交流接触器防晃电方案对比研究
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电力系统典型晃电事故及防晃电措施研究摘要:随着企业用电量的不断增加,电力系统的设备和结构变得越来越复杂。
在正常运行的过程中,由于遭受雷击、内部电网短路以及大型设备的启动,可能会出现电压的瞬时波动,但很快就会恢复到原来的水平,这种电压波动被称为“晃电”。
对于一些辅助设备,如果保护器件跳闸,可能会导致主机故障,从而使整个机组停止运转。
因此,通过分析和研究晃电的危害和应对措施,我们可以更好地控制晃电的影响,确保系统的稳定性。
关键词:电力系统;晃电事故;防晃电措施一、晃电类型概述1.1电压骤然变化当电压突然上升或下降时,通常会出现晃电的情况。
这种异常现象通常会持续零点五秒到一分钟,通常认为电压的波动范围达到了一定程度就会发生晃电。
晃电的幅度通常在10%~80%之间,而下降的幅度则在10%~90%之间。
根据数据,当电压波动超过10%时,就可以断定出现了晃电现象。
1.2电压闪变当电压发生变化时,人们可以通过使用发光设备(如灯泡)来观察到这种变化。
在这种情况下,照明设备会出现明暗不一的状态,导致晃动。
此时,电压的波形会有规律地变化,或者电压的幅值会有随机的波动。
二、晃电事故对电力系统的负面作用2.1影响继电保护继电保护装置是电力系统的重要组成部分,它能够有效地保护整个系统的安全性。
当发生故障时,继电保护装置可以迅速准确地断开故障设备,并向总控室发出警报,以便工作人员及时采取行动,确保系统的安全运行。
继电保护装置不仅可以有效防止电力系统中的故障设备在发生故障后继续运行,而且还能够有效保护其他设备免受连带损害,从而确保电力系统的安全运行。
当振荡电流和继电保护装置的运行电流相匹配时,继电器将自动触发保护功能;而当两者不匹配时,继电器将自动关闭。
这样,由于电流速断保护的存在,将导致继电器的故障,从而严重损害其正常使用。
2.2影响变频器变频器是一种用于控制电力系统运行的设备,它通过整流电路、电容器、变压器、霍尔元件和电源板来实现电压和频率的调节。
供电系统抗晃电措施分析及其应用摘要针对炼化企业连续生产的特点及供电系统发生“晃电”时所造成的影响,提出并分析了解决抗“晃电”的各种措施及其应用,对解决同类问题起到一定的指导意义。
关键词电压波动;晃电;再起动0 引言炼化企业的生产特点是规模大、连续生产、工艺流程复杂、物料多为易燃易爆、有毒有害物质,生产设备经常在高温高压环境下,这些特点对企业供配电系统的安全稳定提出了严格的要求。
但由于企业供配电系统在运行中受到各种因素的影响,比如外电网受台风、雷电、暴雨等恶劣天气的影响、以及供配电系统内部设备故障等原因,电网电压波动和停电事故常有发生,供电系统不可避免地出现供电网络瞬时失压或电压波动的现象,俗称“晃电”。
因此,针对发生的“晃电”事故,必须制定出可靠的技术措施,确保生产装置能够安全稳定地运行。
1 “晃电”对供配电系统的影响供配电系统发生系统“晃电”,将会引起交流接触器释放、低压电机停转、电子软启动器和变频器停机、励磁电源失励等故障,导致装置的生产波动,甚至造成装置的“非计划停车”事故,由于物料放空、产品质量下降,一套化工装置因“晃电”影响至少会造成上百万元的损失,同时还可能造成压力容器的超温超压、有毒有害物质的泄漏,情况严重时还会引起危害更大的火灾爆炸、人员伤亡等次生事故发生。
2 抗“晃电”措施分析及其应用2.1 采用UPS抗“晃电”技术UPS不间断电源是由整流器、逆变器、静态旁路开关、蓄电池组等部分组成,由两路电源供电,当主电源失电时,整流器停止工作,由蓄电池组的直流电通过逆变器转换为交流电供负荷使用,当电源恢复正常时,整流器投入工作,确保了供电的连续性。
由于目前工业用UPS电源系统供电稳定,故障率低,可以用作生产装置重要机组的励磁变频设备及低压电机配电柜的二次控制电源,同时三相输出的UPS 电源可以作为小功率的关键机泵的主电源使用。
2.2 优化系统备自投和电动机继电保护参数根据上下级变电所继电保护分级配合原则,如果在110KV总变电站110KV 侧及6kV侧均设置有电源侧快速切换装置,晃电时总变电站通常均能快速成功切换,下游装置变电所母联备自投时间适当延长,可避免在上级所已成功切换的情况下,下级所提前切换或继续切换的情况发生。
企业供电防晃电方案论文一、研究的背景、现状及意义。
(一)“晃电”的概念晃电是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电的现象。
(二)供电系统产生晃电的基本类型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。
电压骤降、聚升事故通过会严重影响汽车、半导体、塑料、石化、纺织、光纤、饮料乳业、移动通信等生产领域的正常生产与运营。
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、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。
保护装置切除故障、误动以及运行人员误操作等均可引起供电中断。
当保护装置跳闸切断给某一用户供电的线路时,该供电线路上将出现电压中断。
这种情况一般仅在该线路上发生故障时才会出现,而相邻的非故障线路上都将发生不同程度的电压暂降。
3、电压闪变电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列的随机变化,一般表现为人眼对电压波动所引起的照明异常而产生的视觉感受。
产生电压波动和闪变的主要原因是工业用电负荷,如电弧炉、电焊机的运行和电容器投切等,都可能产生快速的电压变化。
电压波动与谐波的产生有类似的物理原因,如冲击性负荷的非线性特性、规则或不规则的分合闸操纵等。
使非线性的交变负荷电流在与频率有依赖关系的电网阻抗上造成电网的电压波动。
LNG接收站低压设备防晃电研究及解决方案摘要:本文介绍了晃电产生的原因,晃电对生产工艺的危害,通过对低压电机跳闸原因的分析,研究防晃电技术方案,通过比较选择最佳解决晃电方案,保障工艺设备安全稳定运行。
关键词:晃电、真空接触器、电机跳闸1晃电产生的原因及现象晃电是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电的现象。
晃电的基本现象有:电压突降、突升、短时断电、电压闪变。
