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晃电对变频器的影响

来源:动视网 责编:小OO 时间:2025-09-28 14:03:42
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晃电对变频器的影响

电源“晃电”一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部或内部原因造成电网短时敬障,引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象。一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。电源过电压的上限,一般规定不能超过额定的10%.当电源线电压为380V时,其上限值为420V。某些国外进口的变频器的最高工作电压可达460V.这对于国内用户来说是十分有利的口变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压(指电压下降到额定电压的70%.西门子变频器IVIDV系列为76%)或停电,控制电路将停止
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导读电源“晃电”一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部或内部原因造成电网短时敬障,引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象。一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。电源过电压的上限,一般规定不能超过额定的10%.当电源线电压为380V时,其上限值为420V。某些国外进口的变频器的最高工作电压可达460V.这对于国内用户来说是十分有利的口变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压(指电压下降到额定电压的70%.西门子变频器IVIDV系列为76%)或停电,控制电路将停止
电源“晃电”一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部或内部原因造成电网短时敬障,引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象。

一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。电源过电压的上限,一般规定不能超过额定的10%.当电源线电压为380V时,其上限值为420V。某些国外进口的变频器的最高工作电压可达460V.这对于国内用户来说是十分有利的口变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压(指电压下降到额定电压的 70%.西门子变频器IVIDV系列为76%)或停电,控制电路将停止向驱动电路输出信号,使驱动电路和GTR全部停止工作,电动机将处于自由制动状态。逆变器件为IGBT时.在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td(对于td有两种规定方法,一种具体的规定时间,如15nxs;另一种规定为主电路的直流电压下降到原值的85%所需的时间).若失压或停电时间to< td,变频器将平稳过渡运行;若失压或停电时间to>td,变频器自我保护停止运行。只要电源晃电一较为强烈,都有可能使变频器调速的电动机停止运行。

解决电源“晃电”对变频调速电动机的影响,可从以下两种途径着手。

(l)采用功率与之匹配的UPS(不间断电源)供电

    由于UPS具有“失压”或零切换时间的功能,即电源一旦H失压H或瞬间停电,变频器的进线电源改为UPS供电,电动机继续平稳运行,不足地方是投资费用昂贵。

(2)充分利用变频器本身的参数功能

    一般通用变频器都具有断电后自动启动功能、捕捉再启动功能、故障后自动再启动功能,也有些变频器称为故障重合闸功能a设定上述参数,要结合整个工艺流程调节变频器调速电动机的“岗位职能”,分别按惯性大小进行分类D如搅拌器、泵类和风机类等,工艺要求上是否需要设置再启动功能,再进行选择参数设置(这些参数只适宜于变颛器外接起、停控制方式,对在本机面板起,停方式无效)。下面就设置这些参数时应考虑的问题加以说明。

l)对惯性较小的电动机(如搅拌器、泵类),且物料黏度高,应设置断电自启动参数或故障后再启动参数(也称故障重合闸参数)口当电源¨失压”或瞬间停电使变频器停止运行,电源恢复正常后.自动启动变频器运行。对于惯性小且运行在物料黏度高环境下的电动机,在变频器停止输出时,电动机的转速应很快停下来.即再自启动变频器是从OHz开始的。再启动前,如电动机的转速未降为零,电动机先刹车,这种情况会产生泵生电压,可能造成过压保护。

2)对惯性较大的电动机(如风机类).应设置捕捉再启动参数,同时必须设置故障再启动次数,该参数特别适合启动l台正在旋转的电动机。

3)对设置故障再启动参数时,必须设定2个数据(西门子MDV系列是固定的):

①重合闸次数,多数变频器最多可设定l0次:②每两次重合闸之间的时间间隔,设定范围一般是O~lOs.也有的变频器可设定至20s。

4)变频器自动再启动时的给定频率e若是由外加的输入信号控制的,是按当前的给定值控制.给定值分为固定(如电位器调节)与动态变化值(如信号经PID调节);若他是控制面板调节控制转速的,是按原先设定的最低频率。

5)若变频器的启、停是由中间继电器KA来控制的c在这种情况下,应考虑改装带有延时的中间继电器,或控制电源串接UPS供电。

6)要计算多台变频器同时启动时的总电流,与总开关的长延时保护电流、动作时间和短延时保护电流、动作时间相匹配,以不引起跳闸为准则;另外,对连续性生产工艺的开关柜,不配置失压线圈,避免u晃电失压”时开关跳闸,使生产中断.若需加失压线圈时.应具有延时功能。

    总之,利用好变频器的功能特点,可减少投资量等对安全、稳定生产具有重大意义。 

本文介绍了晃电的概念,在连续性生产要求特别高的企业中,晃电引起动力设备停车的原因,分别介绍了目前市场上主要抗晃电装置:普通UPS的缺点,向用户推荐了针对交流异步电动机负载的特种工业应用电源-动力UPS,分析动力UPS与传统UPS之间的区别;让客户对整个抗晃电装置的行业有个比较深入的了解;

一.“晃电”的概念

电源“晃电”一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部、内部原因造成电网短时故障,引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象。

二.晃电使动力设备停车的原因

在许多大型的石化﹑化工企业中,连续性生产要求特别高,哪怕是动力设备短暂的停车也会造成灾难性的后果,大部分动力设备都配有变频器系统,而导致动力设备停车的原因就是变频器跳车;

一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。电源过电压,对于电源电压的上限,一般规定不能超过额定的10%,当电源线电压为380V时,其上限值为420V。某些国外进口的变频器的最高工作电压可达460V,这对于国内用户来说是十分有利的。变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压(指电压下降到额定电压的70%,西门子变频器MDV系列为76%)或停电,控制电路将停止向驱动电路输出信号,使驱动电路和GTR全部停止工作,电动机将处于自由制动状态。逆变器件为IGBT时,在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td(对于td有两种规定方法,一种具体的规定时间,如15ms;另一种规定为主电路的直流电压下降到原值的85%所需的时间),若失压或停电时间to<td,变频器将平稳过度运行;若失压或停电时间to>td ,变频器自我保护停止运行。只要电源“晃电”较为强烈,都有可能使变频器调速的电动机停止运行。

