浅谈电气系统晃电的优化控制技术.docx

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Summary:本文浅析晃电对电气系统造成的影响及其预防、晃电的原因、防晃电相关技术的实际应用,以及防晃电技术改造一些针对性措施。
Keys:企业;电气系统;防晃技术
引言:所谓“晃电”,它是指电网因雷击、短路故障重合闸、企业内部电网故障原因所造成的供电系统电压瞬间大幅度波动,或短时间内断电又恢复的现象。“晃电”会造成连续生产性企业中断供电,并带来一定经济损失。有的会导致生产工艺过程紊乱,以至发生重大事故。“晃电”后即使电网恢复,电动机群也不能自动恢复运行,需人工再起动,有的耗时也长。现在供电系统普遍可靠性低,抗“晃电”能力也脆弱。为消除“晃电”对生产系统的不良影响,就有必要对供电系统“晃电”开展技术改造,以保证其可靠性。

对企业低压电机,大多都是由交流接触器控制的,当出现晃电时,由于电压下降或中断,接触器线圈对铁心的吸力小于释放弹簧的弹力,使得接触器释
放,主触头断开,导致一些电机停机,从而影响了装置的连续运行,这就会造成一些经济损失。一般交流接触器当电压低于线圈额定电压的50%时,时间超过一个周波时接触器释放;当电压低于80%甚至更高,则持续五个周期时接触器也释放。为了将“晃电”造成的损失或危险降到最低,就要对晃电现象进行分析和研究,设计抗“晃电”技术方案。抗“晃电”一般有两种:①保持接触器在失电一定时间内不释放;②使己脱扣的接触器在电压恢复后自动重合,以便在供电恢复后自动重起电动机。

1)电气系统状态分析。生产企业电机是最重要的生产装置,断路器和交流接触器则是最普遍的控制装置。出现“晃电”时则会造成多台电动机跳闸和设备停机,电网电压恢复后电机又不能自动恢复运行,从而导致连续生产系统紊乱,有时还伴有设备事故。大型装置,人工恢复时也需要的时间长;对无人值班的装置,恢复时间则需要更长。因此,提升电气控制装置,防“晃电”保护升级非常重要性。优化电气控制装置势在必行,进而也能降低晃电对生产系统的危害。
2)电气控制装置的缺陷问题。现代供电设备控制保护装置也多种多样,但不少还是存在一定的缺陷。比如普通接触器晃电后不能自动吸合;变频器及低压综合保护器功能不全,参数不能正确设定;高低压系统进线有欠压线圈未开启试压延时保护,以及失电脱扣不能连续工作等。
3)优化改造可采取的措施。在优化电气控制装置中,实现防晃电可采取的措施有:安装动力UPS和UPS电源;在原有变频器综合保护器上增加防晃电
延时保护功能,并设定正确的晃电参数;高低压系统进线拆除欠压线圈,增加低压延时保护,用防晃电接触器代替普通接触器等技术措施。

1)防晃电接触器。可利用储能原理的防晃电接触器,运用双线圈结构,吸合速度快,动作特性较好,接触器再吸合或释放时也干净利落,并无有害的抖动。电源正常状态下,控制模块处于储能状态,接触器的起动和停止与常规接触器也一样。“晃电”发生时,电压降到接触器的维持电压以下时,控制模块具开始工作,以储能释放的形式保持接触器继续吸合。电源电压恢复后,控制模块又转入了储能状态。这可有效防止因低电压引起的电动机跳闸。
2)防晃电辅助电源模块。晃电时交流接触器按设定的时间延时脱扣,则不影响正常分合闸操作和保护动作。晃电交流接触器不脱扣,按设定时间延时脱扣,有效的抵御了系统因雷电、电源切换、自动重合闸、分支故障等引起“晃电”造成影响。
3)不间断电源UPS供电。采用UPS不间断电源接入接触器线圈的控制回路供电,以其对系统进行保护。它具有抵抗瞬间及更长时间的晃电断电能力。UPS系统在平时电网电压正常时,自动对蓄电池进行供电控制,以保证时刻处于容量充足的状态。它可在电网瞬间停电或失压后稳定的向负载提供电力大约几秒钟到几十分钟不等。当电网电压恢复后,系统自动退出并处于充电状态,为下一次停电做准备。
4)低压电动机自起动装置。在电网闪络稳定后,可按生产工艺的要求,将电动机群按欠压前的运行状态进行自起动,以快速恢复连续生产。这可运用工业控制计算机及相应接口芯片为核心,综合采用快速检测技术,计算机控制
技术和电力技术,并对每台参与控制的电动机工作状态和电网运行参数进行lOOms为周期的在线实时检测和存储。电网失压发生瞬间,计算机能立即检测判断电网电压是否恢复正常与否,并确定是否再起动。
5)低压电动机综保装置。低压电动机综保装置立即再起动功能具有抗“晃电”功能。系统发生“晃电”及接触器跳开时,三相电压恢复后立即发出合闸命令,保证了电机连续运行。再起动功能块自动记忆电动机原来的运行状态。一旦电源恢复到正常值,立即会发出合闸命令动作于合闸出口继电器(电机控制及防晃电原理见图1)。

对供电系统优化防晃电改造,可根据设备不同性能、电压等级、保护不同等制定方案,以实现防晃电改造的预期效果。①针对高低压系统进线开关有失压保护功能,发生晃电、断电后脱扣不能自动吸合,采取必要的改造方案。比如可根据生产供电需求和电力规程要求,将高低压系统进线开关欠压线圈摘除,使晃电发生后断路器不能脱扣。但要正确办理工作票,合理倒闸,分别对高低压系统进线开关的欠压线圈进行摘除,工作完成后送电能投运正常。②针对低压电气设备原控制装置功能欠缺,保护功能不齐全,晃电发生后不能自动恢复吸合和连续工作采取必要的改造方案。比如完善低压电气控制装置的功能和保护,使晃电发生后能自动恢复吸合连续工作。按照生产重要性选定和分
类,并根据配电室开关柜和控制箱内结构,选定合适的防晃电接触器代替普通接触器,并做好安装调试。③因工艺要求等原因,可将原变频器、低压综保等装置参数设置的不合理,再采取一定的改造方案。比如可根据电机的实际参数和生产工艺要求,合理的开启变频器和综保保护功能,并设定准确的保护定值。将所有变频器和低压综保装置的保护功能和参数设定进行排查整定,统一标准,准确设定,以确保晃电发生后能准确及时快速投用与动作。④有些辅机等设备因采用PLC电气控制,均为一路电源控制,可靠性差,可采取特殊的改造方案。可根据现场PLC电源控制原理和辅机设备的重要性,将原一路供电电源改为两路,加装UPS电源,以便为其提供保障。发生晃电时PLC可通过UPS直接供电,从而保证了系统的正常运行。
结语:企业供电系统抗“晃电”,需要根据实际情况设计选择合理的方案,以便保证能连续生产,避免突然电源电压不稳、瞬间断电等情况所造成的直接经济损失。
Reference:
[1]栗津津,,降低“晃电”对生产系统的危害[J].化工设计通讯,2015,1:25-26.
[2]周鹏,“晃电”措施[J].华东科技,2014,08:199-200.
[3]“晃电”跳机的解决办法[J].中国科技纵横,2010,23:59.
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