高巧麗

【摘 要】針對(duì)“晃電”的原因、特點(diǎn)，通過對(duì)幾種常見防“晃電”裝置的工作原理、響應(yīng)時(shí)間、適用范圍的分析，提出如何正確、合理的選擇防“晃電”措施。

【關(guān)鍵詞】“晃電”快速切換裝置；電機(jī)分批再起動(dòng)裝置；電機(jī)再起動(dòng)控制器

0.引言

隨著電網(wǎng)并網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)的日益擴(kuò)大，電子控制系統(tǒng)和其他敏感設(shè)備的大量運(yùn)用，變壓器容量增大帶來的配出回路的增多，以及現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中超大容量電機(jī)的不斷發(fā)展，致使相鄰回路故障引起的電壓波動(dòng)幾率大幅增高，電源瞬時(shí)失壓即“晃電”的現(xiàn)象也越來越頻繁。

1.“晃電”的危害

在工業(yè)生產(chǎn)中常常會(huì)因“晃電”引起許多重要的低壓電機(jī)停機(jī)的問題。而關(guān)鍵機(jī)組停機(jī)又會(huì)導(dǎo)致大機(jī)組、甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)裝置連鎖停機(jī)，最終導(dǎo)致連續(xù)生產(chǎn)過程被迫中斷，生產(chǎn)裝置被迫緊急停車，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起火災(zāi)、爆炸等惡性事故發(fā)生，從而給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.防“晃電”的重要性

為了保證工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，減少非計(jì)劃停車；同時(shí)為了節(jié)約搶修時(shí)間、檢修費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)安全、長期、高效的生產(chǎn)；更重要的是為了避免次生的損壞設(shè)備、火災(zāi)、爆炸和人身傷亡事故發(fā)生；現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)對(duì)供電連續(xù)性的要求越來越高，防“晃電”的重要性亦日趨明顯。

3.防“晃電”裝置

3.1快速切換裝置

目前，市場(chǎng)上推出了諸多品牌的快速切換裝置（簡稱“快切”），其目的是為實(shí)現(xiàn)供電電源的不間斷性。快速切換裝置可以在供電線路斷電的情況下根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)以最快的速度把用電負(fù)荷切換到備用線路上。與以往的備用電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置（即備自投）相比具有切換時(shí)間快，操作簡單等特點(diǎn)。

3.1.1快速切換裝置的切換時(shí)間

快速切換裝置的切換時(shí)間可分為三個(gè)部分：從快切裝置起動(dòng)到發(fā)出命令至斷路器的時(shí)間約11ms；斷路器固有分閘時(shí)間約為80ms；無電流切換時(shí)間約10～20ms；因此從發(fā)現(xiàn)故障到供電電源切換完畢所需時(shí)間約為110ms。

3.1.2快速切換裝置的適用范圍

快速切換裝置一般安裝在廠用電中、高壓供電系統(tǒng)中，用于彌補(bǔ)傳統(tǒng)備用電源自動(dòng)投切裝置的不足，提高了供電電源的可靠性，甚至可以做到供電電源的不間斷。但從切換時(shí)間上來看，快速切換裝置只能對(duì)大于110ms的“晃電”有一定的預(yù)防作用，而對(duì)于失壓時(shí)間極短、“一過性”瞬時(shí)失壓等特殊情況，快速切換裝置就無能為力了。

3.2電機(jī)分批再起動(dòng)裝置

如上所述，雖然快速切換裝置能夠?qū)崿F(xiàn)故障線路和非故障線路之間的快速切換，切換時(shí)間大約只有110ms。但是低壓控制回路中的交流接觸器電保持大致要求是：電壓不小于45%或者是失壓時(shí)間不大于60毫秒。

3.2.1分批再起動(dòng)裝置工作原理

分批再起動(dòng)裝置一般由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換卡、I/O卡、專用電平轉(zhuǎn)換模塊以及輸出繼電器構(gòu)成。

3.2.2分批再起動(dòng)裝置響應(yīng)時(shí)間

分批再起動(dòng)裝置響應(yīng)時(shí)間可分為兩部分：（1）分批再起動(dòng)裝置檢測(cè)、識(shí)別系統(tǒng)電壓波動(dòng)時(shí)間約50ms；（2）裝置發(fā)出分批電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)命令時(shí)間約50ms；因此當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生“晃電”時(shí)，由于受到微處理器的電壓采集周期時(shí)間的局限，首批電機(jī)再起動(dòng)時(shí)間大約為100ms。

3.2.3分批再起動(dòng)裝置適用范圍

從以上分析來看，分批再起動(dòng)裝置允許電源發(fā)生“晃電”，只不過分批再起動(dòng)裝置是對(duì)電源發(fā)生“晃電”后的一種補(bǔ)救措施。

3.3電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器

隨著電力電子技術(shù)的大力發(fā)展，目前在市場(chǎng)上又推出了另外一種抗“晃電”電子設(shè)備—電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器。

