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        “晃電”對(duì)電動(dòng)機(jī)供電回路的影響

        2014-12-31 00:00:00高文濤
        基層建設(shè) 2014年22期

        摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人們對(duì)于電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。在電能質(zhì)量中,電壓是一個(gè)重要的指標(biāo),“晃電”,即過(guò)高或過(guò)低的電壓都會(huì)嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全以及用戶用電的需求,其中電壓瞬時(shí)大幅度下降產(chǎn)生的危害更大,本文主要針對(duì)生產(chǎn)企業(yè)瞬時(shí)電壓下降對(duì)電動(dòng)機(jī)供電回路的影響進(jìn)行了分析,并對(duì)針對(duì)其影響提出了幾種具體的應(yīng)對(duì)措施。

        關(guān)鍵詞:電動(dòng)機(jī)供電回路;晃電;瞬時(shí)電壓下降

        引言

        “晃電”是電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,由于雷擊、短路、發(fā)電廠故障、大型設(shè)備起動(dòng)及其他外部、內(nèi)部原因造成短時(shí)故障,引起電網(wǎng)電壓短時(shí)大幅度波動(dòng)、甚至短時(shí)斷電的現(xiàn)象。其中在生產(chǎn)企業(yè)中,電壓驟降和電壓短時(shí)中段對(duì)生產(chǎn)動(dòng)力系統(tǒng)的影響更大。因此分析根據(jù)晃電的影響并根據(jù)情況制定具體的應(yīng)對(duì)措施非常必要。

        一、“晃電”對(duì)電動(dòng)機(jī)供電回路的影響

        筆者曾在山西長(zhǎng)治某太陽(yáng)能生產(chǎn)企業(yè)一期工程參與機(jī)電及工藝安裝調(diào)試,在調(diào)試試運(yùn)行階段,由于當(dāng)?shù)厥须娰|(zhì)量不高,曾發(fā)生幾次晃電事故,造成為工藝設(shè)備服務(wù)的動(dòng)力工廠大量動(dòng)力系統(tǒng)突然停電,其中包括工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)、空壓系統(tǒng)、冷凍水系統(tǒng)、消防水泵系統(tǒng)的各類電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行,電網(wǎng)電壓恢復(fù)后電機(jī)不能自行恢復(fù)運(yùn)行,人工進(jìn)行恢復(fù),花費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間,給企業(yè)及業(yè)主帶來(lái)了不小的經(jīng)濟(jì)損失及安全隱患。一個(gè)生產(chǎn)企業(yè),電動(dòng)機(jī)供電回路因?yàn)椴荒苡行У挚埂盎坞姟?,由此帶?lái)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的影響往往是致命的。

        生產(chǎn)動(dòng)力系統(tǒng)存在著大量的電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)無(wú)論是直接起動(dòng)還是降壓起動(dòng),交流接觸器都是電動(dòng)機(jī)供電回路中最為大量使用的電氣元器件,當(dāng)電網(wǎng) “晃電”時(shí),會(huì)造成接觸器線圈對(duì)鐵芯的吸力小于釋放彈簧的彈力,使接觸器釋放。電磁式交流接觸器的動(dòng)作特性:國(guó)際IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定、額定電壓的80%為臨界可靠吸合電壓。臨界釋放電壓為額定工作電壓的20—70%,現(xiàn)場(chǎng)使用中電磁式交流接觸器一般都在標(biāo)稱的電壓50%釋放,所以因“晃電”導(dǎo)致電磁式交流接觸器不受控制而自然跳閘停機(jī)是原理所致

        常規(guī)電動(dòng)機(jī)控制回路

        二、電動(dòng)機(jī)供電回路應(yīng)對(duì)“晃電”的主要措施

        (1)使用帶有抗晃電功能的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器

        電動(dòng)機(jī)馬達(dá)保護(hù)器,也叫馬達(dá)保護(hù)器,具有過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器可與接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元,具有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能。具有起動(dòng)控制、抗晃電功能、失壓重起等控制功能;

        為實(shí)現(xiàn)抗晃電功能,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器需帶有抗晃電模塊,將交流電輸入接在抗晃電模塊的輸入端,抗晃電模塊的輸出接到電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的輔助電源輸入端,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器的電壓測(cè)量信號(hào)取自接觸器上級(jí),防止晃電時(shí)接觸器脫開(kāi),無(wú)法測(cè)得恢復(fù)電壓。線路正常供電時(shí)抗晃電模塊的內(nèi)部?jī)?chǔ)能裝置處于儲(chǔ)能狀態(tài),晃電期間由抗晃電模塊儲(chǔ)能設(shè)備向電動(dòng)機(jī)保護(hù)器供電,維持電動(dòng)機(jī)保護(hù)器正常工作。當(dāng)系統(tǒng)電壓恢復(fù)到“重起動(dòng)電壓”后,電動(dòng)機(jī)保護(hù)器對(duì)晃電持續(xù)時(shí)間進(jìn)行判斷,時(shí)間小于“立即重起動(dòng)失電時(shí)間”立即吸合“輸出繼電7-8起動(dòng)電動(dòng)機(jī);晃電時(shí)間長(zhǎng)于“立即重起動(dòng)失電時(shí)間”,而小于“允許失電時(shí)間”,執(zhí)行延時(shí)重起動(dòng);晃電時(shí)間長(zhǎng)于“允許失電時(shí)間”,不執(zhí)行起動(dòng)。

