防“晃電”技術(shù)應(yīng)用講解：李海鵬目錄一、“晃電”的概念二、“晃電”造成的危害三、引起“晃電”的因素四、“晃電”的影響五、抗“晃電”措施及應(yīng)用六、“晃電”案例分析七、結(jié)論“晃電”的概念“晃電”指的是電網(wǎng)因雷擊、對地短路、重合閘設(shè)備起動、發(fā)電廠故障及其他原因造成電網(wǎng)電壓短時失壓、電網(wǎng)電壓短時大幅度波動、短時斷電數(shù)秒等的電能質(zhì)量事件。一般包括：電壓驟降驟升、電壓波動、閃變和短時斷電等。“晃電”造成的危害

電動機的運行大多數(shù)采用交流接觸器、軟起動器和變頻器等起動控制設(shè)備進(jìn)行控制?！盎坞姟睍r交流接觸器會釋放，軟起動器和變頻器也會停機。因此在工業(yè)生產(chǎn)中“晃電”現(xiàn)象造成機泵停車、生產(chǎn)流程混亂、產(chǎn)品不合格、非計劃停工、大量物料放空等損失。更重要的是由此造成的人身安全、設(shè)備安全、環(huán)境安全已超越經(jīng)濟(jì)利益而成為企業(yè)重點考慮的頭等大事。引起“晃電”的因素電網(wǎng)的閃絡(luò)，是一種不可避免的普遍現(xiàn)象。造成的原因大約是：1、自然因素：雷電、大風(fēng)、大霧、大雪，特別是近年來空氣灰塵濃度高，形成了所謂的“污閃”，加大了閃絡(luò)的強度與頻率。2、設(shè)備因素：電網(wǎng)變配電設(shè)備和輸電線路故障。用電設(shè)備短路故障。3、電網(wǎng)負(fù)荷因素：如重型設(shè)備的開停機操作，電網(wǎng)超負(fù)荷運行等。4、人為因素：對電力的不合理使用、設(shè)備維護(hù)使用的不恰當(dāng)、對故障的處理應(yīng)急措施不妥當(dāng)?shù)?。機電保護(hù)參數(shù)設(shè)計，或整定差錯等。盡管上述問題大多情況下，電氣自動裝置能夠做到切除故障回路，啟動備自投等操作，使得電網(wǎng)短時間內(nèi)恢復(fù)供電，但是，電壓驟降事件造成的后果已經(jīng)發(fā)生?！盎坞姟钡挠绊懀ㄒ唬?、晃電對變配電所的影響廠用變配電所的進(jìn)線柜一般配有低電壓保護(hù)，晃電引起的電網(wǎng)電壓波動會造成變配電所進(jìn)線開關(guān)柜欠壓，低電壓整定值設(shè)定過高的情況下，低電壓保護(hù)誤動作，母線失電造成該母線上所有設(shè)備停電。2、晃電對變頻器的影響變頻器由整流器和逆變器兩部分組成，一般的變頻器都具有過壓、失壓以及瞬間停電的保護(hù)功能。當(dāng)變頻器的逆變器件為GTR時，一旦失壓（指電壓下降到額定電壓的70%。西門子變頻器IVIDV系列為76%）或停電，控制電路將停止向驅(qū)動電路輸出信號，使驅(qū)動電路和GTR全部停止工作，電動機將處于自由制動狀態(tài)。逆變器件為IGBT時，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個短時間td（15ms或主電路的直流電壓下降到原值的85%所需的時間）。若失壓或停電時間to<td，變頻器將平穩(wěn)過渡運行；若失壓或停電時間to>td，變頻器自我保護(hù)停止運行。一般td取15~25ms，只要晃電較為強烈，都有可能使變頻器調(diào)速的電動機停止運行?！盎坞姟钡挠绊懀ǘ?、晃電對交流接觸器的影響交流接觸器在公司低壓電動機控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，占了相當(dāng)大的比例。由于工作原理的特點，當(dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)晃電時，會造成其操作線圈短時斷電或電壓過低，導(dǎo)致線圈對鐵心的吸力小于釋放彈簧的彈力，接觸器釋放或者工作在臨界彈跳區(qū)，而在特定的工作環(huán)境下（如石化等連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)），這些情況都是不允許的。4、晃電對計算機控制系統(tǒng)的影響對于控制系統(tǒng)來說，晃電的危害也將是不可想象的。晃電會使控制計算機停止工作，重新恢復(fù)供電之后，計算機重啟使所有的控制設(shè)定值變?yōu)槌跏贾?，從而會引發(fā)重大事故的發(fā)生?！盎坞姟钡挠绊懀ㄈ?