变频器在使用中,当进厂电网的电压由于某种原因瞬间跌落时,变频器直流母线电压也相应的瞬间跌落,使得变频器处于报警停机状态(欠压报警),一般来说,该瞬间电压跌落周期只要大于0.5秒钟左右,对于变频器来说,直流电压下降过多,就无法维持运行。由于变频器处于停机状态,则当电压跌落恢复时,变频器无法自启动,必须手动复位再启动,从启动到达到额定转速这一过程中,有一个加速时间,两项时间总和约为几十秒钟,也就是说,只要供电电网发生0.5秒左右的断电,那么,从电压跌落到变频器恢复正常运行,时间至少约为几十秒钟。而这几十秒只是对于单台变频器而言,当生产线中使用多台变频器时,问题就比较严重了。正是这几十秒,对于很多连续生产的装置由于工艺联锁等原因会造成更长的停机和恢复时间,以致整个装置恢复稳定运行约需要几个小时时间,从而造成比较大的损失,这些损失包括突然停工的废品、重新开工的废品、原料、电力及人力损失;

三.目前主要的抗晃电装置分析:

长期以来,在石化行业中使用的抗晃电设备主要是在线UPS,但普通的在线UPS存在着不少缺陷又使得很多企业放弃在线UPS,而在前几年在华东地区的一些石化企业开始尝试使用动力UPS(一种全新的不间断电源)来作为抗晃电装置,那么这些抗晃电装置的原理及使用效果情况又如何呢?

(1). 普通UPS用于交流电动机负载存在的问题 

众所周知,交流不间断电源(UPS)是一种使用范围广泛的保障电力供应的重要设备。不论是后备式还是在线式,不论是正弦波输出还是准方波输出,它的负载基本都是计算机和通讯设备等整流滤波容性(非线性)负载或阻性负载。

如果UPS的负载是交流感应式电动机一类的感性负载,那么在UPS的设计选型和使用中就会出现很大问题。如果所选UPS是一台后备式的,那么在给电动机供电的交流电源故障停电时,电动机在所带机械负载的阻力矩作用下转速迅速下降甚至停车,当转为由UPS供电时,电动机相当重新启动。由于交流电动机的启动电流通常是其额定电流的5~7倍,而UPS的过载能力标准规定:过载125%时,Ⅰ类为10min,Ⅱ类为1min,Ⅲ类为30s,150%时10s,大于150%时仅200ms。如果想要UPS能承受电动机启动电流的过载能力,势必要增大UPS的额定容量。例如,一台11kW的电动机,额定电流是21A,选择一台UPS做它的不停电电源,如输出的功率因数为0.8,则UPS的容量应不小于14kVA,其额定输出电流为21.3A,过载125%时仅为26A,而电动机启动电流为105A~147A,UPS的容量远远不够,因此要满足电动机的启动要求,UPS的容量至少应选择为55kVA,即为电动机容量的5倍。这无疑将加大投资造成浪费,还未必能解决问题。某石化系统的一台110kW的泵电机,曾选配一台300kVA的UPS做不停电电源,结果是根本无法启动,后将容量增大为500kVA才勉强能启动,有时还烧熔断器,跳开关。因此,用普通UPS做电动机负载的不停电电源即增大投资成本,工作又不可靠,不是理想的方案。

  (2)新型抗晃电设备:动力UPS与普通UPS之间的区别

动力UPS是专门针对电机类感性负载而设计的不间断电源系统,系统的核心技术是采用DC-BANK系统(又称为动力UPS),对变频器直流母线端进行供电,当电网晃电(或者短时停电)时,给变频器的直流母线端提供电压补偿,使变频器直流母线上的电压不至于瞬间跌落,从而维持变频器的正常运行,彻底排除瞬时晃电的干扰,甚至可以达到更长的抗晃电时间(支撑时间根据用户需求设计)。

动力UPS系统,采用目前先进的专用高频开关电源模块,自动控制送给变频器直流母线上的电压,并带有完善的过压、过流、缺相等先进保护措施,采用微处理器控制,并带有液晶显示器,可实时在线监控;系统在平时电网电压正常时,自动对蓄电池进行充电控制,以保证其时刻处于容量充足的状态,系统在电网发生晃电时,自动切换到给变频器直流母线端供电,切换时候几乎为零(10ˉ6秒);从而保证了变频器的正常运行;对于需要保护的变频器来说,基本无须任何改动,可直接连接到本供电系统

关于动力UPS与普通UPS之间的区别首先就是设计原理上的区别,详细区别请看附二中的普通UPS,动力UPS的原理图;

选择方案       大型UPS 

   动力UPS

负载类型计算机和通讯设备等整流滤波容性(非线性)负载或阻性负载针对交流感应式电动机一类的感性负载设计

可靠性

UPS采用系统﹑市电﹑变频器﹑设备为一链式的串连结构,链式上任何一点的故障都会影响整个生产流程;故障率高;而且一直处于在线工作状态,设备损耗大,可靠性一般

动力UPS采用热备份﹑并列式结构,单点故障不影响整个生产流程;另外热备份是供电正常时处于休眠状态,设备损耗非常小,系统各回路相互,互不干扰,可靠性高; 

经济性大型UPS,设计容量为电机容量的2~3倍,造价较高;经济性差;

动力UPS设计容量仅需电机容量的1倍,而且设计合理,经济性好;

运行费用容量较大,更换电池成本高,运行费用较高;容量比大型UPS小得多,而且平时电池处于休眠状态,运行费用低;
动力UPS的特点

◆     彻底解决雷击﹑晃电﹑瞬时停电造成的机泵跳闸的问题

◆     能一次性解决低压电机群的数十台电机供电保护问题;

◆     智能化控制系统,德国SIEMENS公司PLC为控制核心,实时监控系统运行状况;

◆     拥有其他方案无法比拟的高性价比,在工业领域拥有广泛的成功案例;

动力UPS案例(抗晃电)

客户名称:华北某石化公司

项目时间:2003年5月

客户需求:一、化纤厂短丝生产一线计量泵,共有8回路,其中3.7KW的85台电机,55KW的1台电机,15KW的2台电机。每年都会由于电网停电、跳闸和晃电等原因,使生产停车,从而给生产造成很大损失,其中包括突然停工的废品、重新开工的废品、原料、电力、人力等损失,每次损失50——100万。二、短丝一线环境风机一台,132KW,每年都会由于电网停电、跳闸和晃电等原因,使生产停车,从而给生产造成很大损失。

解决方案:一、给8回路装上了DC-BANK系统和PLC控制装置,支撑时间3分钟。

二、给环境风机电机装上了DC-BANK、VVVF和PLC控制装置,支撑时间3分钟。

效果反馈:从2003年5月至今,电网发生了多达10次以上晃电事故及电压波动事故,整个装置运行良好,成功的保障了所有的电机连续﹑安全﹑稳定的运行,按每次最低损失50万计算,为用户至少挽回了500万的经济损失;

