“晃電”對(duì)電動(dòng)機(jī)供電回路的影響

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”，即過高或過低的電壓都會(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

筆者曾在山西長治某太陽能生產(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)了很長時(shí)間，給企業(yè)及業(yè)主帶來了不小的經(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挚埂盎坞姟保纱藥韺?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，無法測(cè)得恢復(fù)電壓。線路正常供電時(shí)抗晃電模塊的內(nèi)部儲(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)，超過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間接觸器立刻斷開。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)電源沒有恢復(fù)則其運(yùn)行閉鎖指令解除，進(jìn)入來電重合控制時(shí)段，當(dāng)來電達(dá)到控制器設(shè)置的重合允許電壓閥值時(shí)，則通過延時(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_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)群簡單的自起動(dòng)；（3）型控制器僅工作在來電重合時(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)斷開來電延時(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進(jìn)行儲(chǔ)能，從而降低了設(shè)備的成本，延長了使用壽命。

問題：與UPS一樣，在線備用時(shí)間太長。

（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

“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)：

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