满世项目抗晃电系统DC-BANK技术交流
低压变频器防晃电方案研究
低压变频器防晃电方案研究摘要：低压变频器的一个特性就是对电网电压波动较为敏感，变频器的非正常停机的现象主要是因为系统电压发生晃电事故。
笔者在研究了低压变频器防晃电直流支撑方案和再起动方案，通过对常用解决方式的分析出现的弊端，提出了相应的对策，在解决低压变频器防晃电方式中，有一定的借鉴作用。
关键词：防晃电；低压变频器；电网安全晃电形式包括电压在短时间内跌落或越限、电压闪变、电压短时中断、短时间断电等，突然启动大容量用电或供电设备、自然雷击、突发性对地短路、配电网络故障等均可引发晃电。
目前电网环网及并网规模正在不断扩大，再加上电力网络中配置的大容量变压器、电机数量日益增加，致使晃电问题频繁发生，低压配电系统及系统中的设备对于晃电的抵御能力较差，应注意运用保护措施防止晃电对配电设备造成破坏。
本文探讨了低压变频器防晃电措施，旨在保证配电网络中的低压设备能够维持稳定运行，减少晃电带来的损失。
1.晃电时变频调速电动机跳车原因分析在实际应用中．不同低压变频器品牌低电压保护限值和控制回路设计不同．导致低压变频器低电压跳闸原因也不同通常变频调速电机低电压跳闸有以下几个原因1.1低压变频器自身抗晃电能力差根据运行和事故数据发现不同品牌低压变频器防晃电能力差别很大。
通常根据低压变频器自身低电压限值要求和实际需要进行整定表1列出了部分品牌的低压变频器配置和整定情况。
际需通过上表及实际运行发现Siemens（MM430）和ABPOWERFLEX700低压变频器自身抗晃电能力差．电网电压下降幅度超过15％以上，并持续80ms以上，都会导致低压变频器低电压保护动作而跳闸，电机停机。
低压变频器自身低电压限值偏低是导致晃电时低压变频器跳闸的原因。
2）ABBACS800—04—3—0440系列低压变频器自身抗晃电能力强．在保证低压变频器控制回路不断电、电机辅机不受晃电影响情况、变频电机所带负荷又不大时．短时晃电。
电网电压下降幅度不超过低压变频器低电压限值时．ABB变频调速电机不会跳车。
直流支撑系统DC-BANK
直流支撑系统DC-BANK
1 概述
电动机不间断电源系统(Motor UninterruptiblePower System，简称MUPS)是上海隽睿自动化技术有限公司研制的区别于市场上的UPS、EPS 的供电系统。
MUPS 的一套直流支撑系统DC-BANK可支持多台乃至上百台变频器(VVVF)在电网晃电、停电时不间断工作，因而也保证多台乃至上百台电动机在晃电、停电时，不间断工作。
因此MUPS是针对电动机群设计的理想电源系统，该系统适用于连续生产的化工、钢铁、化纤、集成电路芯片、玻璃、造纸等行业，同时可作为消防应急电源使用，在工厂、大楼的消防系统中也有独到的用处。
2 MUPS 的性能特点
1)结构简单可靠，系统未用常规UPS向VVVF提供交流电源，而MUPS向VVVF提供直流电源，从而减少了AC/DC、DC/AC 两次变换。
常规UPS整流充电器既要对蓄电池充电，还须向逆变器提供额定直流功率，而MUPS 充电器只对电池充电，其功率仅为常规UPS的10%左右，成本低，可靠性高。
2)MUPS 系统里包含接入系统中的所有电动机的启动控制和保护元件，采用IGBT逆变功率器件和微处理器控制。
3)电动机享有VVVF 的软启动、调速等功能，并具备短路、接地故障和过载等保护特性。
4)MUPS 系统里充电器仅对蓄电池充电，具有稳压、限流及浮充温度补偿功能。
5)MUPS 系统里的PLC 对每台电动机的启动、停止和蓄电池定期向假负载放电等状况实施监控、保护。
6)MUPS 系统里的各回路完全独立，当检修某回路VVVF及其控制保护电路。
DC-BANK系统几种技术线路的比较
DC-BANK系统几种技术线路的比较随着变频技术的逐渐成熟和广泛的应用，变频器由于电网电压骤降而引起的变频器低电压保护跳闸问题越来越突出，连续生产型企业中该问题尤为突出，这就急需一种可靠的备用电源来保证一些重要负荷的变频器在电网瞬时或短时波动时不跳闸停机。
DC-BANK 系统就是在充分考虑了变频器自身特点后设计的一种后备式直流不间断电源系统。
DC-BANK技术发展到今天，主切换回路上RTM （电力衔接模块）可分为3种不同的技术线路，分别为晶闸管、BOOS和GCpIus技术。
下面就DC-BAN这几种技术线路做一些比较，具体如下：种控制电路不但需要提供外部电源供电，而且在对晶闸管的门极加控制电压时还要进行隔离，否则因为晶闸管的回路电压过高，会损坏控制电路。
故在这种应用中急需要一种可靠、快速的直流压差控制电子开关。
RTC-101压差控制电子开关额定电流：DC25A-1200A额定电压：DC10V-1000V峰值因素：＞5开关压降：0.7V导通时间：＜500uS压差设置档位：6压差设置：DC3V-168V工作温度：—10〜50 r 时VF控制方式变频器的输出功率下降和矢量控制变频器的过电流问题，也杜绝了电池组支撑时使用的静态开关切换造成的变频器直流母线大电流冲击。
在相同支撑时间的需求下，和RTM模块配合的蓄电池容量比不用RTM模块的电池组容量下降，减少了使用维保中的更换成本。
具体参数请参阅附件」PWM电路转换为高频交流，再经高频变压器隔离稳压后整流隔离输出。
?控制部分负责PWM信号产生及控制，保证输出稳定，同时对电源模块各部分进行保护，提供开关量和模拟量控制接口。
?监控完成模块参数设置、电源工作参数及状态的检测和显示、电源工作参数校准完成电源和主监控器之间的通讯。
? 采用高频软开关技术，使得电源转换效率大大提高，满载输出时效率最高可达95%。