电压突降,电压有效值降至额定值的10%至90%,且持续时间为10ms至1min(典型持续时间为10ms~600ms);电压突升,电压上升至额定电压的110~180%,持续时间为半个周期至1min;短时断电,持续时间在半个周期至3s的供电中断(如备自投、重合闸等);电压闪变,电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列的随机变化,一般表现为人眼对电压波动所引起的照明异常而产生的视觉感受。
2晃电对接收站的危害电气设备交流接触器由于晃电导致线圈端电压低于维持电压而发生脱扣,主触头断开,所控制负荷设备停运,与之关联的重要负荷设备联锁停车,进而造成连续工艺生产系统被迫停产,产生巨大损失的同时,还有可能引起火灾、爆炸等恶性事故的发生。
2019年某一个月时间内,有记载的外供电线路发生晃电时,接收站内部分低压设备跳车,导致触发联锁影响外输:1)外电瞬时接地,导致燃料气电加热器E-2201A和E-1601C冷却水泵停车,外输量暂时降低190t/h。
供电正常后重启设备,恢复运行;2)外电晃电,导致E-1601C冷却水泵、E-2201A燃料气电加热器、P-2401B生产水泵、电解制氯系统停车。
供电正常后重启设备,恢复运行;3)外电晃电,E-1601C冷却水泵停车,供电正常后重启。
外电接地导致短短一个月发生三次晃电,对接收站工艺生产造成严重影响。
3低压设备跳车原因查找及分析作为润滑、冷却、动力、供热、供水、供气介质来源的各种重要电气设备贯穿于LNG接收站整个工艺生产系统中,一旦由于部分重要低压电机出现供应中断势必引起联锁反应,造成系统性停产停车事故的发生。
防晃电交流接触器情况汇报交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛,占了相当大的比例。
由于交流接触器工作原理的特点,当电网出现“晃电”时,会造成其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。
电网“晃电”一般是指电网由于雷击、对地短路、发电厂故障及企业外部、内部原因造成电网短时故障,引起的电网电压瞬间较大幅度波动或者短时断电数秒钟后又恢复的现象。
“晃电”持续时间虽然比较短,但对生产的危害却十分巨大。
随着电网的发展、容量及规模的不断扩大,“晃电”现象发生的频率越来越多,由于现代化工矿企业生产装置的规模越来越大,瞬间的电压波动都会造成数百台电动机跳闸、设备停机,电网电压恢复后电机又不能自行恢复运行,导致连续生产过程紊乱,并有可能造成生产及设备事故。
这对于石油、化工、农药等连续生产装置来说,产生的诸如安全、环保、废品、原料浪费、产量降低、效益低下等一系列损失是非常巨大的。
现如今防“晃电”相应技术有以下几种:1.用专门的动力UPS(DC-BANK)系统。
一次性解决低压电机群的数十台电机持续供电问题,如雷击﹑晃电﹑瞬时停电造成的电机跳闸的问题。
2.电机采用自动再启动技术。
当电网电压超低和断电时间小于抗晃电智能电机控制器整定时间时,只要电网恢复正常,电机就可以自行恢复原运转状态。
3.采用专门的防晃电接触器或在接触器上加装延时模块。
当晃电发生使电源电压跌落到接触器维持电压以下时,接触器主触头延时释放,确保“晃电”期间接触器不脱扣。
经市场调查,现有FS系列防晃电交流接触器是交流50Hz、60Hz,额定工作电压至1140V 的电力系统中接通和分断电路,用于连续性生产作业线因雷击、短路重合等供电系统发生的瞬间失压、失电(俗称晃电)保持接触器不脱扣。
而操作接通、分断与常规接触器完全相同。
当供电事故停电超过定时限时间时,接触器脱扣,达到了躲过晃电保持连续生产不停机的目的。
FS系列防晃电交流接触器不依赖辅助工作电源,不依赖辅助工作装置,具有体积小、可靠性高的特点。
探析化工企业晃电影响及抗晃电解决措施摘要:随着现代社会的快速发展,先进的科学的出现改变了传统的生产和发展方式,对于现在各行各业的发展来说,最重要的就是技术和人员的发展,我们需要紧跟时代的发展步伐,对各项工作进行合理的安排,保证施工的质量,这样才能达到更好的效果,从而使得各项工作能够顺利的进行。
从目前情况看来,“晃电”现象会对化工企业的电力系统带来很大影响,为了能够对这种现象进行有效处理,化工企业要对抗晃电技术进行充分了解和分析,这样才可以保证化工生产正常进行。
为了解决化工企业晃电问题,本文对晃电产生的原因进行了深入分析,提出了几种抗晃电抑制措施,提高供电系统的可靠性。
关键词:化工企业;晃电影响;抗晃电;解决措施引言现阶段,化工产业无疑是新兴的重点产业,在国民经济中地位特殊。
想要保证化工产业健康、长期发展,就要采取适当的抗晃电技术,借此来提高生产稳定性。
晃电会导致生产中断,影响化工企业连续生产,不仅降低生产质量,经济损失也较为严重。
基于此,对抗晃电技术的应用具有一定前瞻性,是化工生产稳定性的长久保证,同时也是提高企业效益的法宝。
1晃电的产生及影响1.1自然因素形成晃电的原因较多,其中自然因素占据主导。
晃电极易出现在夏天、冬天,主要是因为夏天天气多变,雷电和大风多发,而冬天温差大,大雾和大雪交替出现,这些特殊天气,都会增加晃电的可能性。
除了天气影响外,空气污染严重时,“污闪”将会直接演变成晃电。
研究发现,在众多的自然因素中,雷电和“污闪”最具影响力,会导致供电电压暂停,这将严重影响生产效率。
1.2设备因素除了自然因素外,设备因素同样关键。
结合实际经验可知,动力设备连接开关、执行器等,如果服役时间较长,并且在服役期间,设备始终没有更新,就会让电动阀门性能降低,开关出现绝缘老化,电动设备也会减缓效率,这种情况,会让运行状况偏离正常,运转中时常失灵,晃电的频率也会因此变相增加。
结合实际生产经验可知,瞬间晃电影响较大,可以加剧供电网的压力,让供电系统面临瘫痪。
化工企业晃电影响及抗晃电几种解决方案摘要:近年来,我国的化工行业有了很大进展,化工企业越来越先进。
为了解决化工企业晃电问题,对晃电产生的原因进行了深入分析,提出了几种抗晃电抑制措施,最终提出了对空分事故液氧泵进行加装抗晃电控制装置的设计方案,该装置采取的是储能重合式控制方式,不仅可以快速响应,还可以准确地判断故障是否由晃电原因造成,能够有效地解决化工企业晃电问题,提高了供电系统的可靠性。
本文首先对晃电介绍,其次探讨了解决晃电的常用措施,以供参考。