结论 

综上所述,动力UPS是适用于交流异步电动机负载的特种工业应用电源,具备普通交流不间断电源和变频器的双重功能。据查,目前国内外还没有其他电源厂家能生产这种定型产品,对于不允许停电的电动机负载,选择动力UPS要比选择普通UPS具有更高的性能价格比,因此动力UPS自上市以后得到的好评如流,填补了电机专用UPS的空白

几款电动机保护实现抗晃电的方法介绍

摘要

介绍目前常用的抗晃电措施,着重介绍使用电动机保护实现抗晃电的方法。

关键词

ARD;电动机保护器;抗晃电;JB/T 10736

0 引言

“晃电”指的是电网因雷击、对地短路、重合闸、设备起动、发电厂故障及其他原因造成电网电压短时失压、电网电压短时大幅度波动、短时断电数秒等的电能质量事件。化工企业对系统供电可靠性的要求较高,一旦出现供电系统晃电,会引起保护设备欠压误保护、生产设备意外停机,致使生产线瘫痪、事故扩大,导致非常大的经济损失,甚至对操作人员的安全构成威胁。

1常用的抗晃电的措施

1.1 UPS抗晃电系统

DCS、PLC等控制系统的工作电源由UPS电源接入,实现抗晃电的目的。在线式UPS 工作原理如图1 所示,电网正常工作时,给负载供电,同时给储能电池充电;当市电欠压或突然掉电时,UPS电源开始工作,由储能电池给负载供电。

 

 

图1 在线式UPS工作原理

系统发生晃电时,接触器的线圈依靠UPS供电正常工作,保持主触头的吸合,避免晃电造成电机停机;当母线失电超过一定的时间后,根据二次控制部分设定的时间断开输出,避免电压恢复后事故的发生。其控制接线图如图2 所示。

 

 

图2 UPS控制接线图

1.2 DC-BANK 抗晃电系统

变频器抗晃电有如下方法:

(1)取消变频器低压保护设置,设置快速重起动。该方法缺点是关键电机的停止、重起会影响生产的连续性和造成次品增加,另外低压往往会表现为变频器的过流保护,而取消过流保护会增加变频器本身损坏隐患,因此,这种方式在连续性生产要求较高的石化企业很少使用。

(2)DC-BANK系统,主要应用于变频电机和PLC/DCS 供电系统。电网正常时变频器由交流母线供电,DC-BANK 系统处于热备状态;电网晃电或备自投切换时,电网电压下降,转换成由DC-BANK 向变频器的直流母线供电,变频器保持正常工作。其工作模式如图3,单台控制逻辑图如图4 所示。

 

 

图3 DC-BANK系统工作模式

 

 

图4 DC-BANK系统单台控制逻辑

1.3 电动机的抗晃电措施

交流接触器广泛使用于低压电动机控制系统中,常用电机控制电路如图5 所示,晃电发生后接触器断开,会使电动机停转。

 

 

图5 电机控制电路

电动机抗晃电主要为接触器抗晃电,交流接触器的抗晃电方法:

(1)采用抗晃电接触器(具有延时释放/避开弹跳区的接触器),晃电出现时接触器不立即释放,也不工作在临界弹跳区,其安装接线如图6所示。

 

 

图6 抗晃电接触器接线图

(2)在原有的交流接触器上增加延时模块,控制电路如图7 所示。

 

 

图7 增加延时模式的控制电路

(3)加装再起动控制器,起动控制线路如图8 所示。

 

 

图8 加装再起动控制器的控制线路

(4)使用带有抗晃电功能的电动机保护器。电动机保护器具有过载、断相、不平衡、堵转、阻塞、起动超时、过压、欠压、接地、漏电等保护功能;具有电流测量、电压测量、频率测量、功率测量等测量功能;具有起动控制、抗晃电功能、失压重起等控制功能;具有4-20mA DC变送输出,MODBUS、PROFIBUS通讯功能。安科瑞ARD系列电动机保护器抗晃电控制回路(保护模式)见图9所示。

 

 

图9 ARD系列电动机保护器抗晃电控制回路(保护模式)

工作原理如下:95-96接点作为保护接点,保护器上电后处于常闭状态,当出现故障或辅助电源断电后变为常开状态;7-8接点同起动按钮SB2并联,出现晃电后7-8吸合维持控制回路处于起动状态,电压瞬间后可执行重起功能。

采用直接起动方式的抗晃电控制原理如图10所示,95-96接点功能同图9,7-8接点为起动控制继电器,保护器接收到SB1发出点动起动信号后,7-8吸合并自保持,接触器KM线圈得电接通电机主回路;保护器接收到SB2发出点动停止信号后,7-8输出断开,接触器KM线圈失电,断开电机主回路;发生晃电后,线圈KM失电,电机主回路被切断,保护器根据晃电时间长短自动选择执行“立即重起动”,“分批延时自起动”或“禁止起动”。

 

 

图10 采用直接起动方式的抗晃电控制原理

电动机保护器行业标准(JB/T 10736)中对抗晃电(失压重起)功能描述要求:“具有欠电压(失压)重起动保护功能的保护器,因主电路欠电压故障或失压停车,若在“立即重起动时间”内电压恢复至正常(允许重起动设定值以上)时,保护器可使电动机立即恢复至电动机停车前的运行状态(不经过起动延时、降压等过程);若超过“立即重起动失压时间”而在“延时重起动延时时间”设定时间内,电压恢复至欠电压(失压)重起动设定值以上,则电动机按“延时重起动延时时间”延时起动(与正常起动的过程相同),延时时间允许误差为±10%;若超过“延时重起动延时时间”后电压恢复,则电动机不再自动重起动,恢复电压值误差不大于±10%。”

2 电动机保护器抗晃工作原理及相关参数的设置

以安科瑞ARD系列电动机保护为例。为实现抗晃电功能,电动机保护器需带有抗晃电模块,将交流电输入接在抗晃电模块的输入端,抗晃电模块的输出接到电动机保护器的辅助电源输入端,电动机保护器的电压测量信号取自接触器上级,防止晃电时接触器脱开,无法测得恢复电压。线路正常供电时抗晃电模块的内部储能装置处于储能状态,晃电期间由抗晃电模块储能设备向电动机保护器供电,维持电动机保护器正常工作。当系统电压恢复到“重起动电压”后,电动机保护器对晃电持续时间进行判断,时间小于“立即重起动失电时间”立即吸合“输出继电7-8起动电动机;晃电时间长于“立即重起动失电时间”,而小于“允许失电时间”,执行延时重起动;晃电时间长于“允许失电时间”,不执行起动。