? 均流控制实现各模块并机时输出自主均流，使各模块并机工作时均分负载。
防“晃电”技术应用
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执行单元－抗晃电专用监控单元、ABB直流断路器和直流接触器（直流专用）
抗“晃电”措施及应用（二）
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（3）交流接触器
交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛，当电网“ 晃 电” 时 ， 会造成操作 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 。对 于普 通电磁式接触 器 ， 在 电压 降至 额 定 电压 的 5 0 ％时开 始抖 动 ，降至4 0 ％以下 则 释 放 。 在 电 网“ 晃 电 ” 事 故 中 ，均 会 造 成 因 接 触 器 释 放 而 导致大量低压电动机跳闸。为 了尽量避免这种情况发生，通常采用防“晃电”接触器代替普通接触器或者
抗“晃电”措施及应用（二）
抗“晃电”措施及应用（二）
• 电网正常时工作模式变频器由交流母线供电，DC-BANK系统处于热备用状态， 电池组由充电整流器充电。电网晃电或备自投切换时，电网电压下降，造成 变频器直流母线电压低于压差控制器设定电压时，系统转换成由DC-BANK向 变频器的直流母线供电，变频器工作保持正常，其工作模式如下图所示。
• • B、气化工艺高压煤浆泵改造目的 由于供电系统晃电造成部分变频器保护动作跳闸引起化工系统停车，经考察 决定用南京国臣 DC-BANK 系统对气化工艺高压煤浆泵变频器进行改造，在此 系统中增装直流支撑系统，向相关变频器提供≥5分钟的停电保护。改造后达 到晃电时变频器不会因低电压跳闸，从而保证化工系统连续稳定运行。
“晃电”案例分析
• • C、改造结果 在工艺电动机、变频器工作正常的情况下，切断三相交流输入电源，系 统自动切换成直流供电，保证受保护的工艺变频器及电机在规定的时间 内不间断运行。其中，变频器显示的频率保持恒定，没有任何变化。然 后送上三相交流电源，受保护的变频器及电机继续运行于交流电源工作 状态，充电机给蓄电池充电，完成一次电源失电切换过程。触摸屏显示 并记录停电及恢复供电的时刻。
线切割机DC-BANK系统介绍
切割机主要组成
以 诚 信 立 足 世• 界•
切割工艺中的关键因素
1.砂浆 砂浆的流量、密度、温度是否稳定；浆料马达的电流功率是否正常。 2.冷却 冷却水的进水温度、压力差、流量是否在正常范围内；马达轴承电控 用 柜的温度是否在设定的范围内。 科 • 3.钢线 张力的波动情况，用线量是否足够，各个马达的功率、温度、电流、 技 扭矩是否正常。 服 4.线网线弓 务 线弓是否正常，收放线是否正常，有无断线/搭线情况。
中 国
以 诚 信 立 足 世• 界
电压暂降对线切割的影响
切割线中的电机都是使用变频器来控制的。任何一个环节 出现问题，后果都将会非常严重。而由于电网电压存在波 动暂降，当电压下降至额定电压的85%以下时，会导致变 频器低压报警，跳闸停机。进而使得切割线断线，产生次 用 品和废品，减少设备的寿命，降低生产效率，给企业带来 科 了巨大的损失。 技 • 由于电网电压波动具有随机性，所以这种问题是难以避免 服 和难以有效预防的。线切割机DC-BANK系统可以有效治 务 理电压暂降引起的变频器跳闸问题，使得切片生产工序更 加稳定，提高了成品率和生产效率，保护企业免受损失。
DC-BANK/MUPS
以 诚 信 立 足 世 界 用 科 技 服 务 中 国
电网正常时工作模式 变频器由交流母线供电；DC-BANK系统处于热备用状态，电 池组由充电整流器充电。 变频器
M
执行 单元
监测 单元
DC－BANK/抗晃电系统
以 诚 信 电网电压暂降时的工作模式 立 当电网电压下降，造成变频器直流母线电压低于压差控制器设定电压时，系统转 足 换成由DC-BANK向变频器的直流母线供电，变频器工作保持正常。 世 变频器 界
神木化工
DC-BANK系统中蓄电池组的均衡管理
DC-BANK系统中蓄电池组的均衡管理鲁芳;赵兀君【摘要】针对变频器使用过程中遇到的电网“晃电”现象，为了提高变频器抗“晃电”能力，提高DC⁃BANK系统的供电可靠性，确保蓄电池组充电安全和蓄电池使用寿命，设计了基于单片机控制的蓄电池组均衡管理方案。
该方案中单片机采样蓄电池的电流、电压和温度信号，经过处理，判断蓄电池不一致性，采取分流均衡的方法，实现均衡管理。
构建了蓄电池组的均衡管理系统框架，设计了分流均衡硬件电路，并给出了基于单片机汇编语言的流程图。
%For the phenomenon of power grid“shake”in the application process of frequency converter,a battery equaliza⁃tion management scheme based on MCU was designed to improve the ability of anti shake of frequency converter and powersup⁃ply reliability of DC⁃BANK system,and ensure the charging security and the service life of the batteries. In this scheme,MCU utilizes battery