关键词:晃电;事故;解决方案引言近年来,为响应国家对“碳达峰、碳中和”的部署,更多的光伏发电、风力发电及水能发电等绿色可再生能源并入电网,使得交流配电网面临着负荷多样、结构复杂及电能质量不稳定等挑战。
外部电网故障或内部电网故障、异常等原因造成供电系统短时非正常停电、电压波动等俗称晃电。
如今,晃电已成为影响石化企业安全生产的一个重要因素,传统的备自投装置由于自身的局限性已无法满足企业对供电系统抗晃电性能的需求。
为达到晃电不停装置的目的,可借鉴电厂厂用电系统快切装置成功应用的经验,在石化供电系统中使用快切装置替代传统的备自投装置,提升石化供电系统的抗晃电能力。
1晃电电解铝厂、氧化铝厂典型一次系统,母线上某条支路d点发生短路故障,此时在K断路器能够可靠切断短路回路的情况下,母线上其他用电负荷支路应该不受故障影响。
但是由于故障点所在母线电压瞬间骤降,在断路器K切除该故障支路之前,母线上所有的负荷将一直处于低电压工况,短路故障被断路器K切除后,电压才得以恢复。
一般这个低电压过程的时间为80~100ms,母线电压从骤降到恢复的供电过程,电压有效值形成一个明显凹陷;另一种情况,供电系统某个开关由于某种原因发生误跳跃(断开瞬间又合上),造成该回路负荷瞬间供电中断,对负荷来说,这属于电源开路故障,上述两种情况有时也笼统称为晃电。
然而,两种故障现象有着截然不同的表现,即供电系统的开路故障与短路故障有显著区别。
水电工程Һ㊀防晃电接触器工作原理及解决晃电问题的措施贾帅雨摘㊀要:随着现代化工业产业规模的不断增大ꎬ经济效益不断增加ꎬ工业技术创新体系越来越完善ꎮ但是由于工业技术不规范以及电气设备跳闸等原因ꎬ经常会出现晃电问题ꎬ不仅严重影响了作业效率ꎬ还不利于预期收益的实现ꎮ基于此ꎬ有效分析防晃电接触器的工作原理ꎬ并强化其应用效率ꎬ不仅能够提升电气设备的工作效率ꎬ对于强化工业生产水平来讲也具有重要意义ꎮ文章主要研究防晃电接触器的工作原理以及解决晃电问题的措施ꎮ关键词:防晃电接触器ꎻ工作原理ꎻ解决措施一㊁防晃电接触器的特点和工作原理(一)特点不受干扰且可靠性高ꎮ一般情况下ꎬ防晃电接触器的使用寿命是普通接触器的5倍左右ꎬ不仅可靠性更为稳定ꎬ而且由于自身性能可以实现个性化定制ꎬ因此克服了触头以熔焊和烧毁的缺点ꎬ可靠性强ꎻ具有无噪声和无升温的特点ꎮ防晃电接触器一般采取的是无电磁线圈ꎬ利用尖端的电子模块就可以直接进行电流兑换ꎬ不仅有效避免了铁芯卡住等问题ꎬ而且在低电压下也不容易被损毁或出现短路的情况ꎬ无噪声的同时ꎬ操作也更为安全和便捷ꎻ延时释放功能强大ꎮ防晃电接触器在控制电压忽然跌落到非正常电压的时候ꎬ整个控制系统会随即发出警报信号ꎬ不仅能够保障防晃电接触器始终处于正常工作的状态ꎬ而且防晃电接触器的动作特定也与常规的动作特性相同ꎬ延时释放功能显著ꎮ(二)工作原理首先ꎬ从结构分析的角度来讲ꎬ防晃电接触器一般由于底座㊁支架㊁释放弹簧结构㊁灭弧装置㊁触点以及电磁结构等几方面组成ꎬ更高端一些的装置中会配备专门的显示屏系统ꎮ其次ꎬ从工作原理分析的角度出发ꎬ防晃电接触器中的电磁线圈在接通电流后ꎬ线圈周围会产生大量的磁场ꎬ导致静铁芯产生一定的磁铁吸附力ꎬ继而带动触点进行工作ꎬ使常规触点不断发出开关动作ꎮ当线圈断电的时候ꎬ整个系统的电磁力也会随之消失ꎬ在释放弹簧的力的作用下ꎬ衔铁也会逐渐释放ꎬ在一开一关的动作中导致常闭触点完全闭合ꎮ最后ꎬ从防晃电接触器选择的角度出发ꎬ应该保障防晃电接触器使用的类别ꎬ与工业作业中各类设备器材功能㊁负载性质一致ꎬ例如想要控制交流负载需要选择交流型接触器ꎬ想要控制直流负载ꎬ就选择直流型接触器ꎻ在设定主触点额定工作电压的时候需要保障其大于或者等于负载电路的电压ꎬ切忌小于负载电路的电压值ꎻ额定工作电流也应该大于或等于负载电路的电流ꎬ以保障设备的有效运行和安全生产ꎮ二㊁解决晃电问题的措施(一)科学判定晃电情况㊁计算抗晃电参数首先ꎬ技术人员需要就晃电问题的类别进行分析ꎬ即电压骤升或骤降所导致的晃电问题ꎬ整个持续时间一旦达到1分钟以上或0.5个周期ꎬ电压的变化值也会上下波动10%到90%左右ꎬ出现晃电的情况ꎻ其次ꎬ电压闪变ꎬ也就是电压的波形会呈现出一系列不规则的㊁随机的变化ꎬ甚至还会在一定程度上刺激人眼ꎻ最后ꎬ短时断电ꎬ虽然持续的时间不长ꎬ但是会产生电流中断的情况ꎬ甚至引发作业安全问题ꎮ在有效分析以上问题类型的情况下ꎬ技术人员需要对抗晃电的各类参数进行分析计算ꎬ其中包括晃电电压㊁恢复电压㊁允许失电时间等ꎬ同时也需要确定并校核电机启动批次ꎬ将这些参数有效设置在防晃电接触器中ꎬ提升设备应用效率的同时ꎬ保障作业水准ꎮ(二)利用继电器等设备抗晃电想要科学解决晃电问题ꎬ就需要利用相关装置对防晃电接触器进行充分的改装和有效的运用ꎮ例如ꎬ采取电动机再启动器㊁断电延时继电器等ꎬ通过时序关系的更换ꎬ使防晃电接触器的主触头可以在晃电结束之后ꎬ能够重新地进行吸合并有效启动电动机ꎬ以防止整个作业工序被打乱ꎬ这样做也在一定程度上保障了作业安全ꎮ需要注意的是ꎬ该方式应用的主要特点需要集中在晃电发生的过程中ꎬ如果电压在恢复之后再启动电动机ꎬ会在巨大电流的冲击下进而出现短路甚至损毁的情况ꎬ而且启动成本也相对较高ꎮ因此ꎬ该解决方式的应用范围相对较窄ꎮ(三)利用储能延时元件和锁扣装置抗晃电技术人员在更新防晃电接触器装置的过程中ꎬ可以采取储能延时元件来对防晃电接触器的线圈提供能量并实现保护ꎬ使主触头在吸合的状态下重新进行防晃电接触器选型ꎬ解决控制线路复杂多变等缺陷ꎬ提升抗晃电效果ꎮ同时ꎬ利用延时锁扣头装置ꎬ在防晃电接触器的线圈进入到省电模式之后ꎬ就可以依靠锁扣的保护通使整个装置进入到接通状态ꎮ这样一来ꎬ当发生晃电的时候ꎬ防晃电接触器的触头就可以不断开ꎬ保证其在设备停机的状态下在断开ꎬ起到保护设备的作用ꎮ(四)更新双电源供电的防晃电方式以往的防晃电接触器一般采取双电源供电方式ꎬ保证单一电源在发生晃电问题的时候ꎬ另一个电源能够及时接通以此来保障整个系统的产期稳定有效的运行ꎮ但是这种方式不仅线路复杂ꎬ而且建设的成本还相对较高ꎬ因此采购价格以及后期维修价格也相对较高ꎮ甚至由于其内部系统复杂ꎬ零件众多的情况下一旦发生短路问题还需要重新更换ꎬ应用效率十分低下ꎮ基于此ꎬ相关单位需要更新技术水平ꎬ在有效分析防晃电接触器工作原理的情况下ꎬ科学解决晃电问题ꎬ例如开发永磁防晃电接触器ꎬ延长接触器寿命的同时ꎬ也在很大程度上防止了接触器免受电压不稳定问题的干扰ꎬ有效优化控制系统应用效率的同时ꎬ为彻底解决晃电问题提供保障ꎮ三㊁结语防晃电接触器在解决工业加工中常见的晃电问题方面做出了突出的贡献ꎬ不仅提升了工业技术加工操作的稳定性ꎬ而且还优化了安全作业环境ꎮ基于此ꎬ在实际研究防晃电接触器工作原理的过程中ꎬ要求技术人员对其各类参数进行重新的校验和更新ꎬ并选择合适的防晃电接触器以适应工作操作中各类设备的型号和参数ꎮ除此之外ꎬ还需要采取多样化的抗晃电方法来优化防晃电接触器的开发和保护ꎬ以此来保障电力连续供应的需求ꎮ参考文献:[1]常东红.浅谈防晃电接触器及其应用[J].酒钢科技ꎬ2016(2):69-72.作者简介:贾帅雨ꎬ南京钢铁集团ꎮ302。