电动机保护器可以实现晃电立即重起动、失压延时重起动、失压时间过长闭锁起动,并且带有过载、断相、堵转、阻塞、过压、欠功率等全面的保护功能,可以确保电动机的平稳运行,并减少系统投资,在化工行业使用具有实际意义,相关参数的设置见表1说明。

表1 相关参数设置

3 结束语

介绍了几种常见的晃电处理方法,着重介绍电动机保护器实现抗晃电的方法。

文章来源:《自动化应用》2014年第6期

作者简介:袁燕,女,江苏安科瑞电器制造有限公司 主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统。

第一章 概述

  1、电厂目前存在的问题

   随着电力电子技术的发展,变频器以其调速精确、使用简单、保护功能齐全等优点逐步代替传统的调速控制装置而在电厂给粉机上得到广泛应用,但由于国内某些工厂的电网电压不稳定,导致变频器在使用中产生了新的问题—变频器低压保护跳闸。这种跳闸会因为变频器的保护设置不同而表现为过流保护或低压保护。但其原因都是因为电网低电压引起的。低电压通常都是短时的,主要是因为电网晃电或备自投切换时间过长。引起电网晃电的原因很多,如主电网侧的电网波动、负荷不平衡、雷击、电力切换等原因,负载侧的大型设备启动和应用、线路过载等原因。大多数自备电厂,它所生产的电能和热能绝大多数是供它内部使用的,电厂给粉机变频器在遇到厂用电压瞬时低于变频器的低电压保护值(根据变频器的型号不同该值也不同)时变频器停机,导致给粉机停机,同时会给FSSS(锅炉安全监控系统)发出给粉机停止信号,这样会导致FSSS的MFT动作。因为给粉机变频器低压保护跳闸而引起的非计划停炉,给电厂带来很大的经济损失,也是目前电厂面临的比较大的问题,只有很好的解决该问题才能保证电厂安全、可靠、高效的正常运行。

   

  2、主要应对措施

  从根源上杜绝和制止晃电基本上是无法实现的,解决这一问题目前主要的应对措施有:

  (1).FSSS的给粉机全停逻辑延时(2~5S),给粉机变频器设置快速重启动,等待电网恢复后给粉机变频器重启动,这既违反了电厂管理规程,又不能从根本上消除炉膛在晃电时的安全隐患。延时短,不可避免停炉;延时长,有更严重的事故隐患,延时签字人员还要为事故埋单。

  (2).换给粉机变频器。如ABpowerflex70s系列最大失电工作时间可以做140ms,但也躲不过备自投切换的1.8S。

  (3).接交流在线UPS。因为UPS容量大、转换效率低、保护级别高、投资成本高等原因,极少数电厂使用这种方式。

  3、直流支撑技术

  变频器是由整流器和逆变器两部分组成。通过对变频器的研究,变频器低电压指其中间直流回路低电压(即逆变器输入电压过低)。一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压或停电,控制电路将停止向驱动电路输出信号,使驱动电路和GTR全部停止工作,电动机将处于自由制动状态。逆变器件为IGBT时,在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td,若失压或停电时间to<td,变频器将平稳过度运行;若失压或停电时间to>td ,变频器自我保护停止运行。一般td都在15~25ms,只要电源“晃电”较为强烈,to都在几秒钟以上,变频器自我保护停止运行,使电动机停止运行。

  结合变频器的原理和工作方式,采用抗晃电系统,是解决变频器低压跳闸的最好办法。

  变频器的雏形是直流变频器,交流变频器只是在直流变频器的前端加上了整流器。变频器的控制电源和作功电源都来自于变频器内部的直流母线。新型变频器都有直流母线端子。

  直流电源技术已经非常成熟,都配备了完善的自检系统。国内目前有100多家知名的直流电源厂商,很多直流电源厂商就是用变频器逆变做为交流电源输出端的。直流电源做为变频器的备用电源,解决变频器的低压跳闸,已在其他安全级别要求不高的行业有成熟的应用。如:江苏的美国醋纤(南通)公司,在1996年就使用了直流电源做为变频器的备用电源。

  4、使用瓶颈

   火电厂要使用这种技术的瓶颈在哪儿?

  (1).安全级别高。火电厂锅炉控制系统属于SIL3级,相当于AK5级。

  (2).火电厂使用直流电源的关键是既要适时供电,又要紧要关头断电,且断的可靠性要求更高。

  (3).抗晃电系统要和FSSS联动,要进行FSSS的逻辑运算,厂商要熟悉电厂控制系统,要有电厂的现场经验,这是直流电源厂家不能做到的。

  从系统安全级别入手,从断的可靠性入手我们专为热电厂提供的电厂给粉机变频器抗晃电系统彻底解决您的后顾之忧。

第二章 设计依据

  [SHB-206-1999] 石油化工紧急停车及安全联锁系统设计导则

  [DLGJ116-93]火力发电厂锅炉炉膛安全监视系统设计技术规定

  GB/T 13337.1-1991 固定型防酸隔爆式铅酸蓄电池订货技术条件

  DL/T 5044—1995 火力发电厂、变电所直流系统设计技术规定

  DL/T 637—1997 阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件 

  DL/T 459—2000 电力系统直流电源柜订货技术条件

  DL/T 724—2000 电力系统蓄电池直流电源装置运行与维护技术规程

  DL/T 5120—2000 小型电力工程直流系统设计规程

  DL/T 781—2001 电力用高频开关整流模块

  GB17478-1998 低压直流电源设备的输出性能特性和安全要求

  JB/T48-1999 电控设备用低压直流电源

  B4208-1993 外壳保护等级(IP代码)

  GB4026-1992 设备接线端子和规定电线端鉴别标志以及、文字和数字系统一般应用原则

  GB50150-91 电气装置安装工程电气设备交接试验

  GB50168-92 电气装置安装工程电气电缆线路施工及验收

  GB50172-92 电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范

  GB50254-92 电气装置安装工程低压电器施工及验收

  GB50171-92 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范 

第三章 抗晃电系统组成

  1、抗晃电系统组成

  (1).直流电源子系统

  (2).炉膛安全联锁子系统 (Safety Interlocking System )

  (3).主站监控软件

  2、直流电源子系统的原理

  (1)、单台电机工作原理图:

   

    系统由电池组、充电器、监测单元和SIS执行单元等组成 

    M: 电动机

    针对电厂的实际情况,我们决定采用多台电机工作模式

   (2)、下图是多台电机的工作模式图

   

   

    多台电机工作模式:

    M1,M2,M3同时设计于同一控制系统中为低压电机群的工作模式;

   