current,voltage and temperature signal,and judges the inconsistency of batteries after processing. The method of shunt equilibrium is adopted to realize equilibrium management. The framework of equilibrium management system of batteries is established in this paper. The hardware circuit of shunt equilibrium is designed. The flow chart based on MCU assembly lan⁃guage is given.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P137-139,143)【关键词】DC-BANK;蓄电池;分流;均衡管理【作者】鲁芳;赵兀君【作者单位】海军航空工程学院，山东烟台 264001;海军航空工程学院，山东烟台 264001【正文语种】中文【中图分类】TN773-34;TM912.4随着变频器在越来越多的工业领域的应用[1],企业所遇到的“晃电”问题也越来越突出,特别是一些对供电可靠性要求较高的敏感负载的场合“,晃电”问题亟待解决。
变频器抗晃电改造方案
变频器抗晃电改造方案作者：王建来源：《科技资讯》2016年第26期摘要：在XXXX有限公司工厂经常发生电网晃电事故，在实际运行中经常因晃电而导致连续运行系统停车事故，项目二期空分装置关键设备液氧泵变频器应对晃电能力差，低电压保护启动导致跳车。
该文考虑采取适当的方法进行改造以提高变频器的抗晃电能力。
关键词：变频器抗晃电直流支撑中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）09（b）-0036-021 晃电对变频器的影响据统计晋开近一年来发生的10 kV母线晃电或停电次数大约有8次，多次造成关键设备的非计划停机，影响生产连续性。
如果接收后仍存在此类情况，可能给我们造成损失，为了避免不必要的损失，提高生产的稳定性，所以致力于解决变频器低电压跳车的办法。
DC-BANK系统要为变频设备提供稳定的直流电压（450～540 V），在交流电压晃动时保证变频设备持续运行。
2 DC-BANK系统简介长期以来，在连续性较强的工艺生产中，当电网发生晃电（甚至毫秒级的断电）等供电故障时，均有可能使电机驱动的动力设备受到较大的扰动甚至停机。
造成连续性生产中断，设备损坏，产生大量的次品、废品，造成严重的经济损失。
DC-BANK是专门用于电动机负载的、输出电压和输出频率可变的交流不间断电源，是低压电机群专用不间断电源系统，特别适用于多负载连续生产的石油化工、化纤钢铁、玻璃等行业。
DC-BANK系统的作用就是：当企业的电气系统发生故障（晃电、甚至停电）之后，保障电机连续、稳定、安全运行，避免电机输出波动或跳闸所造成的事故，从而大幅度减少电气故障给生产带来的损失和危险。
3 DC-BANK组成DC-BANK组成：电池组、充电器、静态开关、控制器等。
蓄电池：蓄电池采用免维护阀控式全密封铅酸电池。
整流器：整流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，输出电压和电流均可连续调节且具有强大的保护功能。
抗晃电 技术路线
抗晃电技术路线有以下几种：
•动能缓冲技术。
在瞬时失压后，当直流母线电压下降到动能缓冲激活阀值时，利用电动机及所带负载的高转速、大惯性，把
再生能量回馈到变频器，维持直流母线电压，电网电压恢复后，
直流母线电压靠整流部分恢复。
•直流支撑DC-BANK技术。
由于变频器直流母线的正负极是由专门的接线端子的，因此可以采用蓄电池或者超级电容组成
DC-BANK直流系统，晃电后向变频器的直流母线供电，保证
电动机的正常运行，一般可以保证电动机正常工作1分钟以上。
电动机保护器抗晃电应用——安科瑞杨澜
电动机保护器抗晃电应用——安科瑞杨澜“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及应用（1）UPS抗晃电系统控制系统如DCS，PLC等工作电源由UPS电源接入，实现抗晃电的目的。
在线式UPS工作原理框图如图1所示，在电网电压工作正常时，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，避免电压回复后事故的发生，控制接线图如图2所示。
图2（2）DC-BANK抗晃电系统应对变频器抗晃电有如下方法：方法1：取消变频器低压保护设置，设置快速重起动，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，这种方式在连续性生产要求较高的石化企业很少使用。
方法2：DC-BANK系统，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图4（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：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被称为抗晃电接触器，晃电出现时接触器不立即释放,也不工作在临界弹跳区，其控制线路安装接线如图6所示。
天然气净化厂晃电现象及抗晃电技术
