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淺談智能電動機(jī)保護(hù)器抗“晃電”技術(shù)的應(yīng)用

更新時間:2021-03-12 點(diǎn)擊次數(shù): 1349次
劉細(xì)鳳
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
 
摘要:化工生產(chǎn)是連續(xù)性的生產(chǎn)過程。在化工生產(chǎn)過程中,任環(huán)節(jié)的中斷都會影響下環(huán)節(jié)生產(chǎn)的正常進(jìn)行,造成產(chǎn)品性能的下降,更有可能帶來系列嚴(yán)重的危害。供電系統(tǒng)“晃電”對企業(yè)連續(xù)生產(chǎn)造成很大的影響,論文介紹了南京鈦白化工有限責(zé)任公司在對抗“晃電”工作中采取的改造措施,具體說明了對抗“晃電”措施的實(shí)施應(yīng)用效果。
 
關(guān)鍵詞:“晃電”;再啟動;措施
 
1“晃電”的產(chǎn)生原因及其危害
  “晃電”是指電網(wǎng)因雷擊、短路、大負(fù)載起動等情況引起的供電電源電壓大幅度下跌或電壓短時中斷數(shù)秒,致使用電設(shè)備不能正常工作的現(xiàn)象。
  在工業(yè)生產(chǎn)中,常常會因“晃電”造成許多重要的低壓電機(jī)停機(jī),而關(guān)鍵機(jī)組的停機(jī)又會導(dǎo)致大機(jī)組,甚至?xí)?dǎo)致整個生產(chǎn)裝置連鎖停機(jī),導(dǎo)致連續(xù)生產(chǎn)過程被迫中斷,生產(chǎn)裝置被迫緊急停車,從而給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致這情況出現(xiàn)的原因是電動機(jī)的運(yùn)行離不開接觸器、軟起動器和變頻器等控制設(shè)備,“晃電”時交流接觸器會斷電釋放,軟起動器和變頻器也會停機(jī),因此,造成電機(jī)停機(jī),從而導(dǎo)致系列事故的發(fā)生。
 
2目前采用的抗“晃電”技術(shù)
2.1 抗“晃電”的意義
  ①保持生產(chǎn)的連續(xù)性,減少故障停車的發(fā)生;
  ②防止事故擴(kuò)大,避免次生事故發(fā)生;
  ③減少設(shè)備檢修次數(shù),延長設(shè)備使用壽命;
  ④提高設(shè)備連續(xù)運(yùn)行效率。
2.2 現(xiàn)有的抗“晃電”技術(shù)及其缺點(diǎn)
  由于抗“晃電”的重要性,市場上有不少抗“晃電”的產(chǎn)品,按照其原理的不同,大概分成如下幾類:
  ①采用備用電源或不間斷電源;
  ②用防“晃電”永磁式接觸器替代普通接觸器;
  ③增加直流電源系統(tǒng);
  ④利用電機(jī)分批再起動器;
  ⑤應(yīng)用微機(jī)電機(jī)智能保護(hù)監(jiān)控裝置。
2.2.1 各種技術(shù)的缺點(diǎn)
  UPS是很容易實(shí)現(xiàn)抗“晃電”功能的技術(shù),它在“晃電”后為設(shè)備提供備用電源,使得電動機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。然而UPS的造價昂貴且功率偏小,并不能在工廠大規(guī)模使用,只適合用于監(jiān)控或些非常重要且功率很小的設(shè)備。
  在線路“晃電”時,永磁式交流接觸器可保證接觸器依然處于吸合狀態(tài),當(dāng)線路電壓回到正常值時可正常工作。然而,先永磁式交流接觸器價格較高,不利于推廣;其次,在“晃電”時線路電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài),此時接觸器處于吸合狀態(tài),就會導(dǎo)致施加在電動機(jī)上的電壓不穩(wěn),可能會因?yàn)殡妷旱?,造成電動機(jī)的燒毀。增加直流電源系統(tǒng)、電機(jī)分批再起動器、微機(jī)電機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置都需要大量投資,而且都需要增加廠房,然而現(xiàn)場的布局沒有空間來布置。
2.2.2 抗“晃電”措施的使用原則
  要求所有的抗“晃電”措施只在停電后的短時間內(nèi)起作用,在短時間內(nèi)(般為2~5s)等待備用電源自動投入或電壓恢復(fù)正常。超出該時間范圍,抗“晃電”措施應(yīng)自動解除,因?yàn)榇藭r斷電已成定局,應(yīng)采取其他措施進(jìn)行緊急停車,避免損失擴(kuò)大。而且抗“晃電”措施必須避免恢復(fù)供電后電動機(jī)盲目自起動。對于手動停車或事故跳閘的電動機(jī),抗“晃電”措施無效。
 