        (2)防晃電交流接觸器

        防晃電交流接觸器的類型比較多,常規(guī)的有機(jī)械鎖扣保持式接觸器、電容儲(chǔ)能保持式接觸器。此類接觸器應(yīng)運(yùn)比較早?!胺阑坞娊佑|器”是永磁延時(shí)接觸器的俗稱,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,是需要延時(shí)還是常規(guī)工作。需要延時(shí)來(lái)防止晃電事故發(fā)生時(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(guò)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間接觸器立刻斷開(kāi)。在正常的工作電壓情況下,永磁接觸器的動(dòng)作特性與常規(guī)動(dòng)作特性相同

        (3)再啟動(dòng)控制器

        再起動(dòng)控制器具有輔助保持和來(lái)電重合雙時(shí)段控制特性,輔助保持時(shí)段為被控接觸器“晃電”跳停后瞬間閉鎖其運(yùn)行指令,來(lái)電后接觸器立即閉合,以接觸器鐵芯線圈吸合電壓作為電壓閥值判式,一般為70%以上。若輔助保持時(shí)段內(nèi)電源沒(méi)有恢復(fù)則其運(yùn)行閉鎖指令解除,進(jìn)入來(lái)電重合控制時(shí)段,當(dāng)來(lái)電達(dá)到控制器設(shè)置的重合允許電壓閥值時(shí),則通過(guò)延時(shí)元件發(fā)出重合指令。雙時(shí)段控制能夠區(qū)分處理“晃電”或者備用電源切換時(shí)電動(dòng)機(jī)再起動(dòng)方式,特別是對(duì)小于0.5s的失壓故障,原則上所有電動(dòng)機(jī)均允許來(lái)電即起而不會(huì)對(duì)電源形成沖擊,從而極大減輕了“晃電”對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)的擾動(dòng)影響。

        優(yōu)點(diǎn)分析:(1)再起動(dòng)控制器具有防止接觸器保持線圈回路中接點(diǎn)抖動(dòng)的功能,接觸器小于36ms時(shí)間的自保持?jǐn)嚅_(kāi)跳停被視作誤動(dòng)而自動(dòng)重合;(2)僅工作在輔助保持時(shí)段,可用于電動(dòng)機(jī)防“晃電”或者“0”批電動(dòng)機(jī)群簡(jiǎn)單的自起動(dòng);(3)型控制器僅工作在來(lái)電重合時(shí)段,重合延時(shí)一般為0.5s,可用于變頻器、軟起動(dòng)器自起動(dòng)過(guò)程與上電自診斷的時(shí)差緩沖配合;(4)型控制器用于某些工藝DCS或者PLC直接閉鎖控制的變頻器,輸出一對(duì)常閉接點(diǎn),失電瞬時(shí)斷開(kāi)來(lái)電延時(shí)返回,用于大于2s的變頻器故障復(fù)位和上電自診斷時(shí)間的緩沖配合;(5)可組成簡(jiǎn)單、可靠、分散的電動(dòng)機(jī)群分批自起動(dòng)系統(tǒng)。

        (4)新型的瞬間電壓降補(bǔ)償器

        特點(diǎn)分析:市電瞬間電壓降也可以說(shuō)是瞬間的電能不足,注意到98%以上的瞬間電壓降幅度都在60%以上,持續(xù)時(shí)間在0.35秒以下,用僅在發(fā)生電壓降的瞬間補(bǔ)償部分電壓的辦法來(lái)維持負(fù)載電壓不變,也就是采用瞬間補(bǔ)償部分能量的辦法,因此用電解電容器取代蓄電池來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)能,從而降低了設(shè)備的成本,延長(zhǎng)了使用壽命。

        問(wèn)題:與UPS一樣,在線備用時(shí)間太長(zhǎng)。

        (5)電動(dòng)發(fā)電機(jī)組

        特點(diǎn)分析:電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī),再由發(fā)電機(jī)向負(fù)載供電,由于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大,在一定程度上可以克服瞬間電壓降的影響。

        (6)不停電電源(UPS)

        特點(diǎn)分析:將交流電整流后儲(chǔ)存在蓄電池中,再通過(guò)逆變器把直流變成交流向負(fù)載供電。其主要功能是防止突然停電。

        問(wèn)題:成本高,體積大,蓄電池壽命短,維護(hù)困難且維護(hù)成本高。

        結(jié)語(yǔ)

        “晃電”現(xiàn)象普遍存在于供電系統(tǒng)中,一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)在供電設(shè)計(jì)階段應(yīng)該根據(jù)本地區(qū)電網(wǎng)情況,有針對(duì)性的設(shè)置防“晃電”的措施,尤其是在具有大量的電動(dòng)機(jī)供電回路中,設(shè)置防晃電元器件是保證安全、高效生產(chǎn)的必不可少的內(nèi)容。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王曉雪.電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電壓下降的計(jì)算和校驗(yàn)[J].科技視界,2013-01-15

        [2]王歸新;解立輝;鮮萬(wàn)春;趙仕榮.基于重復(fù)控制理論的交流斬波器輸出電壓瞬時(shí)補(bǔ)償控制技術(shù)的研究[J].電測(cè)與儀表,2011-11-25

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