高低压电动机抗晃电功能的分析与研究摘要:对电力系统电能质量及供电可靠性要求较高,“当发生电网电压波动等"晃电"现象时,可能造成设备甚至人身事故,需要在"晃电"甚至断电的情况下,机组能够安全运行,这样就对电力系统的可靠性提出了更高的要求,而且“晃电”问题普遍性存在对企业危害大,本文通过比较不同的设备选择不同的治理办法,在兼顾安全性与经济效益关系的前提下,对抗"晃电"技术进行分析和对比,以供借鉴。
关键词:电力系统晃电抗晃电措施某电厂发生一起由于某高压电机发生严重故障(两相短路),导致6kV工作二段母线电压降低至2.64kV,相当于降低了66%的电压,两相电流达到27倍的额定电流,并且持续77.24ms,同时拉低该侧380V系统电压,致使给煤机就地交流控制柜中的接触器失压脱扣,相应380V工作段上的给煤机跳闸,引发机组跳闸事故。
本文以某电厂350MW机组实例为据,通过对发电厂重要辅机抗电压扰动能力进行分析与研究,得到了相应的结论。
1 引言某发电厂发生一起由于6kV高压电动机发生短路故障,经检查发现该电机保护装置报“电流速断保护”动作。
动作电流Ia =5.05A,Ib=96.53A,Ic=66.35A(二次值)折合到一次侧电流IA =808A,IB=15444.8A,IC=10616A;大于过流速断保护定值3.5A(二次值),保护装置正确动作。
就地电机处有放电痕迹和糊味,初步判定为电机短路故障。
查看2号机组故障录波器录波图:短路导致6kV工作二段母线电压降低(最低至44.10V×600=2.64kV),持续77.24ms,同时拉低该侧380V系统电压,致使给煤机就地交流控制柜中的接触器失压脱扣,2C、2D给煤机跳闸,引发机组跳闸。
跳闸原因是该辅机的控制回路电源为交流电源。
母线电压跌落后,交流控制接触器失压脱扣,致使设备跳闸,也就是说该电动机在系统发生晃电,即电源电源扰动时,无法保证接触器的正常工作,导致设备跳闸。
石化项目电动机防晃电措施的研究摘要:“晃电”是指电网因雷击、短路、大负载起动等情况引起的供电电源电压大幅度下跌或电压短时中断,致使用电设备不能正常工作的现象。
本文基于石化项目电动机防晃电措施的研究展开论述。
关键词:石化项目;电动机;防晃电措施引言供电网电压的瞬间波动,称为“晃电”。
由于晃电时间很短,防晃电模块动作的快速性和可靠性不容易直接测量,这是能否保障装置连续、可靠运行重要依据。
所以要在设备安装中做好检测和调试工作,防晃电模块工作性能稳定是保障电气设备可靠工作重要条件。
1防晃电模块构成及工作原理模块主要由4部分组成:①超级电容模组储能与电源变换部分;②可变直流电压输出与交直流切换部分;③电流、电压采集与切换闭锁部分;④显示与数据通信等功能部分。
模块中端子KL、KN为交流接触器控制电压输入,输入电压经过模块处理后输出到端子XL、XN。
端子PL、PN是模块的电源输入端。
两个RJ11接口对内与RS485总线并接,对外可以采用4芯线与电动机保护模块和另一个防晃电模块实现联接。
地址拨码用来设定防晃电模块的ID号,以区分不同防晃电模块。
端子DO1、DO2晃电信号告警继电器的常开节点输出。
2位8段数码管用于晃电设定时间和模块事件代码的显示。
超级电容模组储能与电源变换部分含有一个AC/DC电源模块和3个DC/DC电源模块。
POW1是宽输入AC/DC电源模块,输入电压范围AC85~265V,输出DC15V,最大1000mA。
系统电源正常时,AC/DC模块经限流电阻R对超级电容模组进行充电;当电压降低到AC85V以下时,二极管D2导通二极管D1截止,保证超级电容组只对后续负载供电。
POW2和POW3为非隔离型DC/DC电源模块,POW2输入电压为DC9~36V,输出电压为DC96V,最大500mA。
POW3输入电压为DC60~96V,输出电压为DC220V,最大10mA,POW3带输出限流功能,主要作用是为高压电容E2储能。
常见的接触器防晃电技术解析由于电网的不断升级、电网日益复杂,进而使晃电现象发生较为普遍,通常有电压骤降、电压骤升、电压闪变和短时断电等;另外由于晃电对企业造成的影响比较大,所有部分企业使用了不同的防晃电技术。
目前在市面上广泛使用交流接触器来抑制晃电对电气设备造成的影响。
以下是市面上比较常用的集中防晃电技术及解析。
①采用节能型交流接触器抑制晃电现象通常在接触器操作不频繁的场合,会有不少企业使用节能型交流接触器,作为主要的防晃电技术。
但是由于节能型交流接触器,在面对短时断电时的效果不是十分理想,因此该项技术也被大多数企业所放弃。
②采用防晃电接触器除了常见的节能型交流接触器之外,市面上还有一种专用的防晃电接触器(例如泰普科技的TPM-K防晃电接触器)。
与一般的交流接触器相比,防晃电接触器它采用双线圈结构,具有吸合速度快、动作性能好的特点,在企业电力系统遇到由于晃电引起的电压骤降、电压骤升、电压闪变和短时断电时,能够保持防晃电接触器在规定的时间内不脱扣,避免生产事故的发生。
③采用TPM-QB智能防晃电模块智能防晃电模块采用高性能芯片,对采集数据进行分析、计算、判断、处理;其主要工作原理是:通过对电网电压的变化为依据进行分析和判断,对交流接触器进行供电,能够有效地抑制晃电现象对电力系统的不良影响,并且对连续生产的生产设备具有良好的保护能力。
以上就是我们针对接触器防晃电技术的总结和分析,其中防晃电接触器和智能防晃电模块,在面对晃电时都能发挥重要的作用。
郑州泰普科技作为河南省智能仪器仪表工程中心和河南省防晃电技术研究中心的发起单位,旗下有TPM-K 防晃电接触器,TPM-QB智能防晃电模块等多款智能防晃电装置,并在相对应的工业领域发挥了重要的作用。
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。
0.4kV回路中防晃电应用实例解析为了实现防晃电功能其实就是为了保持主回路中的接触器在晃电过程中线圈不释放,这对化工、医疗等行业有着非常重要的意义,下面结合在化工行业积累的经验总结下常见的几种实现防晃电功能的事迹应用案例,并进行详细解析。