  3、直流电源子系统主要设备

  蓄电池组

  蓄电池采用免维护阀控式全密封铅酸电池。

  充电器

  充电器的功率逆变管采用进口快速IGBT,其余元件采用进口工业等级器件,生产工艺严格完整,保证机器的可靠性和稳定性。输出电压和电流均可连续调节。具有强大的保护功能(输入过流、过压、欠压保护;输出短路,过流,过压保护;整机过热保护)。模块内取消了所有电位器,基准校正和控制全部采用12位D/A转换,精度高,参数性能稳定,调节方便。

  充电模块采用可带点插拔技术,输出采用隔离设计。模块工作频率高,近300KHZ,体积小,抗干扰能力强。内置E2ROM,通过人机界面设置的参数自动保存到充电模块,掉电不丢数据。

  SIS执行单元

  执行单元由断路器和接触器冗余组成,控制关系为断路器锁定接触器,能准确地执行直流电源子系统的投入撤出转换。

   监测单元

  用监测单元和人机操作界面组成监控系统,具有充电模块输出电压设定,充电电流限值设定,运行参数显示,故障报警存储,SOE事件记录以及蓄电池状态监测和直流回路状态监测,并可通过485总线和主站通讯。

   

  4、炉膛安全联锁子系统(SIS)

  SIS是抗晃电系统的主控系统,是FSSS的联锁控制部分。负责监测各种交直流电源信号、保护动作信号,控制抗晃电系统的备份、投运和退出过程。每一回路都由检测、控制和执行单元三部分组成。采用工业级三相异步电机保护模块MDS-1做检测单元,保证系统的可用度。采用通过美国SIL3认证的AB LOGIX顺序控制器做为每台炉的主控制单元。

  采用ABB S2断路器和直流接触器做单一直流回路的冗余执行单元保证系统的可靠性。

   

  4.1 MDS工业级三相异步电机保护单元

   

  4.1.1功能特点

  三表法测量准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量,可以测量变频器输出。

  具有3路的开关量输出,可以作为遥控、跳闸或者告警

  6路开关量输入,同时可以作为脉冲量输入

  2路直流采样,可以接各种变送器

  两路通信接口,支持MODBUS规约

  FFT算法,可计算1-8次谐波

  三相异步电动机的反时限过负荷(热过载)保护、不平衡(负序过流)保护、启动时间过长保护、堵转保护、接地(零序过流)保护、欠电压保护、过电压保护

   

  4.1.2 交流输入

  交流输入包括A、B、C三相电压和电流。电流是直接把线穿入小型电流互感器的圆孔。电压则采用6个各端子。分别为UA,UA1;UB,UB1;UC,UC1;其中UA,UA1为A相输入;UB,UB1为B相输入;UC,UC1为C相输入。每相间相互。

  这样设计的目的是为了用户可以选择不同的安装方式和测量方法。如果用户选择角型接法则 UA---UC1 接A相 UB---UA1 接 B相 UC---UB1 接C相。如果用户选择星型接法则UA1---UB1—UC1接N线。每路可以进行单独测量,用户还可以根据需要选择。

  输入的交流电压信号通过小型的PT(电压互感器),变换为交流0.5V的信号,经过滤波处理,滤除干扰信号,然后进行电平平移,使得原来的交流信号,叠加1/2的VREF,直接送到A/D转换,进行采样。

  输入的电流信号,通过导线穿入小CT(电流互感器),CT的输出接一个精密电阻,变换成电压信号,经过滤波处理,滤除干扰信号,然后进行电平平移,使得原来的交流信号,叠加1/2的VREF,直接送到A/D转换,进行采样。

  采样好的信号存入单片机的RAM中供软件处理。在软件中,我们每个周波采样16个点,根据采样定理,可以计算出输入信号的8次谐波。但是在应用中对奇次谐波更为关心。在数字信号处理中,由于电网的频率是在变化的,如果采样频率不是电网频率的整数倍,就会有所谓的频谱泄漏问题,详细内容请参考有关书籍。在该问题上我们采用了我们的提出软件跟踪算法,效果非常优异。

  对于6路输入信号,进行FFT变换,得出各次谐波的幅值和相角,并且计算零序电流和负序电流。计算的方法和FFT变换请参考有关数字信号处理的书籍。

  计算的结果存入RAM中,供通信程序、保护程序等其他程序使用。

   

  4.1.3欠电压或过电压保护

   系统电压太低会引起电动机过电流甚至堵转,烧毁电机。有时为了保证重要电动机的自启动,有时也使用欠电压保护。

  系统过电压一般对电动机没有太多的影响,但是如果过压范围过大,会导致电动机的励磁电流急剧增加,而且有大量的三次谐波。在一些特殊的场合,会使用过电压保护。

  定值包括3项内容:动作的继电器、过电压或欠电压定值、过电压或欠电压的整定时间。整定时间的单位为0.1S,电压的单位为V,最小分辨率为0.1V。

  欠电压保护原理

   

   

  过电压保护原理

   

   

  本系统的设计为保护动作信号在整定时间到达时,送给SIS的控制单元处理,操作执行单元,控制各直流回路的备份、投运和退出。

   

   

   

  4.1.4 MDS-104的软件设置

   

   

   

  4.2 AB LOGIX顺序控制器

   

   

   

  4.3 执行单元-ABB直流断路器和直流接触器

  根据各回路容量配置不同型号,冗余执行单元保障线路分断能力。

   

   

  SOMAX S的基本的用途和特点

  ISOMAX S系列塑壳断路器性能优异,外形结构紧凑、通用性强、使用方法简便,设计简单、合理、而且质量可靠。此新型断路器更配有一个改进的分断系统,获多项工业专利。

   特别值得注意的是用于制造ISOMAX S系列塑壳断路器的材料,是按现代环保要求可回用的,ISOMAX S系列塑壳断路器更以其优异质量及引入注目的设计获得了欧洲最佳工业设计奖。

  采用ISOMAX S系列塑壳断路器是电力生产和配电系统的理想方案,它能确保所有电力用户的安全性和可靠性,它特别适用于需保护和配合自动化控制的设备,ISOMAX S系列产品能最大范围地满足额定电流和故障电流的要求,并能达到与下级壳断路器的极限分断容量选择保护的要求。

  由于本系列产品的通用性和匹配性强,它能配置在任何配电设备中:

  一次配电(功力中心) 

  电动机控制(MCC) 

  二次配电(配电盘) 

  用户(DIN安装导轨的配电柜) 

  ISOMAX S系列塑壳断路器包括七种基本规格的产品(S1-S7),从10A到1600A额定不间断电流和高达100KA 额定极限短路断容量,各种规格均具有下列额定分断容量等级:

  B-基本分断容量 

  N-正常分断容量 

  S-标准分断容量 

  H-高分断容量

  L-限流型

   