58天然气净化厂主要针对天然气进行脱硫、脱水及酸气进行处理。
其作为连续生产的高危企业，生产过程具有易燃易爆、高温高压、产出有毒有害物质的特点。
因此，对供电的安全性、可靠性、连续性和稳定性有着较高要求。
一旦供电出现问题，将导致整个生产运行过程处于不安全状态，造成一类设备损坏，引起大面积停车，装置停运，甚至引发火灾、爆炸等安全事故。
其中，晃电对天然气净化生产过程影响很大，是困扰安全生产的一大难题。
晃电是指供电电压的瞬间跌落，瞬时失压，短时断电的现象[1]。
电路结构的不合理性，自然现象如雷电，都可能造成电网短时故障，引起晃电。
石油、化工、电力等行业，晃电情况较为多见，对企业正常运行生产产生严重影响，并造成巨大经济损失。
1 晃电现象及其危害分析1.1 晃电现象及其成因电压暂降、电压短时中断俗称晃电，在2013年颁布的GB/T 30137中，电压暂降和短时中断定义如下：（1）电压暂降指电力系统中某点工频电压方均根值突然降至0.1~0.9pu，并在短暂持续10ms~1min后恢复正常；（2）短时中断指电力系统中某点工频电压方均根值突然降至0.1pu以下，并在10ms~1min后恢复正常的现象。
由于电网覆盖范围广，用户性质复杂，多种因素都可导致晃电，一般有如下4种情况：1.1.1 自然因素自然因素是晃电的主导因素，包括雷电、大风、大雾和大雪。
此外，空气污染严重时，“污闪”将直接导致晃电，且强度和频率较大。
在众多自然因素中，雷电和“污闪”最具影响力，甚至会导致供电中断。
1.1.2 设备因素设备因素同样关键，主要是设备运行状态不良和绝缘老化。
设备运行使用时间过长而没有及时更换出现绝缘老化，导致运行状态不良甚至时常发生故障，再启动频率随之增高。
此外，由于动设备大多是感性负载，瞬间的电压波动产生极大动态电流，加大了对供电网的影响，因此晃电强度也随之增大。
1.1.3 电网负荷因素随着国家经济的不断发展，电力负荷复杂性和不确定性增加，重载设备的起停会对电网造成很大的影响。
DC-BANK系统对变频器抗晃电的应用探讨
科技资讯2017 NO.01SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION动力与电气工程变频器以其高效率,高功率因数,以及优异的调速和启制动性,在工业生产中的应用越来越普及。
因为各种各样的因素,晃电现象时有发生,而变频器应对晃电能力较差。
当发生晃电时,变频器将启动保护功能,停止运行,造成非计划停车。
通过对变频器增加直流支撑系统DC-BANK进行改造,增加其抗晃电能力,能很好抑制因电网晃电而导致系统非计划停车带来的损失。
1 晃电现象对变频器的影响晃电是指电网电压暂时跌落或者消失,而在很短时间内(一般为几秒之内),电源电压又恢复正常的现象。
其产生的原因可分为内因及外因。
(1)内因:系统本身接有大功率电动机、整流器、电弧炉之类单相负荷等干扰性负荷,对电网产出负面影响,如:无功冲击、谐波、负序等。
这些影响可能会通过公共连接点涉及到其他终端用户。
(2)外因:外力破坏、雷电、树枝影响以及配电设备故障、线路切换、电容器投切等均由可能干扰系统,造成电压波动甚至断电,严重时会影响相邻线路,造成有害影响的蔓延。
对于10kV线路,其特点是面广,用户分布点多,易产生过电流或短路故障,发生故障后,在线路继电保护作用下,发生故障的回路被切除。
在故障发生到故障切除期间,其他回路电压会暂降,导致晃电现象的发生。
大部分变频器都具有失压、过压和瞬间断电的保护功能。
在变频器断电或失压后,一般的变频器仍会工作一段时间,若断电或失压的时间大于此工作时间,变频器将启动保护功能,停止运行,造成非计划停车。
2 DC-BANK系统长期以来,在连续性较强的工艺生产中,当电网发生晃电(甚至毫秒级的断电)等供电故障时,均有可能使电机驱动的动力设备受到较大的扰动甚至停机。
造成连续性生产中断,设备损坏,产生大量的次品、废品,造成严重的经济损失。
为解决电动机因电网晃电引发的工艺、设备问题,就出现了用于电动机负载的、输出电压和输出频率可变的交流不间断电源DOI:10.16661/ki.1672-3791.2017.01.032DC-BANK系统对变频器抗晃电的应用探讨秦梦阳(开封空分集团设计院 河南开封 475004)摘 要:电网晃电现象因为种种原因,在现代工业生产中时有发生。
煤矿供电系统中晃电现象的危害及其防治
煤矿供电系统中晃电现象的危害及其防治摘要：晃电现象是雷击，线路短路或其它原因造成，从而引起电压的突然上升或下降，短时断电。
当电网电压降到某种程度时，会导致介质中断，严重时甚至会给人们带来身体危害。
因此，分析了煤矿供电系统中晃电现象产生原因与危害，并详细探究了煤矿晃电现象的改造原则与防治措施，以期为相关工作者的研究提供帮助。
关键词：煤矿供电系统；晃电现象；晃电危害引言：在煤矿供电系统中，用户分布复杂，回路多，因此过流故障和短路现象极易发生。
因此，在煤矿供电系统中，必须明确晃电现象产生的原因及其给供电系统带来的危害，并制定科学、合理的抗晃电方案，促进设备抗晃电能力的提升，从而为煤矿供电系统稳定发展奠定良好基础。
1煤矿供电系统中晃电现象产生原因与危害1.1煤矿供电系统中晃电现象产生原因晃电是指天气因素（雷击）、线路短路或其它原因等引起的短时间电网故障（如电压波动、断电）现象。
晃电现象发生的主要原因具体如下。
由于电网是由各级变电站构成的，尤其是6（10）kV回路，用户分布面广且多，供电线路形式多样，经常会出现过流故障或者是短路。
从故障发生到切除会经历20～700ms，此过程中其他正常回路的电压会出现暂时下降情况，并导致晃电现象的出现。