一、防晃电接触器这是最开始应用的方法,如果电网电压突然发生晃电现象,在设定时间内电网电压又快速恢复正常,该接触器可以保持不脱扣,从而使设备继续。
有的可以对时间进行设定,常见是5秒内,实际测试中有不成功的时候。
1、时间继电器在回路中的应用,实现防晃电功能利用时间继电器的延时断开特性,实现接触器线圈回路晃电后自锁点不断开,再来电后的继续得电运行。
同时为了避免停机需要按住停止按钮相应设置时间后才能停机,有的时间继电器有复位功能(如图3-4触点),将停止命令接入时间继电器的复位触点上,可实现立即停止(但是实际测试中发现,及时接入了复位功能还是需要多按住停止按钮一会)。
2、防晃电模块防晃电模块是比较成熟的产品,功能齐全,应用很多。
当发生晃电的时候模块迅速切断接触器线圈的交流电源,将内部超级电容储能的直流电压经过自动控制方式输出到接触器线圈上,保持接触器可靠吸合,晃电结束后切换至交流电压输出。
同时有记录切换过程、实现在启动、可对接触器线圈电阻进行设置等功能。
切换成功率很高,但在实际测试中也发现以下几点问题需要注意:1、注意选型,保持接触器和继电器是不同的防晃电模块,同时线圈阻值范围不同选型也不同2、注意接触器的品牌,施耐德品牌接触器115A及以上为电子线圈,电子线圈上接入了二极管,所以有正反要求。
接反会导致保持不成功。
当然还有许多防晃电解决方案,比如控制回路采用双电源或者UPS电源、DCS程序运行信号丢失发再起启动命令等,就不一一解析了。
后面有机会我会将以上三种案例的实际演示视频进行编辑发出来工大家参考交流。
防“晃电”技术探讨【摘要】针对“晃电”的原因、特点,通过对几种常见防“晃电”装置的工作原理、响应时间、适用范围的分析,提出如何正确、合理的选择防“晃电”措施。
【关键词】“晃电”快速切换装置;电机分批再起动装置;电机再起动控制器0.引言随着电网并网、环网的日益扩大,电子控制系统和其他敏感设备的大量运用,变压器容量增大带来的配出回路的增多,以及现代工业企业中超大容量电机的不断发展,致使相邻回路故障引起的电压波动几率大幅增高,电源瞬时失压即“晃电”的现象也越来越频繁。
1.”晃电”的危害在工业生产中常常会因“晃电”引起许多重要的低压电机停机的问题。
而关键机组停机又会导致大机组、甚至会导致整个生产装置连锁停机,最终导致连续生产过程被迫中断,生产装置被迫紧急停车,严重时还会引起火灾、爆炸等恶性事故发生,从而给企业造成巨大的经济损失。
2.防“晃电”的重要性为了保证工业企业生产的连续性,减少非计划停车;同时为了节约抢修时间、检修费用,实现工业企业安全、长期、高效的生产;更重要的是为了避免次生的损坏设备、火灾、爆炸和人身伤亡事故发生;现代工业企业对供电连续性的要求越来越高,防“晃电”的重要性亦日趋明显。
3.防“晃电”装置3.1快速切换装置目前,市场上推出了诸多品牌的快速切换装置(简称“快切”),其目的是为实现供电电源的不间断性。
快速切换装置可以在供电线路断电的情况下根据系统的状态以最快的速度把用电负荷切换到备用线路上。
与以往的备用电源自动转换装置(即备自投)相比具有切换时间快,操作简单等特点。
3.1.1快速切换装置的切换时间快速切换装置的切换时间可分为三个部分:从快切装置起动到发出命令至断路器的时间约11ms;断路器固有分闸时间约为80ms;无电流切换时间约10~20ms;因此从发现故障到供电电源切换完毕所需时间约为110ms。
3.1.2快速切换装置的适用范围快速切换装置一般安装在厂用电中、高压供电系统中,用于弥补传统备用电源自动投切装置的不足,提高了供电电源的可靠性,甚至可以做到供电电源的不间断。
155中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2018.11 (下)晃电即是指供电系统因雷击、短路或是其他原因造成电网短时故障,引发电压剧烈波动、闪变以及短时间停电。
晃电对于连续型生产企业的危害大,这类企业的一些重要设备和整个工艺生产过程是连锁的,因此一旦发生晃电现象,就会导致整个生产线瘫痪,使生产活动陷入停滞。
因此探究石油化工装置抗晃电措施对于企业健康发展具有重要意义。
1 “晃电”的危害分析1.1 晃电的含义分析供电系统产生晃电的基本类型包括电压骤降、电压骤升、短时断电、电压闪变等。
近些年来,为更好的满足社会生产和人们生活的用电需求,我国在电网建设方面投入的力度越来越高,电网并网和环网日益扩大,馈电变压器容量的增大使得配出回路也在逐渐增多,“晃电”现象增加,造成这种现象的主要原因是因相邻回路故障引发的电压波动出现增高。
晃电的最常持续时间一般为故障保护的切除时间。
“晃电”造成的接触器释放,采取常规的微处理器自启动设备是无法解决的,这是因为其故障时间要低于微处理器的电压采集周期时间,因此难以识别。
1.2 晃电对石油化工企业生产的影响和危害在出现“晃电”现象时,电网中的交流接触器的操作线圈会出现短时断电或是电压过低的情况,导致线圈对铁芯的吸引力小于释放弹簧的弹力,此时就会有一定的几率出现接触器释放的情况,造成电动机大规模跳闸。
同时,出现晃电时,变频器的逆变器件在失电压的情况下,会发生指令停止跳闸。
此外,晃电对配电所也会产生一定的负面影响。
晃电发生时会出现剧烈的电网电压波动,导致变电所进线开关柜欠电压,从而引发低电压保护误动作,使得母线出现失电现象。
石油化工企业生产活动需要在高温、高压的条件下开展,具有易燃易爆、易腐蚀泄漏等的特征,加之其生产工艺十分复杂,因此对连续性生产的要求较高。
企业在从事生产工作的过程中一旦出现“晃电”现象,很容易导致电动机控制回路中的交流接触器释放,此时电动机、软启动器以及变频器都会停止运行,同时机泵跳闸停机会导致机组出现连锁停机,这将会对石油化工企业带来一系列的重大危害,如设备损坏、物料泄漏、防控或是报废,不仅会造成严重的经济损失,一些化工原料泄露还会对工人的生命安全造成恶劣的影响。