  5、主站及人机界面监控软件

   

   

   

   

   

   

   

第四章 系统工作模式

  本系统有三种工作模式:

   (1).正常工作模式: 

   

   

   (2).电网晃电或备自投切换时的工作模式

   

  (3)、检修工作模式:

 

   

   

第五章 系统的控制逻辑

  逻辑控制说明

  1. 变频器启动、停止控制逻辑

  根据变频器的原理,变频器在交流供电或直流供电正常情况下在接受到启动接点指令后,即可投入运行。在变频器正常运行后有一反映变频器运行状态的接点信号闭合。变频器运行调速指令由DCS 或PLC 送来的4-20mA 模拟信号实现。抗晃电系统只需变频器或FSSS提供变频器运行状态信号,对变频器控制方式和性能无任何改变。

   

  2.抗晃电系统的逻辑图

  抗晃电系统的逻辑判断由SIS的控制单元完成,并控制直流电源子系统的执行单元来完成抗晃电系统的备份、投运和退出过程。

   

第六章 系统安全性

   

   

  IEC安全要求等级分为4级,安全性能由低到高为SIL1、SIL2、SIL3、SIL4。

  美国对SIL4只承认其存在,标准中不包括在SIL4要求下如何实施安全系统的内容。

  德国DIN V 19250及DIN V VDE0804对安全要求等级(Safety Requirement Classes)分为8级,安全要求从低到高为AK1~AK8,对应各标准的安全等级对比如表所示。

   

  大多数使用安全系统的工业应用场合属于AK4~AK6级,其中一般锅炉、加热炉为AK4级,石化、化工为AK5级。

   

   

  由图1可知,安全系统应分如下几类: 

   

  满足安全要求等级AK1~AK4的Z-1、

  满足安全要求等级AK1~AK5的Z-2、

  满足安全要求等级AK1~AK6的Z-3、

  安全要求等级AK7~AK8的需要特殊考虑的共5类。

  如监视设备的功能由一般控制系统(如DCS)实现,则安全控制系统分为4类。

   

  Z-1类的安全系统可用性“一般”,一个CPU模块通过单总线与I/O模块相连,它与普通PLC不同之处为通过CPU的自我测试以及采用可测试I/O模块、失效时输出保证安全状态等满足系统安全要求。

  Z-2类的安全系统可用性“较高”,CPU模块冗余,其他与Z-1相同,这样允许一个CPU模块出故障,另一个CPU模块维持正常工作,这样可以在AK5级安全要求等级以下的场合,维持72h之内。

  Z-3类的安全系统可用性“很高”,结构为全冗余,即CPU模块、总线、I/O模块均双重化,在AK6级安全要求等级的场合,允许单通道操作时间不超过1h,即在此期间内将出故障的模块更换掉,即可保证生产不中断。 

  只有能满足上述要求的经过安全论证的PLC系统,才能作为安全系统使用。 

  本系统的安全行保障:

  直流电源子系统一次线路有完善的保护元件,二次线路有完善的整流控制器、电池检测器和分路检测器。

  SIS子系统采用工业级三相异步电机保护模块MDS-104做检测单元,保证系统的可用度;采用通过美国SIL3认证的 控制器做为控制单元,采用ABB断路器和直流接触器做单一直流回路的冗余执行单元,保证系统的可靠性。

   

第七章 系统特点

  直流电源做为变频器的后备电源,充分利用了变频器的结构特点,与交流UPS供电相比,减少了交直流变换环节和蓄电池容量,提高效率,减少电气保护环节,减少投资,且有很多其他行业的应用案例。

  取消了原方案中的静态开关导通模块(易损器件),简化控制电路和一次线路,使导通成为真正的零切换,又杜绝了因为导通模块故障引起的给粉不平衡,避免了因为导通模块阀值电压过高引起的计时不准,增加了系统的可用度。

  通过软件设置母线欠压保护阀值和计时(0.1S),使系统工作时间精确可控。

  通过SIS子系统控制单元的软件,区分电网晃电和变频器故障,杜绝电网晃电引起的停炉,又在变频器故障或收到相关保护信号时快速撤出直流电源。

  控制、监测单元故障以及输入、输出端子悬空断线等,执行单元都会回到安全状态--断开,提高系统的可靠性。

  系统的切换条件除欠压保护外,还可扩充过流保护、超载保护、过压保护、零序电流保护、负序电流保护、欠载保护、零序电压保护等,只需软件设置阀值即可。

   

   

   

   

  两种计时方式比较:

    电厂给粉机变频器抗晃电系统专为火电厂媒粉炉和循环硫化床(CFB)锅炉设计,附合电力行业设计标准。

    其核心部分为SIS系统,结合技术成熟的直流电源,为电厂提供安全有效的给粉机变频器抗晃电解决方案。

    该系统既解决了电网晃电时给粉机变频器跳闸引起的不必要停炉,又保障电网晃电和备自投切换时,炉膛给粉平稳。

  实施后的效果:

  1、取消大多数电厂现在对FSSS的给粉机全停逻辑2~5秒延时(这个延时期,炉膛给粉严重不稳)。

   

   

  2、理论上可以将FSSS的1、2组电源丧失信号延时做到抗晃电系统最大工作时间,因为这个时期给粉机变频器还是正常工作的。实际使用中根据电厂其他系统的抗晃电能力和备自投切换时间来设置这个延时和抗晃电系统的工作时间,一般为2~3S。

   

第八章 系统配置

  1、 电厂提供的现场条件

  炉九台,1~8号炉每台炉有2.2KW给煤粉机 8台,九号炉12台给粉机

  总计:

  电动机总数:76台;

  电动机总功率167.2KW;

  电厂提供的现有接线条件:

  一路380V/60A 3P+N+PE电源.