同时，各种内部与外部因素的影响，如设备短路、雷击以及发电机组投切等，也会导致晃电现象的出现。
雷电多发季节，尤其是夏季时，发生晃电问题更为频繁。
供电系统发生晃电现象的主要原因是雷击、短路故障以及线路污闪。
其中，线路污闪与雷击导致的对地放电或者是绝缘子闪络，会使供电电压出现暂时的下降情况，进而带来较大范围的影响，通常持续时间在100ms以上。
短路故障则会使远端的供电电压出现严重跌落，从而给敏感性较强设备的运行情况带来不良影响，并导致较为严重的经济损失或者是事故。
需注意，短路故障从发生到切除需要的时间会因短路点位置不同而存在差异。
1.2煤矿供电系统中晃电现象产生的危害1.2.1电动机发生晃电情况时，因系统电压下降，企业的动力用电动机会出现过电流，并在一段时间中导致电动机的热保护动作跳闸。
DC-BANK直流支撑系统在化工生产重要设备变频器中的应用
1DC-BANK直流支撑系统在化工生产中的应用（本产品主要解决化工生产关键设备变频器因电网晃电或者突发故障停机的问题）浙江清屋电气科技有限公司简介电网电压的波动俗称晃电，对企业的连续生产影响很大。
本产品是保证煤化工企业关键设备变频器（例如煤浆泵变频器、煤气鼓风机变频器等）在电网晃电时不停机的成熟方案。
DC-BANK直流支撑系统是解决电动机不间断供电的一种可靠方案，在化工企业中大量的应用，由于电网的不确定性，在日常生产中，因为电网晃电引起变频器停机而造成的生产中止、停工现象经常发生，不仅给企业造成重大的经济损失甚至会产生严重的生产事故。
如果选用本系统作为变频器的后备保护电源，则能完全避免市电电网突发所带来的危害，完全避免以上现象的发生。
1. 造成电网晃电，一般有下面4种情况。
（1）自然因素：雷电、大风、大雨、大雪。
（2）配电因素：双路电源切换，输变电设备故障、电气保护装置。
（3）电网负荷：设备超载，重型设备启动。
（4）人为因素：电网不合理使用，设备维护使用的不恰当。
当电网闪断时，用户端的工作电压瞬时跌落会导致设备低压运行。
对小型电动机的控制就会失速。
当用变频器驱动的电动机时，会因为电网波动范围超过变频器正常使用范围，导致变频器保护停机，所驱动的电动机停止运行。
假如电机在工艺过程中不允许瞬时转速变化，如煤化气化炉的高压煤泵和液态氧液态氮泵都会造成连续生产中的中断，造成重的经济损失和安全隐患。
2解决煤化工生产中电气设备抗晃电的几种办法抗晃电技术的核心就是保证在电网晃电的瞬间有充足的电能来保证变频器供电的稳定，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）采用DVR交流解决方案；DVR交流解决方案安装简单，直接在主回路交流母线上安装，但是DVR在线路中是串联模式，同时在母线上做交流解决会造成功率计算必须按照变压器输出的全功率计算，虽然能解决问题，但体积大，成本高，电量浪费严重。
低压用电系统的抗晃电方案分析
1. 背景化工，冶金等连续生产型企业的工艺流程要求供电不中断，而系统电压的短时波动，会造成低压电动机的重要控制元件-接触器跳开，同时会造成变频器失压停机，造成整条生产线停机，引起巨大的损失，因此对于低压回路的抗晃电措施，当前有大量的研究分析，本文列出几种应用比较多的抗晃电措施，对其实现方案以及优缺点进行分析，供方案选择时参考。
2.抗晃电方案分析2.1 无扰动电源切换采用备用电源是提高系统可靠性的重要手段。
针对备用电源的切换，传统的备自投是无法满足要求的，一般采用无扰动切换装置。
400V带备用电源的典型接线图如下所示，进线1是主电源，进线2为备用电源，正常情况下母联断路器CB3断开，进线2处于热备用状态。
当进线1发生故障后，CB1打开，CB3闭合，实现备用电源的切换。
图 2.1 无扰动电源切换原理图如果上述过程采用备自投装置实现，切换时间为秒级。
这是因为母线的主要负载为电动机，当电源失点后，电动机工作在发电机状态，母线电压幅值逐渐降低，母线电压的频率也逐渐变小（电动机转速由于负载的作用逐渐降低），降低的速度取决于电动机的负荷容量，当电动机负荷容量比较高时，母线电压降低缓慢，备自投需要等待母线电压降低小于定值（例如30%）才能和母线断路器，这个时间可能长达几秒, 这么长的时间，电动机的转动惯量已经消耗殆尽，此时电动机相当于全部重新启动，启动时间长，生产工作中断。
为了解决上述问题，可以采用无扰动电源切换装置，当前已经有厂家开发，其原理与中高压的快切是类似的，主要的切换逻辑是快速切换和同期捕捉切换。
快速切换是快切启动后，立即比较压差，频差和相位差，如果小于定值，可以立即进行切换，因为此时母线失电时间很短，电动机转速降低不多，此时合闸对系统冲击很小， 一般整个切换持续时间小于200ms.同期捕捉切换是当快速切换失败后，此时可以实时跟踪电源和母线的压差，频差和角差，当角差为第一次为0时，进行合闸，此时的冲击也比较小，这个时间一般小于600ms。
国臣DC-BANK半导体行业变频抗晃电解决方案
国臣DC-BANK半导体行业变频抗晃电解决方案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—变频器低压跳闸。
低电压通常都是短时的,对传统的控制系统影响较小，而对变频器则会产生低压跳闸导致电机停止，影响生产。
解决该问题的关键就是如何使变频器在瞬时低电压时还能正常工作。
我们根据业主的实际情况，采用直流支撑技术即DC－BANK 系统(在变频器直流侧加不间断直流电源提高变频器的低电压跨越能力)来解决目前工厂存在的问题。
二、技术关键: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。