、晃電對照明的影響照明給生產(chǎn)生活提供了眼睛，保障了安全，提高了生產(chǎn)效率，豐富了生活色彩?；坞娍赡軐?dǎo)致大面積停電，短時的晃電也可能造成照明設(shè)備損壞，這樣不僅給生活帶來很多不方便，也使很多企業(yè)的生產(chǎn)效率降下來，增加了額外的投資?？埂盎坞姟贝胧┘皯?yīng)用（一）1、努力創(chuàng)造外部供電環(huán)境晃電大多由外電網(wǎng)引起，原因不外乎前面提到的一些產(chǎn)生因素。因此，要治理“晃電”問題，首先應(yīng)創(chuàng)造穩(wěn)定的外部供電環(huán)境，減少“晃電”現(xiàn)象的產(chǎn)生。（1）“共建安全供電”活動是行之有效的好形式供、用電雙方開展以創(chuàng)造穩(wěn)定外部供電環(huán)境和減少“晃電”現(xiàn)象為目標(biāo)的“共建安全供電”活動。供電部門根據(jù)各企業(yè)生產(chǎn)的特點，在電網(wǎng)試驗檢修或運行方式改變前，及時通知作好相應(yīng)準(zhǔn)備。在運行方式上采用環(huán)網(wǎng)、上游兩臺變壓器采用并列運行方式，加強設(shè)備抵御能力和操作紀(jì)律，大大減少了“晃電”現(xiàn)象發(fā)生。（2）防止架空外線的雷擊雷擊跳閘會造成全廠生產(chǎn)波動甚至非計劃停工,損失十分慘重。如果發(fā)生雷擊“晃電”事故，我們可以對線路進(jìn)行優(yōu)化，通過使用耐雷性能更好好的絕緣子，加強接地裝置維護(hù)等措施。抗“晃電”措施及應(yīng)用（二）2、易受晃電影響的設(shè)備改進(jìn)（1）進(jìn)線柜一般應(yīng)設(shè)有失壓保護(hù)，當(dāng)定值過高時易受“晃電”的影響而跳閘。母線失電，該段母線上的高壓設(shè)備全停，危害較大。為了避免場內(nèi)外短路（“晃電”最嚴(yán)重情況）進(jìn)線低壓保護(hù)誤動，高低壓系統(tǒng)進(jìn)線采用低電壓延時跳閘及保證母聯(lián)自投功能。動作參數(shù)設(shè)的過低雖然對避免“晃電”影響有利，但BZT起動過遲。除定值外動作延時也十分重要，過短無法躲過“晃電”的影響，過長使BZT動作過遲，斷電時間增長，應(yīng)取合理的數(shù)值。（2）變頻器變頻器設(shè)有低電壓保護(hù)，定值80﹪，瞬時動作，極易受“晃電”影響而關(guān)機。但一般設(shè)有“瞬時停電后再起動”功能，但是我們化工行業(yè)對連續(xù)生產(chǎn)要求較高，如果我們?nèi)∠冾l器低壓保護(hù)裝置，設(shè)置快速啟動，這樣不僅保證不了連續(xù)生產(chǎn)而且由于低電壓引起的過流會加大變頻器本身損壞隱患。所以在這里引入了DC-BANK系統(tǒng)，其高效、可靠、可擴(kuò)展性、高性價比及低故障率在抗晃電系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。特別是在用電質(zhì)量要求高的特殊負(fù)載場所，因為交流并機困難和切換時間無法解決，DC-BANK在這種場所充分發(fā)揮了優(yōu)勢，主要應(yīng)用于變頻電機和PLC/DCS供電系統(tǒng)?？埂盎坞姟贝胧┘皯?yīng)用（二）抗“晃電”措施及應(yīng)用（二）電網(wǎng)正常時工作模式變頻器由交流母線供電，DC-BANK系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，電池組由充電整流器充電。電網(wǎng)晃電或備自投切換時，電網(wǎng)電壓下降，造成變頻器直流母線電壓低于壓差控制器設(shè)定電壓時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成由DC-BANK向變頻器的直流母線供電，變頻器工作保持正常，其工作模式如下圖所示。執(zhí)行單元－抗晃電專用監(jiān)控單元、ABB直流斷路器和直流接觸器（直流專用）抗“晃電”措施及應(yīng)用（二）（3）交流接觸器交流接觸器在低壓電動機控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，當(dāng)電網(wǎng)“晃電”時，會造成操作線圈短時斷電或電壓過低，導(dǎo)致線圈對鐵芯的吸力小于釋放彈簧的彈力，使接觸器釋放。對于普通電磁式接觸器，在電壓降至額定電壓的50％時開始抖動，降至40％以下則釋放。在電網(wǎng)“晃電”事故中，均會造成因接觸器釋放而導(dǎo)致大量低壓電動機跳閘。為了盡量避免這種情況發(fā)生，通常采用防“晃電”接觸器代替普通接觸器或者增加延時模塊?？埂盎坞姟贝胧┘皯?yīng)用（二）