3.3.1電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器工作原理

電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器是采用一種繼電電子一體化的方式，將常規(guī)電磁繼電器與微型電子技術(shù)融為一體，并內(nèi)置有超級(jí)電容作為電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器的后備電源，實(shí)現(xiàn)對(duì)交流接觸器的控制。

3.3.2電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器的響應(yīng)時(shí)間

電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器采用先進(jìn)的轉(zhuǎn)頻率電勢(shì)比較箝位技術(shù)，對(duì)瞬間失壓的響應(yīng)時(shí)間不足40ms。如此短的響應(yīng)時(shí)間正好滿足了交流接觸器固有的自保持時(shí)間要求。

3.3.3電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器的適用范圍

從電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)控制器的工作原理和響應(yīng)時(shí)間上分析來看，它既可針對(duì)40-200ms左右的低電壓、瞬時(shí)失壓、欠壓、電壓凹陷、電壓暫降或“晃電”等極短電源瞬時(shí)故障，也可針對(duì)因電源備自投或重合閘等投切時(shí)引起的稍長電源瞬時(shí)故障。

3.4永磁式交流接觸器

低壓交流接觸器固有的特性：電壓小于45%或者是失壓時(shí)間大于60毫秒時(shí)接觸器釋放，其觸點(diǎn)不再自保持。那么，我們是否可以改變接觸器這種固有特點(diǎn)使電源發(fā)生低電壓時(shí)接觸器根據(jù)需要釋放或延時(shí)釋放？答案是肯定的，而永磁式交流接觸器則是一種典型的代表。

3.4.1永磁式交流接觸器的工作原理

永磁式交流接觸器是以永磁式驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)取代了傳統(tǒng)的電磁鐵驅(qū)動(dòng)機(jī)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。

3.4.2永磁式交流接觸器的工作方式

跌電延時(shí)：在控制電壓突然跌落到非正常工作電壓時(shí)，欠壓信號(hào)傳輸?shù)接来沤佑|器的控制電路中，控制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)立即做出分析，判斷控制電壓是否跌至設(shè)定值，是需要延時(shí)還是常規(guī)工作。需要延時(shí)時(shí)，接觸器在設(shè)定的延時(shí)時(shí)間內(nèi)處于保持狀態(tài)，超過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間接觸器立刻斷開。

3.4.3永磁式交流接觸器的適用范圍

永磁式交流接觸器克服了常規(guī)交流接觸器的不足，而且能夠應(yīng)付各種電壓降落問題，其本身也具有節(jié)能、無噪音、無溫升等顯著優(yōu)點(diǎn)。

3.5動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器

隨著供電電網(wǎng)的日益擴(kuò)大，供電系統(tǒng)的短路容量也越來越大，考慮從一次系統(tǒng)直接對(duì)負(fù)載端電壓的降落進(jìn)行短時(shí)間補(bǔ)償，在技術(shù)上完全可以實(shí)現(xiàn)。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器就是一種從供電電網(wǎng)中獲取能量從而對(duì)電壓下降的負(fù)載進(jìn)行電壓補(bǔ)償?shù)姆馈盎坞姟毖b置。

3.5.1動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的工作原理

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器主要由IGBT電壓源逆變器、IGBT整流器、故障保險(xiǎn)旁路、串聯(lián)在供電線路和負(fù)載之間的注入變壓器以及數(shù)字話控制模塊組成。

3.5.2動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的切換時(shí)間和維持時(shí)間

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的切換時(shí)間可分為兩部分：（1）當(dāng)發(fā)生“晃電”時(shí)，動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器檢測(cè)到電壓異常的響應(yīng)時(shí)間極短，一般不大于0.5ms；（2）從檢測(cè)到電壓異常到切換完成時(shí)間不大于10ms。（對(duì)于電壓暫升，動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器完成切換時(shí)間約為250ms）。

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的維持時(shí)間：當(dāng)電壓下降至額定電壓的50%，負(fù)載端電壓要求不低于90%時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器能維持10s左右；當(dāng)電壓下降至額定電壓的60%，負(fù)載端電壓要求不低于100%時(shí)，電壓調(diào)節(jié)器能維持30s左右。

3.5.3動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的適用范圍

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器是安裝在一次供電系統(tǒng)的防“晃電”裝置，因此無論是從占地面積和投資上來說都是其他防“晃電”裝置不能相比的。而且動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器只能對(duì)電壓暫降和暫升起到一定的補(bǔ)償、穩(wěn)壓作用，對(duì)于供電系統(tǒng)短時(shí)間的斷電（即電壓降落至0時(shí)）就無能為力了。

4.結(jié)論

通過以上種種防“晃電”技術(shù)分析來看，要想完全避免“晃電”是完全不可能的，只能說通過一系列措施盡可能減少“晃電”的次數(shù)?？傊?，為了提高供電電能質(zhì)量，用戶可以根據(jù)自身生產(chǎn)裝置的特點(diǎn)、被保護(hù)對(duì)象的重要性、以及保護(hù)范圍，在節(jié)約投資成本的基礎(chǔ)上選擇多種防“晃電”裝置，并相互配合，以達(dá)到最有效的防“晃電”功能。