三、系统组成1、DC-BANK系统组成1、直流电源子系统2、控制系统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：（图略）系统由电池组、充电器、监测单元和SIS执行单元等组成针对现场的实际情况,我们决定采用多台电机工作模式2）、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Ø蓄电池组蓄电池采用免维护阀控式全密封铅酸电池。
Ø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。
化工企业电气系统抗晃电技术措施及应用
化工企业电气系统抗晃电技术措施及应用发布时间：2022-11-08T08:14:58.902Z 来源：《福光技术》2022年22期作者：李得红[导读] 因此要进行技术研究，在化工企业生产中运用抗晃电技术，保证化工生产的稳定性，提高企业经济效益。
乌鲁木齐石化公司检维修中心电气一车间摘要：我国经济的快速发展离不开各行各业的努力，各项行业在工作生产当中都离不开对电力的需求，企业数量逐年增加，供电负担越来越重，电网覆盖范围广，用户性质复杂，受自然因素、设备因素、人为因素等影响，引发晃电现象。
晃电会给许多大型企业带来严重的经济损失，化工属于大型连续生产企业，受晃电影响的各方面损失都很大，部分关键电气设备需要采取抗晃电技术，减小晃电所带来的危害。
关键词：抗晃电技术；煤化工；电网化工产业是我国重点鼓励发展的新兴产业，需要保证化工产业长期稳定，晃电会导致化工产业生产连续性中断，降低生产质量，带来经济损失，因此要进行技术研究，在化工企业生产中运用抗晃电技术，保证化工生产的稳定性，提高企业经济效益。
1 造成晃电的主要因素分析1.1 自然因素夏天频繁出现的雷电和大风，冬天常见的大雾和大雪天气，空气污染严重时，灰尘浓度高形成的“污闪”都是造成晃电的主要原因。
其中雷电和“污闪”会导致供电电压暂将时间超过100ms。
1.2 设备因素连接动力设备的开关、电动执行器等多项设备因为使用时间过长，未能及时更新替换，使得电动阀门或开关，电动设备出现老化绝缘，运行状况时常失灵，晃电的频率随之增高。
瞬间的晃电产生出极大的动态电流，加大对供电网的压力，因此晃电的强度也提升了。
1.3 电网负荷因素随着用电需求的日益递增，加重了电网的负荷。
无论重载设备是突然间的起动还是跳停，都会给电网带来很大的影响。
例如在生产过程中，重型设备突然停机，电网中的电流突然断掉，其线路电感反电动势引起电压上升，线路电阻上的电压降突然消失，造成电压上升，电网因过载导致电网电压下降。
DC-BANK系统在直纺生产中的运用
２ １ ９ ０１
聚 酯 工 业
Ｐｏｙ ｓｅ ｎ ｕ ｔｙ ｌ ｅ ｔｒ Ｉ ｄ ｓｒ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ５ １２ ． Ｓｐ２ １ ｅ ． ０１
ｄ ｉ１ ．９９ ｊｉ ｎ １０ —２ １ ２ １ 。５ ０ ７ ｏ：０ ３ ６／．ｓ ．０ ８８ ６ ．０ ０ ． １ ｓ １
ＤＣ Ｂ Ｎ 系 统 在 直 纺 生 产 中 的 运 用 ． Ａ Ｋ
杨 新 强 姚 炳 良 ，
（ ．浙江桐乡新风鸣集团 ， １ 浙江 桐 乡 ３４ １ ； ． １５３ ２ 上海隽睿 自动化技术有 限公 司， 上海 ２ １０ ） ０ ２ ０
摘要 ： 了直纺生产电气设备抗晃 电的几种方法 ， 介绍 指出 Ｄ ＊Ａ Ｋ不间断电源系统是解决 电动机不 间断供 电的一种新的解 ＣＢ Ｎ
驱 动的 电机 有 效 。
这几种抗晃 电方法的比较如表 ｌ 所示。
表 １ 方案 比较表
Ｔａ ｌ Ｓ ｈ ｍｅ ｃ ｍｐａ ｉｏ ｂ ｅ１ ｃ ｅ ｏ ｒｓ ｎ
收稿 日期 ：０ １ －８ 修回 日期 ：０ １ ７ｌ 。 ２ １＠６０ ； ２ １ － ・１ ０
作者简介 ： 新强 （９２）男 ， 杨 １８． ， 浙江桐乡人 ， 助理工程师 ， 从事化纤生产电仪维护工作。
图 ３ 静态开关 Ｓ 控制原理图 Ｗ
Ｆｉ ３ Ｓａ ｃｓ ｔｈ Ｓ ｏ ｔｏ ｒｎ ｉ ｌ ｉｇ ａ ． ｇ ｔ ｔ ｗｉ Ｗ ｃ ｎ ｒ ｌｐ ｉ ｃｐｅｄａ ｒ ｍ ｉ ｃ
５ ６
２ ４ 系统 电池 组容 量配 置 ．
聚 酯 工 业
第２ ４卷
产能 等 间接 损 失 。系 统 配 置 Ｄ ．Ａ Ｋ系 统 后 ， ＣＢ Ｎ 从 ２０ ０９年 １月安装 后 至今 ， 摸屏 上 显示 的数 据统 计 触 有 ｌ 电压骤 降 事件 ， 言之 ， 免 了数次 跳 车事 ２次 换 避 故 。为企业 节 约 了大量 的开 停 车 费用 ， 是保 证 了 更
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直流系统
卷绕式阀控密封铅酸蓄电池简介
卷绕式阀控密封铅酸蓄电池通过采用具有极高析氢过电位的 合金通过特殊工艺制造板栅，同时对正负极活性物质量的合 理匹配等工艺措施，使得负极上发生的析氢过程得以最大限 度地受到抑制，同时正极因过充电所产生的氧气通过隔膜到 达负极，并与负极上的铅发生反应，生成水，这样便使得电 池内部气体的再复合，防止失水，实现免维护。
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晃电的危害
晃电会导致交流接触器释放，引起生产中断。 电压低于55％～65％，持续40ms以上，接触器释放； 电压低于80％，持续100ms以上，接触器释放；
电压有效值
