工矿企业重要生产用电设备的防晃电措施

　　摘要晃电现象对工矿企业的正常生产危害非常大。本文分析了晃电的产生原因及解决措施，提出了在企业供配电系统中防晃电的设计思路，为解决工矿企业面临的晃电问题提供参考。
　　【关键词】工矿企业 供配电 防晃电 措施
　　1 引言
　　工矿企业的生产用电设备对供电的持续性和稳定性要求比较高。电力系统在运行过程中,由于短路、接地等故障，会造成电压出现较大幅度的瞬间波动，这种现象一般称为“晃电”。晃电现象可能造成继电保护跳闸、接触器脱口、电机停转等问题，进而造成生产设备停转，产品报废等问题。总之，“晃电”对工矿企业的正常生产危害非常大。
　　因此，工矿企业在供配电系统的设计、建设期就应该注重应对晃电问题。
　　2 晃电产生的原理及类型
　　2.1 晃电产生的原理
　　电网中某处电气设备发生短路、接地故障，从故障发生到故障切除，一般用时约为20～700ms。在此期间，企业受电端电压会暂降落,造成晃电现象。另外,夏季是雷电多发季节,电网电压也会暂降,造成晃电。
　　2.2 晃电产生的现象
　　2.2.1 电压骤降、骤升
　　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%。电压暂降/骤降是电压有效值降至标称值(Nominal Value)的10%至90%,且持续时间为10ms至1min(典型持续时间为10ms～600ms)的电能质量事件之一。严重的电压暂降,将使用电设备停止工作,或引起所生产产品质量下降,同时,电压暂降影响的严重性则随用电设备的特性而异。通常情况下,以下重要设备容易受电压暂降的影响,比如:冷却装置控制、直流电机驱动、可编程逻辑控制器(PLC)、机械装置、可调速驱动装置等。
　　2.2.2 短时断电
　　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)。短路故障可能会引起系统远端供电电压较为严重的跌落,影响工业生产过程中对电压敏感的电气设备的正常工作,甚至造成严重的经济损失。
　　2.2.3 电压闪变
　　电压波形包络线呈规则变化。产生电压闪变的主要原因是:用电设备具有冲击负荷或波动负荷,如电弧炉、炼钢炉、轧钢机、电焊机、轨道交通、电气化铁路、以及短路试验负荷等;系统发生短路故障,引起电网波动和闪;系统设备自动投切时产生操作波的影响,如备用电源自动投切、自动重合闸动作等;系统遭受雷击引起的电网电压波动等。
　　3 工矿企业重要生产用电设备晃电解决对策
　　解决供电系统晃电的根本出路在于确保供电系统的绝对稳定,采取综合措施,提高企业供电系统抗晃电能力。
　　3.1 企业外部供电系统的措施
　　连续性生产企业特别是重型生产企业对供电的可靠性要求较高,其供电一般采用双电源(或多电源)供电。在进行外部供电系统设计时最好能使两条(或多条)电源来自不同的变电站,如果很难做到这一点,至少也要使两条(或多条)电源取自由不同变压器带的母线段,这样可以避免上级变电站一段母线出问题时造成全厂停电。
　　3.2 企业内部供电系统的措施
　　3.2.1 重要系统采用不间断电源和发电机
　　采用不间断电源是确保电源稳定的一种重要方法。重要的控制系统如DCS、PLC以及机房重要数据中心的工作电源应由UPS电源接人,增强抗扰动性。对装置中因停电可能出现重大设备事故或人身伤害事故的设备可配备事故发电机,在系统出现失电的情况下起动事故发电机,由事故发电机恢复其供电,这样可以避免因供电系统晃电造成重要机组停车。
　　3.2.2 采取分列运行方式
　　对厂内总降压变电站以及下级各变电站宜采用分列运行方式 ,两段(或多段)母线之间的母联开关宜装设备用电源自投装置,各级自投的自投时限由总降压变电站往下逐渐加大。
　　3.2.3 重要动力设备增加晃电停车再起动功能
　　对重要设备的电动机在其控制回路中增设晃电停车再起动功能,高压电动机晃电来电后即自起动对高压电动机,可通过延长其低电压保护跳闸的时限来实现电动机晃电来电后即自起动,在供电系统出现晃电的情况下使其低电压保护延时动作跳闸,若在延时的范围内电压恢复则电动机立即起动。采用可带空气延时触头的交流接触器如LG1-D系列交流接触器,这样在供电系统晃电时可以通过延时触头来实现电动机的主回路接触器的自保持回路延时打开,若晃电停车后在延时触头设定的延时时间范围内电压恢复即可实现自起动。电动机主回路接触器采用闭合与断开两个线圈,只有脱扣线圈得电方能断开的锁扣接触器如CJ12B-S系列锁扣接触器。利用时间继生电器实现电动机的自起动,通过调整时间继电器KT的时间,可调整晃电停车后电压恢复时的有效时间。利用能耗延时实现电动机的自起动。这种方法常用于ME, DW及其他系列用于控制电动机的断路器,它是通过与断路器的失压脱扣线圈并联一个电容器,在失电或出现系统电压过低的情况下,电容器上储存的电能通过失压脱扣线圈放电,从而延长其跳闸时间。
　　3.3 采取直流支撑技术
　　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t0td ,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。
　　3.4 高压电动机的抗晃电措施
　　高压电动机的抗晃电一般利用母线上的电压互感器来监视电压的变化,通过时间继电器的延时作用,延时一定时间后,再去动作于断路器的跳闸,就可实现断电延时自起动功能。
　　
　　参考文献
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　　[2]肖二凯,毋玉莲.ZB45卷烟包装机抖晃电机改造[J].设备管理与维修,2010(02).
　　
　　作者单位
　　中国石油塔里木油田分公司新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州841000