3 南京鈦白化工有限責(zé)任公司采用的幾種抗“晃電”措施及其效果
  由于各種原因,現(xiàn)有的抗“晃電”技術(shù)在南京鈦白化工有限責(zé)任公司都不能推廣,為了降低“晃電”帶來的危害,我們進(jìn)行了如下改造。
3.1 高壓電動機(jī)抗“晃電”措施
  高壓配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)初期就已經(jīng)考慮“晃電”干擾的因素,均配有低電壓保護(hù)器、直流屏等系列保護(hù)措施,再加上現(xiàn)有的高壓電動機(jī)都是獨(dú)立單臺設(shè)備,此次改造就不予考慮。
3.2 低壓電動機(jī)抗“晃電”措施
  在低壓電動機(jī)起動回路中,交流接觸器是啟動電機(jī)基本的電器元件,其工作原理是:交流接觸器工作線圈得電后,產(chǎn)生電磁力吸合銜鐵帶動交流接觸器主、附觸點(diǎn)閉合,主觸點(diǎn)
接通工作主回路給負(fù)載提供電力,輔助觸點(diǎn)接通控制回路并保持吸合狀態(tài)。當(dāng)電壓降至接觸器線圈額定電壓的70%以下時,接觸器因電磁吸力小于釋放彈簧的反作用力而立即釋放,斷開電源。交流接觸器是抗“晃電”能力弱的電氣設(shè)備,因此,也是工廠采取抗“晃電”措施的主要對象。
3.2.1 目前南京鈦白化工有限責(zé)任公司采取的抗“晃電”技術(shù)
  對于所有采用變頻器控制的電機(jī),通過變頻器內(nèi)部參數(shù)設(shè)定,在發(fā)生“晃電”時,保障變頻器可短暫運(yùn)行 1~3s,由此防止設(shè)備停止運(yùn)行。
  對于由接觸器控制的電機(jī),根據(jù)南京鈦白化工有限責(zé)任公司的實(shí)際情況,通過時間繼電器與低電壓繼電器的配合,如圖 1 所示,利用時間繼電器的工作原理,在因“晃電”造成交流接觸器主觸點(diǎn)斷開時,保證此時的控制回路在段時間內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài),在線路電壓恢復(fù)正常時,交流接觸器再次吸合。
3.2.2 南京鈦白化工有限責(zé)任公司的抗“晃電”技術(shù)的工作原理
  在正常的工作電壓條件下,抗“晃電”保護(hù)器處于熱備用狀態(tài)。具體工作原理如圖 2 所示。
  在額定電壓情況下,欠壓繼電器 KV 工作,常開觸點(diǎn)閉合,時間繼電器 KT2 得電動作,時間繼電器 KT2 常閉觸點(diǎn)在設(shè)定時間內(nèi)延時斷開,此時控制回路處于正常的工作狀態(tài),當(dāng)交流接觸器處于工作狀態(tài)時,時間繼電器 KT1 得電動作,時間繼電器的延時斷開觸點(diǎn) KT1 閉合;當(dāng)線路發(fā)生“晃電”時,交流接觸器斷開,時間繼電器 KT2 失電,常閉觸點(diǎn) KT2 閉合,時間繼電器 KT1 失電,觸點(diǎn) KT1 在設(shè)定時間內(nèi)保持閉合狀態(tài),此時交流接觸器的線圈前的線路保持閉合狀態(tài),在設(shè)定時間內(nèi)電壓恢復(fù)正常,此時交流接觸器可再次吸合。
3.3 抗“晃電”效果
  南京鈦白化工有限責(zé)任公司通過簡單的改造,使電機(jī)抗“晃電”能力大大提高,因電力系統(tǒng)影響造成的非計(jì)劃停工現(xiàn)象在改造前為每年 3~5 次,改造后尚未發(fā)生因“晃電”造成的非計(jì)劃停工。由此可見,制定切實(shí)可行的抗“晃電”措施以增強(qiáng)生產(chǎn)裝置的抗“晃電”能力是十分重要的。
 
 
4安科瑞智能電動機(jī)保護(hù)器介紹
4.1產(chǎn)品介紹
  智能電動機(jī)保護(hù)器(以下簡稱保護(hù)器),采用單片機(jī)技術(shù),具有抗干擾能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。保護(hù)器能對電動機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等多種情況進(jìn)行保護(hù),并設(shè)有SOE故障事件記錄功能,方便現(xiàn)場維護(hù)人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域。本保護(hù)器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口,DC4-20mA模擬量輸出,方便與PLC、PC等控制機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
4.2技術(shù)參數(shù)
4.2.1數(shù)字式電動機(jī)保護(hù)器
4.2.2模塊式電動機(jī)保護(hù)器
 
4.3產(chǎn)品選型
說明:“√”表示具備,“■”表示可選。
 
參考文獻(xiàn)
[1]葉永榮.供電系統(tǒng)抗晃電措施分析及其應(yīng)用[J].科技傳播,2012(14):119-120.
[2]賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京:中電力出版社,2004.王德州,王德亞.淺析抗晃電技術(shù)在化工企業(yè)的應(yīng)用
[3]伏彬.電動機(jī)抗“晃電”技術(shù)的應(yīng)用
[4]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06版
 
作者簡介:劉細(xì)鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要研究方向?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)供配電

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