接触器工作电压 吸合电压 释放电压
吸合 释放
接触器状态
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工业应用中变频器的作用和原理 变频器的用途
在工业生产中电机类负载随处可见
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变频器的用途与作用 (1)可调的转矩极限。 (2) 受控的停止方式。 (3) 节能 (4) 可逆运行控制 (5) 减少机械传动部件 (6) 启动时需要的功率更低 (7) 可控的加速功能
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变频器的用途与作用 (8)可调的运行速度 (9) 控制电机的启动电流
效率
损耗 年运行时间(H) 年损耗（KWH） 电价（元）
90%
36KW 8760H 315360 0.8
99.4%
3.2KW 8760H 28032 0.8 22425.6 400KW*(1-效率%) 365天*24H 损耗*年运行时间 平均工业用电电价 年损耗*电价
年运行损耗价值（元） 252288
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抗晃电系统简介 基本功能
实现生产装置变频器电源防晃电：外部市电电压 由于一些意外导致电压瞬间剧降（即出现晃电现 象），该抗晃电系统可以保证变频器内部的直流 电源不会因低电压跳闸 保障变频器的不间断运行：且即使在外部市电失 电 5分钟以内，变频器仍然能够正常运行。
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(10) 降低电力线路电压波动
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使用通用变频器的行业 纺织行业 冶金、冶炼行业 石油、石化行业 建材行业
设备 纺织有张力控制设备、拉丝机的收放卷等 冶金各种主轧线、飞剪、风机水泵、辊道、
高炉卷扬、电梯门机、起重行走
风机、泵、空压机、抽油机 水泥、陶瓷、玻璃生产线全线
卷烟厂
造纸
1、 取消变频器低压保护设置，设置快速重启动。 缺点是关键电机的停止、重启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。 2、接交流在线UPS。 缺点是UPS在线工作，损耗较大，投资成本高。 3、接交流电压骤降补偿系统。 缺点是稳定性不够，在交流输入端进行交流补偿，效率低，无法应对较长瞬间的电压下降 和短暂停电。投资成本和运营跟UPS相同，比较高。 4、DC-BANK直流支撑系统。 直接在直流端进行直流补偿，是目前稳定性高，投资成本、运行成本最低的一种措施。
运行损耗差额约 23万
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抗晃电系统结构简单，充电器采用模块式结构， 跟根据电池容量的大小，增加或减少充电模块。 其冗余可以通过增加电池组的方式，实现即使 有一组或2组电池失效，其抗晃电系统仍然能 够起作用，仅后备延时时间相应缩短。
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系统容量
UPS带载电机类感性负载，在有带变频 器的情况下，需要考虑1.5倍左右的额定 容量。即200KVA的变频器，UPS需要 300KVA的主机。
抗晃电系统设计给变频器使用，其功率 比为1:1.2，即变频器功率为200KVA， 抗晃电设计功率为240KVA。
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项目实施工程界面
运输和就位
工程界面包括运输、就位及安装施工两个方面的内容
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项目实施工程界面
UPS电源安装工程和材料安装界面
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抗晃电产品介绍
（针对变频器的电源改造系统）
主讲：吕伟升
工业用电存在的问题
电源断电 涌
电压下陷
电源浪
市电的九种电 源故障形式
持续欠压 波失真
持续过压
谐
高频噪音 切换
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频率波动
瞬态
什么是晃电
晃电，又称电压骤降、闪络，是指电网电压瞬时跌落至标称值的10%至 90%，持续瞬间在1分钟内,又恢复正常的现象，大部分晃电持续时间不超 过1.5秒。 ① 由于雷击造成的电压闪变，低电压保持的时间是随机的； ② 由于本供电线路或上级供电线路发生瞬时性故障造成的短时失压现象， 失压时间取决于保护切除故障时间和重合闸延时时间，一般情况在 1～3秒之间； ③ 当电网中有线路发生短路时，在故障线路被切除前该短路点附近区域 的电压大幅度降低，低电压时间仅由故障线路的保护动作时间决定， 一般情况在0.1～0.6秒间。
项目实施需求的确认
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谢 谢！
抗晃电系统简介
技术原理
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市电正常时，AC380V经过充电器对电池充电，SCR1-N关闭。当市电晃电、跌落时， 变频器的直流母线电压降低到设置值时，压差控制模块RTC控制SCR导通，电池组对变 频器的直流母线进行支撑，若市电没有恢复，电池放电到变频器的欠压保护点。市电恢 复正常时，变频器的直流母线电压高于电池组电压，SCR自然关断。