  被保护变频器母线电源信号。

  被保护变频器二次接线图。

  有关的工程设计条件,包括被保护变频器盘内布置图。

   

  2、抗晃电系统的主要配置

   (1)、设备组成

     1、设备基本参数:

      —蓄电池的输出功率167.2KW。

      —直流输出回路76路,支持76台变频器。

     2、设备基本组成及柜体安排

      直流控制柜 九台 前后开门

      蓄电池柜, 

      柜体具体安排:

      —充电器柜; 

      —直流控制柜1 

      直流控制柜2~直流控制柜8同上,

      直流控制柜9 

      各柜之间与HMI采用MODBUS485通讯方式传递数据。

  2、方案的最终确定实施时,我们会提供:

   系统就位的平面布置图。

   设备基础安装图。

   电气条件图、SIS逻辑图、柜内接线图。设备荷重图各一份,可用电子版发送。

   

  3、系统的环境要求:

   使用场所:户内

   环境温度:-10℃ — +50℃;电池室5℃--30℃

   相对湿度:90%未结露

   海拔高度:1000米以下

   

  4、系统指标:

   (1)、输入电压:380 + 10%VAC,3P+N+PE 频率:50HZ + 1%。

   (2)、结构尺寸

     1.每组直流电源柜为落地安装式,防护等级:IP20

     2.进出线方式:下进下出线或按现场要求。

     3.800×800×2260 (W×D×H)一台

       800×800×2260 (W×D×H)两台

       800×600×2260 (W×D×H)九台

    上述电气柜外形尺寸(包括是否前后开门)根据现场要求。

     4.整流器柜体顶部加装2个风扇,下侧设有带滤网的进风口。

     5.每个柜均有铭牌,标明其功能。

   (3)、功能描述

    1.当变频器交流进线电源故障(失压或短时停电)时,变频器在该系统保护下,在设计时间内连续正常运转。

    2.抗晃电系统在线工作,变频器供电电源由交流三相380V转至直流530V供电时无间断。

    3.电池组的备用时间根据设计,不少于2分钟。

    4.在电池组放电过程中,若三相电源恢复正常,则变频器供电自动切换至三相380V交流电源。

    5.交流电源晃电超过 ,应自动分断直流接触器和直流断路器,抗晃电系统停止工作。

    6.具备系统自诊断及故障显示功能。

    7.为延长蓄电池的使用寿命,充电系统具备“均充”与“浮充”功能,且能自动转换。均充电压、浮充电压HMI可调。在正常操作期间,电池应处于浮充状态。

    8.电池组具备以下功能:

      定时均充:即在每隔6个月(HMI可设定)自动均充一次。

      欠压均充:即电池放电至欠压时,自动进行均充(交流正常时)

    9.具备各种工作状态指示灯。

   (4)、主要元器件选用说明

    1.电池组: 

    2.直流断路器、接触器、继电器、熔丝、按钮、指示灯等

     SIS子系统控制单元选用AB 顺序控制器。

     采用5.7″触摸屏,用以完成系统的运行控制。以报表和数据形式显示设备的运行状态、报警记录等,并可即时修改设备的运行参数。在触摸屏上存贮每次晃电时间,记录时间精确到秒。最少存贮最近的100次晃电时间

[摘  要]本文介绍了晃电对钢铁企业自备电厂生产的影响,探讨了防晃电常用技术并介绍其在钢铁企业自备电厂低压厂用电系统的应用,为解决晃电造成的电动机跳闸停机提供参考。 

[关键词]晃电,防晃电,交流接触器,再启动

钢铁企业自备电厂与其它电厂一样,属于连续性生产企业,其低压厂用电系统中的许多电动机在工艺流程上是不允许跳闸停机的,此部分关键电动机一旦跳闸停机,将会造成汽轮机发电机组乃至锅炉非计划停运,给电厂带来很大的经济损失。大部分自备电厂生产的电能和热能绝大多数是供企业内部使用的,通常选择在企业内部电网并网。而在钢铁企业,尤其在产能不断扩容增长过程中配电网随之不断扩容但没有重新彻底规划改造的老钢铁企业,在实际运行中有很多不确定因素(例如雷击、设备故障等),很容易对电网产生影响,使企业内部配电网供电电源电压降低或短时中断后又恢复供电(通常称为晃电),造成低压电动机跳闸停机,处于钢铁企业内部电网的自备电厂也很容易受此影响造成停机停炉,造成很大损失。 一.晃电现象及其影响 1.晃电的类型 电力系统在运行过程中,由于雷击、短路故障重合闸、企业外部或内部电网故障、大型设备起动等原因,会造成电压瞬间较大幅度波动或者短时断电又恢复,这种现象通常称为“晃电”。 晃电主要有以下几种情况: ①     电压骤降、骤升,持续时间0.5个周期至1min,电压上升或下降至标称电压的110~180%或10~90%。 ②     电压闪变,电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列的随机变化,一般表现为人眼对电压波动所引起的照明异常而产生的视觉感受。 ③     短时断电,持续时间在0.5个周波至3s的供电中断(如备自投、重合闸等)。 钢铁企业虽然轧钢系统存在波动负荷,但由于设有浪涌保护器、避雷器乃至消谐装置,正常生产性负荷对自备电厂造成的冲击影响不会很大,其电网晃电主要是外部电网或钢铁企业内部电网故障引起的,其中电压骤降(A类)和电压短时中断(C类)占大部分。一般来说,电压跌幅在20%内对设备运行一般不会有太大的影响。电压跌幅超过20%时,容易引起交流接触器控制的设备跳闸停机。 2.晃电的影响 ①.晃电对供电回路控制电器的影响 交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛,占了相当大的比例。由于工作原理的特点,当电网出现晃电时,会造成其操作线圈短时断电或电压过低,导致线圈对铁芯的吸力小于释放弹簧的弹力使接触器释放。据资料介绍,一般交流继电器当电压低于线圈额定电压的50%,时间超过一个周期时接触器释放;当电压低于80%甚至更高,持续五个周期时接触器也释放。 在使用变频器调节控制电动机的场合,由于一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能,变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压(指电压下降到额定电压的70%,个别变频器为76%)或停电,控制电路将停止向驱动电路输出信号,使驱动电路和GTR全部停止工作,电动机将处于自由制动状态;逆变器件为IGBT时,在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td(对于td有两种规定方法,一种具体的规定时间,如15ms;另一种规定为主电路的直流电压下降到原值的85%所需的时间),若失压或停电时间to<td,变频器将平稳过度运行;若失压或停电时间to>td ,变频器自我保护停止运行。在电源“晃电”较为强烈时,有可能使变频器调速的电动机停止运行。 ②.晃电对供电回路电动机的影响 晃电由于低电压,会导致电动机过电流,从而使电动机热保护动作跳闸。 在钢铁企业自备电厂,相比之下,晃电导致电动机过电流的情况出现得不多,由于变频器应用的数量相比电动机应用的数量不算多,晃电导致变频器停止的情况相比之下也不多,在大量场合应用的交流接触器受晃电影响释放跳闸的情况出现得相对很多。 二.几种防晃电技术及其应用探索 针对交流接触器和变频器两种受晃电影响情况,相应的防晃电手段也不尽相同。 针对变频器受晃电影响的情况,通常采用专门的动力UPS(DC-BANK),在电网晃电时给变频器直流母线提供电压补偿,使其电压不至于瞬间跌落,从而维持变频器的正常运行,排除晃电的干扰。由于笔者所在自备电厂变频器受晃电影响的情况出现较少,所以主要针对交流接触器受晃电影响的情况进行了理论和实践上的探索。 1.采用节能型交流接触器 节能型交流接触器通常具有比较低的保持电压,如CJ□J系列交流接触器标称的控制电源吸合电压范围为85%~110% Us、释放电压范围为20%~75% Us,采用这种低释放电压水平的交流接触器,可以防止相当一部分电压骤降的晃电造成影响。 与笔者所在自备电厂属同一总厂的燃气作业区部分采用了节能型交流接触器,取得了较好的防晃电效果。但自备电厂对一部分在用交流接触器作了试验,也基本能达到70% Us以下释放电压的水平,但防晃电效果较差,且节能型交流接触器对于电源短时中断的晃电情况为力,所以最后没有采用节能型交流接触器作为防晃电手段。 还有一种自保持节能型交流接触器(如CJC20系列),是将铁芯原硅钢片改为使用半硬磁钢,利用铁芯剩磁保持吸合,当用反向直流或交流去磁时接触器才释放。此类交流接触器主要用于不频繁操作场合,且对原有控制方式有一定影响,对于自备电厂重要辅机电动机的防晃电不够适用。 2.采用自动再启动技术 在一些大批量电动机需要自启动的场合,往往采取延时分批再起动方式,早期是通过复杂的继电器系统实现,或采用以单片机为核心的自起动柜实现分批再起动。现在通常采用PLC作为自起动柜的控制核心。 