交流接触器晃电保护无隙切换拓扑结构研究杨东升;马占超;高筱婷;王智良;曾俊彦【摘要】交流接触器是一种在电力系统中广泛应用的敏感性电气设备,由雷击、短路等原因引发的晃电故障易造成交流接触器误脱扣,导致连续工业生产过程的非计划停产,造成重大的经济损失.针对上述问题,该文在研究交流接触器电磁系统能量转换关系的基础上,提出一种交流接触器晃电保护的拓扑结构.该拓扑利用晶闸管的反向外电压关断特性,在主控制电路与备用控制电路的切换过程中,实现励磁电流连续无隙,确保交流接触器始终具有能量,保持吸合状态.此外,该文给出了无隙切换过程的控制方法,并进行了仿真和实验研究.仿真与实验结果验证了晃电保护拓扑结构的正确性及有效性,为高敏感度电力设备在连续生产过程中的不间断运行提供理论及应用参考.%Highly sensitive electrical equipment represented by AC contactor is applied extensively in power system. Serious consequences and associated losses would be caused subsequently by contactor false tripping derived from voltage sag triggered by thunder-strike and short circuit. In this context, this paper discusses the energy conversion of the electromagnetic systems as the foundation of proposing a voltage sag protection topology based on seamless switching for AC contactor. The reverse external voltage turn-off characteristic of thyristor is utilized in the proposed topology. Therefore the exciting current is consecutive, enough energy could be obtained to maintain the closure of contactor during the switching procedure between the main control circuit and the alternate control circuit under voltage sags. Additionally, the control method of switching process are addressed. Detailed simulations and experimentshave been carried out to validate the correctness and effectiveness of the proposed topology, as a theoretical and practical reference for uninterrupted operation of highly sensitive electrical equipment during consecutive industrial manufacturing.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2018(033)011【总页数】8页(P2431-2438)【关键词】晃电保护;交流接触器;无隙切换;反向外电压关断;拓扑结构【作者】杨东升;马占超;高筱婷;王智良;曾俊彦【作者单位】东北大学信息科学与工程学院沈阳 110819;东北大学信息科学与工程学院沈阳 110819;东北大学信息科学与工程学院沈阳 110819;东北大学信息科学与工程学院沈阳 110819;华为技术有限公司深圳 518129【正文语种】中文【中图分类】TM572.20 引言电力系统由于雷击、短路故障重合闸、工厂内部电网故障或启动冲击性负荷等原因[1],造成的电网电压有效值下跌至额定值的90%~10%的现象,工程上称之为晃电[2],其典型持续时间一般为10 ms~1 min[3]。
抗晃电系列3—选择抗晃电能力强的接触器1接触器抗晃电能力包络线【1】图1 0°暂降起始角下不同品牌接触器耐受曲线从图1可以得出如下结论:1、不同品牌接触器耐受曲线在暂降幅值上差异较大,临界电压幅值从40%到70%不等。
2、接触器耐受低电压的能力与低电压幅值和时间都有关。
图2 同一接触器不同暂降起始角下耐受曲线从图2可以得出如下结论:1、0°电压暂降起始角,在临界电压幅值以下,随着幅值的降低,接触器能承受的暂降时间越来越长;2、90°电压暂降起始角,随着幅值的降低,耐受时间变短,但改变程度很小。
3、45°电压暂降起始角介于两者之间4、电压暂降起始点对交流接触器的影响周期为180°,即电压上下半个周期的耐受曲线相同。
图3 0°暂降起始角下同品牌不同型号接触器耐受曲线从图3可以得出如下结论:同品牌不同类型接触器耐受曲线差异小,仅在持续时间上存在数十毫秒的差异。
总结图1-图3,得出接触器耐受电压暂降能力的曲线包络线如图4。
图4 接触器耐受电压暂降能力曲线包络线2、选择抗晃电能力强的接触器(1)电磁型交流接触器低于70%Ue时,开始抖动、吸合不稳,当电压低于40-50%Ue时、持续30-50ms时释放。
(2)不同厂家的接触器抗晃电能力不一样。
比如:CKJ5-400真空接触器的低电压释放值为41V,其抗电压波动力能力远大于电磁型接触器。
ABB A系列:电压至72%(160V左右)接触内部开始振荡,降到59%即130V左右,释放。
ABB AF系列:电压降到32%(70V左右),接触器开始振荡,降到23%(50V)左右,接触器释放。
注1:图1-图4摘自全球能源互联网研究院电能质量实验室刘颖英老师的PPT。
第43卷第17期电力系统保护与控制V ol.43 No.17 2015年9月1日Power System Protection and Control Sep. 1, 2015抗晃电的快速保护方案研究杨建翔1,王英莉2(1.西安科技大学, 陕西 西安710054;2.国网陕西省电力公司检修公司, 陕西 西安 710065)摘要:晃电严重影响化工、冶金等工矿企业的生产安全。
现有的治理晃电措施主要从用电设备着手,理想的办法是从晃电本身着手,快速切除故障或者投入备用电源,把晃电过程时间降到对用电设备影响最小。
从快速切除故障方面来降低晃电的影响,分析故障前后电流采样值的大小和变化率,从而制定出以电流采样值的变化率和绝对值共同识别故障的快速保护方案。
为了提高故障识别的准确性,在判断之前消除正常运行时直流分量的影响。
经仿真验证,该快速保护方案能够对系统中任何类型的故障都能够快速、准确地识别出故障,在故障后5 ms使继电保护出口动作。