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抗晃电系统简介
抗晃电系统组成 人机界面 在主控柜中设计人机界面，有1个大LCD液晶，主要可实现 以下内容： •运行参数 •系统参数 •告警记录 •用户设定 人机界面直观，操作方便，数据、信息齐全，可接受用户 特别订制信息。
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抗晃电系统简介
抗晃电系统组成 馈线柜 抗晃电系统馈线柜依据项目需求，设计输出分路，即每台变 频器设计1个控制回路。把变频器的直流的正负极接线端用到 馈线柜直流开关。直流开关采用ABB品牌直流专用空开，也 可采用用户指定品牌的符合要求的直流断路器。柜体相相应 有数字或模拟表头，现在各运行状态参数。
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市电正常
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市电异常
抗晃电系统简介
设计依据和参照标准
•YDT 799—2002蓄电池标准 •GB6995.1 电线电缆识别标志 •GB13337.1 固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件 •GB/T17478 低压直流设备的特性及安全要求 •GB156 标准电压等级 •GB/T762 标准电流等级 •GB/T1980 标准频率 •GB7260 不间断电源设备（UPS） •JB/T 8456-2005 低压直流成套开关设备 •GB/T 12325-2003 电能质量 供电电压允许偏差 •GB/T 14549-93 电能质量 公用电网谐波 •GB/T 17626.2 电磁兼容试验和测量技术 •GB/T 3859-1993 半导体变流器 •GB/T 4025 人机界面标志标识的基本和安全规则 •GB 4208-2008 外壳防护等级(IP 代码) •GB 12326-2000 电能质量 电压波动和闪变 •GB7450 电子设备雷击保护导则 •GB17478-1998 低压直流电源设备的特性的安全要求
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抗晃电系统的特点
效率高，采用后备式方式，直流备用，损耗极低 高可靠性，实现市电中断后直流零切换到电池状态。
控制性强，可与PLC、DCS安全连锁。
适应性强，适用各种类型的变频器。 标准电力柜设计，现场安装灵活，一体化安装方式，简洁美观。
谐波低，对电网无污染。
易维护，管理方便，可实现远程网络监控。 设计寿命长。
卷烟制丝、卷烟成型包装
配套风机水泵、制浆、高速造纸、切纸机、 复卷机 水泵
市政、供水、污水处理
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变频器的工作原理图
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不可控整流电路 直流整流电压和交流电源电压的比固定 全控整流电路 直流整流电压的平均值和极性可调
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抗晃电系统简介抗晃电Biblioteka 统组成科华恒盛，智慧电能领导者
抗晃电系统简介
抗晃电系统组成 主控柜 主控柜主要由抗晃电系统的逻辑控制、监测、充放电管理的 和人机界面组成。 • 系统逻辑控制：完成变频器信号采集、处理、分析和控制， 包括变频器直流电压与抗晃电系统的直流电压的压差控制。不 仅考虑晃电时的支持，还需要考虑保护动作时要退出，以便保 护变频器本身因短路、过流而损坏。 • 监测系统：监测输入交流电压、电流和频率，充电、放电状 态的监测，系统故障告警。 • 充电管理系统：拥有自主专利技术的电池管理系统
IP防护等级高。
低噪声。
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小时率C=所需电流/（电池容量*电池组数）
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抗晃电系统与UPS的比较 效率
工频12脉冲500KVA UPS效率曲线图
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效率
项目 功率 有功功率 UPS 500KVA 400KW DC-BACK 400KVA 400KW 备注
变频器电源的分析
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变频器常见品牌
ABB 施耐德
西门子 丹佛斯
三菱 森兰
三垦SAMCO 日立 富士电机 安川
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晃电对变频器的影响和解决办法
一般变频器都有过压、失压和瞬间停电的保护功能。变 频器的逆变器件为IGBT，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TOTD过 长，变频器自我保护停止运行。