对于自备电厂,跳闸后会导致锅炉汽轮发电机组停运的电动机数量不会太多,实现大批量电动机自启动的必要性不大,主要采取单机再起动方式。

早期的单机自动再启动技术是通过断电延时的时间继电器实现——当系统断电时,时间继电器延时断开,如在延时时间内恢复正常供电,未断开的延时触点使电动机立即再起动。上图是一个典型接线图。此实现方式在原有控制回路更改较多。 

国内一些开发了专用的再起动继电器(如ZQJ),其线路简单,检修与更换方便,但自身原理较复杂,主要采用高灵敏的中间继电器加上电容、电阻、二极管等辅助元件组成。其原理图如下图,当投入接触器KM时,ZQJ也投入,常闭触点J2打开,转换触头J1的(1)-(2)闭合,保持接触器KM接通(0-3秒),通过二极管V的整流作用对电容C1和C2充电。当SB2手动跳闸时,流过继电器J的电流由C1、C2的放电电流和经过C1的交流电流迭加,在下半波时电流有效值很小,J立即释放, J1的(1)、(3)触点闭合,C1、C2中的电流迅速通过电阻R1放掉,保证SB2复原后J不致因电容放电而动作合闸。调节R2可改变停电后延时的时间。

我们采用了国内公司代理的加拿大VPT公司MRR低压电机再起动控制器,这是一个单体式自起动装置,可靠性高,安装方便,接线简单。接线图及外形图如下。其低电压设定值UF为65% ~ 90% Ue,具有RS-485通信接口。由于采用了独特的技术,可保证设定参数在掉电时不丢失。经过我们在十多台重要辅机上应用,防晃电效果较好,能防止80%以上的晃电影响跳闸。

 

但在使用的过程中,我们也发现来此控制器存在一定的局限性:该控制器并接与控制回路的自保持点,在停止按钮QA正常发出分闸指令而断开时间太短时,控制器无法区分,会出现分闸不成功的情况。另外,该控制器体积达40×80×124,在一些空间比较小的场合安装有一定困难——如笔者所在单位引进ABB发电机组配套的MNS柜开关抽屉单元内非常紧凑,许多单元很难安装得下。我们合作的试用单位在试用过程中,还发现在较大容量交流接触器的控制回路中,此控制器触点载流容量不足,必须增加中间继电器扩展容量,就更增加了其安装所需空间。所以,我们没有作更进一步的推广。 3.采用专门的防晃电交流接触器     笔者所在自备电厂二十世纪八十年代末自日本引进的发电机组中,配置了6kV接触器加高压熔断器组成的组合启动器,其6kV接触器(YASKAWA产品)在控制回路(AC380V)配备了阻容储能装置,具有相当好的抗晃电效果。所以,一直有在低压交流接触器中采取相似技术的尝试欲望,但自制合格的储能装置有一定难度,因而立足寻找现成的带储能装置低压交流接触器产品。经过努力,找到了具有多项国内专利的利用电源储能原理的FS防晃电交流接触器。 

    FS防晃电交流接触器接线图和外观图如下。其采用双线圈结构,吸合速度快、强劲有力,在吸合或释放时干净利落,动作特性较好。电源正常状态下,控制模块处于储能状态。接触器的起动与停止与常规接触器一样,当有“晃电”发生使电压降到接触器的维持电压以下时,控制模块开始工作,以储能释放的形式保持接触器继续吸合,避免交流接触器跳闸。当电源电压恢复后,控制模块又转入储能状态 。当停止按钮发出正常分闸指令时,正确区分出来,及时分闸。

    由于控制模块使用了特殊的电源转换部件,使得 FS 接触器的体积和安装结构保持了常规接触器原有的特征,且不依赖辅助工作电源和辅助机械装置,其控制器附加在常规接触器侧面,因而体积小,可靠性高。经过我们的试验,其采用储能原理实现的防晃电性能比MRR稍好,对于瞬间失压、瞬间断电的情况都能起到较好的作用,且克服了MRR的不足,比较适合本单位的应用场合,所以计划在有停运改造机会时加以进一步的推广应用。 经过我们的应用探索,笔者认为只要应用的产品、技术得当,大部分晃电影响在目前的技术条件下是可以克服的。   【参考文献】 1.  《电动机自动再起动的实现方法》,吕锦寿,《电气市场》2001年第1期 2.  《防晃电交流接触器在石化企业的应用》,黄海生,《电世界》2006年第1期 3.  《化工企业连续供电方式的实现》,张子富,《电气应用》2006年第6期 4.  《FS系列抗晃电交流接触器说明书》,广州邦浦电气有限公司

文档

晃电对变频器的影响

电源“晃电”一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及其他外部或内部原因造成电网短时敬障,引起的电网电压短时大幅度波动、甚至短时断电数秒钟的现象。一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。电源过电压的上限,一般规定不能超过额定的10%.当电源线电压为380V时,其上限值为420V。某些国外进口的变频器的最高工作电压可达460V.这对于国内用户来说是十分有利的口变频器的逆变器件为GTR时,一旦失压(指电压下降到额定电压的70%.西门子变频器IVIDV系列为76%)或停电,控制电路将停止
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