关键词:晃电;电流变化率;故障识别;直流分量;快速保护Rapid protection scheme during voltage sagYANG Jianxiang1, W ANG Yingli2(1. Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China; 2. Maintenance Company of State GridShaanxi Electric Power Company, Xi’an 710065, China)Abstract: V oltage sag seriously impacts the safety of industrial enterprise such as chemical industry, metallurgy, etc.Existing governance for voltage sag mainly adopts electrical equipment measures, the ideal way is to research voltage sag itself. The impact of voltage sag on electrical equipment can be decreased to minimum by rapidly removing faults or putting into standby power. Reducing the influence of voltage sag by using rapid removal of fault, this paper develops a rapid protection program for identifying the fault by jointly using change rate and absolute value of current sampling value before and after fault. In order to improve the accuracy of fault identification, the DC component of the normal operation should be eliminated before determination. Simulation shows the fast protection scheme is able to quickly and accurately determine any type of fault in power system and makes relay operate after fault occurred 5 ms.Key words: voltage sag; change rate of current; fault identification; DC component; rapid protection中图分类号:TM771 文献标识码:A 文章编号:1674-3415(2015)17-0087-060 引言晃电是指电网因雷击、短路、发电厂故障及其它外部、内部原因造成电网短时间电压大幅度波动、甚至短时断电数秒的现象[1]。
交流接触器防晃电方案对比研究姜万东1周海涛1杜佳2(1. 江苏国网自控科技股份有限公司,江苏昆山 215311;2. 国网辽宁电力阜新供电公司,辽宁阜新 123000)摘要本文介绍了交流接触器防晃电的两种解决方案,即失压再起动方案和晃电保持方案。
采用定性分析的方法,分析了母线残压情况、电动机残压情况以及电压恢复时是否存在直接起动和反相位合闸的问题,并指出采用接触器晃电保持方案和快切装置相结合的方式,既保证了快速恢复供电,又使系统冲击电流最小。
关键词:防晃电;交流接触器;失压再起;防晃电保持The Comparative Study on the Anti-electricity Shaking Scheme ofAC ContactorJiang Wandong1 Zhou Haitao1Du Jia2(1. Jiangsu State Grid Automation Technology Co., Ltd, Kunshan, Jiangsu 215311;2. Liaoning Power Grid Fuxin Power Supply, Fuxin, Liaoning 123000)Abstract This paper introduces two solutions of anti-electricity shaking for AC contactor: lost voltage restart scheme and keep contactor not release scheme. In using the method of qualitative analysis, this paper analyzes the residual voltage of the bus, the residual voltage of the motor and the problem of whether there is a direct restart and anti-phase switching after the voltage recovery, and points out that the combination of keeping contactor not released scheme and quick switching device ensure that the power supply which can be restored quickly, and the impulse current of the system being reduced to minimum.Keywords:anti-electricity shaking; AC contactor; lost voltage restart; keep contactor not released电网因雷击、短路、重合闸、同一段设备起动或故障以及其他原因造成电网电压短时大幅度波动、短时中断数秒的现象俗称“晃电”[1-3]。
对于交流接触器,当系统电压发生晃电时,若电压在某一瞬间低于接触器线圈的释放电压,则使低压马达停止运行进而导致用户的严重损失[4-5]。
