抗晃电在大型化工企业电气设备中应用

抗晃电在大型化工企业电气设备中应用

发表时间：2017-12-28T16:34:34.567Z 来源：《防护工程》2017年第22期作者：陆志强

[导读] 晃电的治理一直都是电网及石化及大型化工企业的关键问题，每个企业都必须加强晃电的治理才能提高供电效率。

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摘要：晃电的治理一直都是电网及石化及大型化工企业的关键问题，每个企业都必须加强晃电的治理才能提高供电效率，保证企业的电气设备避免损坏。通常大型的化工企业配电网与电力网相连，受自然环境的影响以及电气设备及系统操作的影响，发生晃电事故是不可避免的。因此为了避免晃电给大型化工企业造成的电气设备损坏，停止工作，造成生产事故扩大威胁到化工企业的安全，因此必须采取一系列的抗黄措施来确保电气设备的正常运转。文章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。

前言“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。

关键词：晃电；化工企业；电气设备；交流接触器

1 晃电造成停机的原因分析

电磁式交流接触器在低压电动机控制系统中的应用非常广泛，占了相当大的比例。电磁式交流接触器的动作特性：国际IEC标准规定、额定电压的80%为临界可靠吸合电压。临界释放电压为额定工作电压的20%-70%，现场使用中电磁式交流接触器一般都在标称的电压50%释放。由于电磁式交流接触器的工作原理特点，当电网出现晃电时产生的电压下降造成电磁式交流接触器工作线圈短时断电或电压过低，导致维持吸合动、静铁芯的吸力小于释放弹簧的弹力，使接触器断开的重要原因，所以因“晃电”导致电磁式交流接触器不受控制而发生自然跳闸停机是其工作原理所致。

2“晃电”造成的后果及原因

“晃电”在数秒钟对连续生产中要求大量设备在工艺流程上不允许电动机跳闸停机的企业是灾难性的，轻者几十万、上千经济损失，严重的还会发生火灾、爆炸乃至人身安全，对企业来讲真是灾难的几秒钟 “晃电”大型化工企业配电系统在运行过程中，由于雷击，对地短路、障重合闸备自投，企业外部、内部的电网故障、大型设备起动等原因，所造成的电网故障，所造成电压瞬间较大幅度波动或者短时断电又恢复的现象称为“晃电”

3常用的抗晃电措施

3.1 防晃电延时释放交流接触器的选用

永磁式延时接触器工作原理：在控制电压突然跌落到非正常工作电压时，欠压信号传输到永磁接触器的控制电路中，控制系统对信号立即做出分析，需要延时来防止晃电事故发生时，接触器在设定的延时时间内处于保持状态，超过设定的延时时间接触器立刻断开。四、永磁式接触器解决晃电灾害的措施：君诺永磁式延时接触器替代传统电磁接触器。通过对已有永磁接触器的控制模块进行改进，增加相关逻辑分析电路，实现延时释放，释放时间可根据现场要求任意设定。当电网失压现象(网电压在一定范围内波动)，采用低压延时永磁接触器，电压值和时间可根据需要设定。例如：电压突然跌落至额定电压的40％或25％时，延时3S释放。当失电现象(电压突然跌落至零)，可采用断电延时永磁接触器。

3.2 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。当电网正常工作时，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。当系统发生晃电时，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。

DC-BANK抗晃电系统的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。

3.3 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，当晃电发生后接触器断开，会使电动机停转。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：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。在原有的交流接触器上增加延时模块，加装再启动控制器，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4-20mADC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。

4 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