hz之電腦及資訊設備，其是以個人電腦電源供應測試資料與研究作為制訂之依據。但對於半導體產業而言，使用之半導體設備對於設備電源相對敏感，對電力品質之要求較為嚴苛。「國際半導體設備與材料公會」(Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI)的電力品質與設備耐受工作小組經一系列收集與測試工作，發現ITIC標準曲線無法完全滿足半導體生產設備所需用電要求，因此SEMI制訂的SEMI-F47標準曲線更為嚴苛。圖 2所示為SEMI-F47標準曲線，暫降持續時間0.2至0.5秒之曲線，SEMI-F47與CBEMA標準曲線一致，其電壓暫降最大深度為30%；暫降持續時間0.5至1秒之曲線亦是一致，其電壓暫降最大深度為20%，但ITIC標準曲線之持續時間延伸至10秒，而SEMI-F47只規範至1秒，持續時間超過1秒的部份未於SEMI-F47規範內。另外，SEMI-F47僅規範電壓暫降範圍，對電壓暫升未予探討。

圖 2 SEMI-F47標準曲線[3]

參考文獻

[1] IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality, IEEE Standard 1159-2009, Jun. 2009.
[2] http://www.itic.org/
[3] http://www.semi.org/