文献[6]也指出接触器对电压暂降敏感度影响因素都很多。
目前交流接触器的防晃电方案主要有晃电后接触器再起、晃电接触器保持、采用防晃电交流接触器和采用延时分批再起等方案。
文献[7]指出采用专门的防晃电交流接触器不适于防晃电要求较高的场合,而采用分批延时再起动不利于快速的恢复供电,只适用于晃电持续时间较长电动机停转时分批起动电动机(按工艺分批起动),避免造成对系统电压的冲击。
综上所述,在目前交流接触器的防晃电方案中,普遍采用的是晃电后再起接触器和晃电时接触器保持不释放方案(防晃时间一般设定500~1000ms)。
应用中存在着对两种方案的系统电压情况、电动机残压情况以及电压恢复时是否系统存在冲击电流等认识较为模糊的问题。
本文采用定性分析的方式,来分析晃电时两种方案接触器释放或保持吸合对母线残压、电机能量交互的影响情况,得出分析对比结论,并提出应用建议。
1接触器防晃电的两种方案交流接触器防晃电再起动方案如图1(a)所示。
当系统发生晃电时,电压降低使接触器释放;若电压在再起装置设定的防晃电时间内恢复,则再起装置QD继电器接点闭合,使接触器重新吸合,保证了供电回路继续工作。
其中:端子3、8为装置提供电源(装置内部有储能元件)并进行晃电判断;端子4、5接接触器辅助位置KM ,判断接触器运行状态;端子6、7为延时断开信号输出给DCS ,防止接触器在晃电时辅助位置KM 释放,造成DCS 误判。
交流接触器防晃电保持方案[8]如图1(b )所示。
当系统电压发生晃电时,保持装置判断出电压扰动并可能造成接触器释放,迅速的切断接触器线圈交流电源并对其输出相匹配的直流电源,保持接触器继续可靠吸合。
如在保持装置设定的防晃电时间内交流电压恢复,装置切断直流电源恢复交流电源;如果系统电压未恢复,就关断直流电源,接触器释放。
其中:装置的1、2为控制电源输入;端子4、5接线圈两端;端子3、6为电源接入同时作为晃电判断;端子7、8为分批延时再起动出口(选配)。
(a )接触器防晃电再起动方案接线图(b )接触器防晃电保持方案接线图图1 接触器防晃电方案接线图综上所述的两种接触器防晃电解决方案应用最广,但也一直存在优缺点的争论。
再起动方案的坚持者认为,此方案原理简单,应用可靠,已经基本满足工程应用的要求;而保持方案的坚持者认为,晃电时接触器不脱扣可充分利用母线残压的支撑,电动机不会快速停机或反转,避免电源恢复时再合接触器造成的冲击。
2 系统晃电母线残压分析系统晃电时母线残压情况可采用定性分析,若采用定量计算法须依据系统接线,故障类型和精确的短路计算才能进行,往往数据难以获得且复杂,而采用定性分析来阐述即避免了大量的计算又能清楚地说明问题。
母线变化趋势如图2所示,电源S 1发生的远端故障被切除,厂用电系统备用电源S 2切换供电过程中低压母线电压的变化趋势。
图2 高压侧电源异常时低压母线残压趋势图图2中供电系统S 1发生短路时,厂用母线电压为短路电压U F (短路电压的大小取决于故障类型、厂用电等效阻抗、系统等效阻抗等)。
短路发生至切除时间由外部系统决定,典型值一般为100~200ms (图2中的T qc )。
短路故障切除后到备用电源未投入时间内,厂用母线进入到残压阶段(残压大小取决于电动机群的容量、剩余电磁能等,一般电动机群越大残压值相对越高,衰减时间与负载特性相关)。
残压持续时间取决于备用电源转供时间(图2中的T qh )。
3 防晃电再起方案特性分析图3(a )作为交流接触器失压再起防晃电方案等效分析图。
在故障发生至备用电源投入的时间(T qc +T qh )内接触器为释放状态(接触器是否释放与电压的幅值和时间有关系),低压电动机群与低压母线完全断开,各电动机按自身的特性残压曲线自由衰减。
重载电动机转速下降较快而轻载电动机转速下降较慢。
重载电动机如图3(c )所示,电动机储存的电磁能快速的被负载消耗,电压恢复时电动机转速已降为0,再起装置起动接触器合闸时为全压起动,起动电流可达到5~8倍电动机额定电流。
轻载电动机如图3(d )所示,电压恢复时电动机转速可不为0,再起装置起动接触器合闸时由于电动机残压的存在易导致反相位合闸,引起较大的合闸冲击。
(a )再起方案分析系统 (b )低压母线残压情况等效分析图(c )M1电动机残压情况 (d )M2电动机残压情况图3 接触器释放时母线残压与电动机残压由于在T qc +T qh 时间内,接触器完全释放,造成电动机的残压不能体现在母线上,因此低压母线电压快速下降,如图3(b )所示。
此时高压备自投或快切装置检测的高压母线残压并不包含低压电动机群的残压,造成残压检测不充分。
4 防晃电保持方案特性分析当采用接触器保持方案解决晃电问题时,在T qc +T qh 段时间内接触器不释放,如图4(a )所示。
轻载电动机内的电磁能量可通过母线传输给重载电动机;低压电动机视为一个电动机群,高压机群与低压机群之间通过降压变、低压母线进行能量传输,因此电动机之间可充分的行能量互补,输出剩余电磁转矩。
在T qc +T qh 段时间内(一般500ms 左右)低压机群间的能量互补、高低压之间能量互补可使低压电动机群处于较为缓慢的减速段,低压母线残压如图4(b )所示。
高压侧的备自投和快切装置测量的母线残压值为真实的残压值,有利于备用电源的准确投入。
(a )保持方案能量互补图 (b )保持方案低压母线残压图4 晃电接触器不释放时能量互补与母线残压5 防晃电保持与高压快切方案分析备用电源快速切换装置可避免备用电源电压与母线残压在相角、频率相差过大时合闸而对系统造成冲击,如失去快速切换的机会,则装置自动转为同期捕捉或判残压及长延时切换,同时在电压跌落过程中,可按延时甩去部分非重要负荷,以利于重要辅机的自起动,提高厂用电切换的成功率[9]。
如图5(a )所示,高压侧利用快切装置,低压侧采用接触器保持防晃电方案。
快切装置参数可按图5(b )所示的电动机残压曲线和耐受冲击电流进行设定。
在高压侧发生短路后,进线断路器被保护跳开,快切装置将分析计算高压母线残压与备用进线电压并进行快速切换(满足压差、角差、频差)。
高压侧的快切装置在切换过程中,低压侧采用了防晃电接触器保持方案,接触器一直处于吸合状态,保证了切换装置捕捉残压信息的可靠性,为快速恢复供电提供了保证。
(a )低压晃电保持同高压快切装置结合等效图(b)电动机残压曲线和耐受冲击允许电流图5晃电时快切装置与保持方案配合6 实例分析兰州某催化剂厂供电方案使用了如图3(7。