A、CJ20J系列防“晃電”交流接觸器，該種永磁式交流接觸器是以永磁式驅(qū)動機構(gòu)取代了傳統(tǒng)的電磁鐵驅(qū)動機構(gòu)而形成的一種新型微功耗接觸器，其工作原理就是利用磁極的同性相斥、異性相吸的原理。因安裝在接觸器聯(lián)動機構(gòu)上的永磁體的極性是固定不變的，而固定在接觸器底座上的軟鐵在外來控制信號作用下，與其固化在一起的電子模塊產(chǎn)生十幾至二十幾毫秒的正反脈沖電流使軟鐵產(chǎn)生不同極性，相對永磁體面(設(shè)為N極)，吸合為S極，釋放為N極，保持靠永磁，從而使接觸器主觸頭達(dá)到吸合、保持、釋放的目的。由于電子模塊的控制，可根據(jù)現(xiàn)場的需要設(shè)定釋放電壓值(斷電為零電壓)，并可延遲一段時間再發(fā)出脈沖電流，以實現(xiàn)低電壓延時釋放或斷電的功能，免受大幅值網(wǎng)電壓波動的干擾，達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)系統(tǒng)的目的。抗“晃電”措施及應(yīng)用（二）B、新型FS抗“晃電”交流接觸器。利用FS系列抗“晃電”交流接觸器控制的電動機直接起動。正常情況下，控制模塊處于儲能狀態(tài)，接觸器的起動和停止與常規(guī)接觸器一樣，但當(dāng)“晃電”發(fā)生時，接觸器線圈由于儲能延遲釋放，其輔助觸頭延遲發(fā)出斷開的控制信號，由此來躲過“晃電”的時間；當(dāng)電源電壓恢復(fù)后，控制模塊又轉(zhuǎn)入儲能狀態(tài)。如果“晃電”的時間超過控制模塊設(shè)定的延時時間，則接觸器釋放，電動機跳閘；當(dāng)停止按鈕發(fā)出正常分閘指令時，F(xiàn)S抗“晃電”交流接觸器能正確區(qū)分，及時分閘。經(jīng)過應(yīng)用實踐證明，F(xiàn)S抗“晃電”交流接觸器能夠有效抵御電源電壓不穩(wěn)、瞬間失壓、瞬間斷電等“晃電”。因此，在自啟動電動機數(shù)量不多、不需要集中控制的場合，可以選用Fs抗“晃電”交流接觸器?？埂盎坞姟贝胧┘皯?yīng)用（三）（4）計算機控制系統(tǒng)和儀表電源現(xiàn)代企業(yè)利用計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，遠(yuǎn)程控制，后臺數(shù)據(jù)采集等等，那么計算機系統(tǒng)失電將要造成不可彌補的后果，所以我們通常采用UPS接入，實現(xiàn)“晃電”治理的目的。（5）照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)采用EPS系統(tǒng)和應(yīng)急燈。做好線路的防護(hù)，加強巡視?！盎坞姟卑咐治鰵饣に嚫邏好簼{泵改造A、煤氣化工藝高壓煤漿泵現(xiàn)狀共有三臺西門子MM440FX132KW變頻器及被驅(qū)動的高壓煤漿泵，運行狀態(tài)為二用一備。由于外電網(wǎng)遭到雷擊、高壓段BZT切換、內(nèi)網(wǎng)大功率電機啟動等原因造成瞬時低電壓的情況時有發(fā)生，變頻器保護(hù)動作跳閘引起化工系統(tǒng)停車。B、氣化工藝高壓煤漿泵改造目的由于供電系統(tǒng)晃電造成部分變頻器保護(hù)動作跳閘引起化工系統(tǒng)停車，經(jīng)考察決定用南京國臣DC-BANK系統(tǒng)對氣化工藝高壓煤漿泵變頻器進(jìn)行改造，在此系統(tǒng)中增裝直流支撐系統(tǒng)，向相關(guān)變頻器提供≥5分鐘的停電保護(hù)。改造后達(dá)到晃電時變頻器不會因低電壓跳閘，從而保證化工系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運行。“晃電”案例分析C、改造結(jié)果在工藝電動機、變頻器工作正常的情況下，切斷三相交流輸入電源，系統(tǒng)自動切換成直流供電，保證受保護(hù)的工藝變頻器及電機在規(guī)定的時間內(nèi)不間斷運行。其中，變頻器顯示的頻率保持恒定，沒有任何變化。然后送上三相