基于变频器防晃电技术的分析与应对策略研究

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。

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。

低压变频器抗晃电应用分析摘要：本文结合大型石化企业生产装置连续运行的特点，分析电网晃电对变频器运行的影响。

通过DZQ-CF5X/L23抗晃电再启动装置在某石化企业供电系统实际应用案列，验证了低压变频器抗晃电的可行性。

关键词：抗晃电；控制；分析1.引言为了保证供电系统的稳定性，实现供电系统安全可靠运行，对大型石化企业的连续生产有着非常重要的意义。

抗晃电已经成为提高供电可靠性必须解决的首要问题。

目前，大型石化企业电气系统接线一般采用双母线带母联开关接线形式。

双电源供电，母联开关设置备用自动投入装置可以大大提高供电可靠性。

然而在石化企中业存在着大量的电动机、变频器等感性负荷，在电网晃电的过程中，大量变频电动机会因为保护跳闸，造成装置停工停产，给企业带来巨大损失。

2.电网晃电电网晃电，也称为电网电压暂降。

是指电网因保护切除短路故障、自动装置误切换或其他原因，造成的电网短时电压波动的现象。

一般电压波动幅值10%，时间持续在10ms至2s。

电网晃电会造成系统电压骤降，瞬间的电压波动将造成大量电动机负荷跳闸，进而导致生产装置停车，甚至引发火灾、爆炸等安全事故，严重影响企业安全生产运行。

目前，大型石油化工企业电气系统主接线一般采用双母线带母联开关接线，双电源供电，母联开关设置备自投装置可以大大提高供电可靠性。

然而在石化企业中存在着大量的电动机变频器感性负荷，在电网晃电的过程中，大量变频电动机会因电压波动造成保护跳闸，导致装置停工停产，给企业带来巨大损失和安全风险。

因此，晃电已经成为影响供电可靠性必须解决的首要问题。

3.电网晃电对变频器的影响1.当逆变器件为GTR（晶体管）时，一旦晃电（电压下降到控制阀值以下），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。

2.当逆变器件为IGBT（绝缘栅双极型晶体管）时，在失压或停电后，将允许变频器继续工作一个短时间td（td有两种规定方法，一种为具体的规定时间，如15ms；另一种则规定为主电路的直流电压降到原值的85%所需的时间），若失压或停电时间to云南石化有大部分电机均使用西门子变频器，其逆变器核心元件IGBT（绝缘栅双极型晶闸管），该类型变频器自我保护相对敏感（控制阈值80%），电压波动幅度达到20%就会触发变频器动作跳闸。

低压变频器抗晃电方案的应用与探讨摘要：电力系统在运行过程中由于雷击、对地短路、故障重合闸、备自投动作、电网异常、大型设备启动等造成的电网电压瞬时跌落又恢复正常的现象，使电网电压瞬间较大幅度波动或者是断电又恢复的现象称为“晃电”。

但是，当电网发生“晃电”时，变频器易受电网电压波动的影响而跳闸停机。

“晃电”虽然一般只有短短的数秒钟，但是对于连续性生产要求高的石化装置而言，某一台或几台变频器的停机都可能导致生产工艺流程中断，甚至整套装置非计划停工，给企业造成巨大的经济损失，严重时还会发生火灾、爆炸、环境污染、人身安全等次生事故。

因此，提升低压变频器抗晃电能力对于连续性生产要求高的企业具有十分重要的意义。

关键词：抗晃电；低压变频器引言为最大限度地避免化工生产装置因供电系统电压波动而造成的影响，有必要对关键电气设备采取抗晃电措施。

当务之急是设计实用可靠的供电系统以抗晃电，同时采取一些措施降低晃电带来的危害。

1电网“晃电”时变频器停机的原因分析1.1主回路接触器跳闸变频器现有供电回路的接线方式之一，变频器主回路带电磁式交流接触器。

其控制方式为：起动时现场起动按钮控制接触器吸合，当主回路接触器KM吸合后，控制回路时间继电器KT接点延时闭合，变频器运转命令ON，变频器开始工作；停机时现场停止按钮控制接触器释放，控制回路时间继电器接点瞬时断开，变频器停机。

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，会造成电磁式交流接触器工作线圈短时断电或电压过低，导致靠电流维持吸合的动、静铁心吸力小于释放弹簧的弹力，使接触器释放跳闸，导致变频器因输入电源断电而停机。

1.2控制变频器运转命令的中间继电器或时间继电器跳闸变频器供电回路的另一种接线方式，变频器主回路不带接触器。

其控制方式为：主回路空气断路器合闸后变频器主回路得电，通过现场按钮控制中间继电器KA的吸合与断开来控制变频器的运转命令ON或OFF，从而使变频器运转或停机。

1概述辽阳石化分公司常减压装置为2011年新改建装置，其12台塔底泵采用变频器来控制电机转速，变频器(功率分别为185kW 至315kW ，电压为0.4kV)通过控制电机的转速来实现对泵的流量控制。

变频器采用美国AB 品牌的变频器。

2012年12月，由于该公司电厂故障造成该厂6kV —0.4kV 供电系统电压波动，12台由变频器控制的电动机全部跳闸。

造成装置紧急停车。

2原因分析故障发生后对跳闸的电机变频器进行了仔细检查，并记录了变频器控制面板上所报的故障信息，全部为“输入相丢失”和“欠压操作”在记录完全部信息后，工作人员立即对故障进行复位，并通知工艺人员启动电机。

由于该晃电并没有造成其他低压电动机停机，所以大家怀疑变频器本次动作的正确性。

因为其他电动机低电压保护只有接触器，而接触器对电压的敏感程度大多数人认为要超过变频器，而本次晃电接触器没有动作反而变频器确因系统电压波动而动作，这在该厂以前没有发生过。

于是找来说明书对变频器的参数设置进行逐条检查，检查中发现跳闸的变频器在参数设置都存在同一现象，即在参数第460项中欠压操作设定值为3（故障时惯性停机），第461项欠压压幅值设定为80%。

第462项输入相丢失设定为3（故障时惯性停机）。

其他参数设定正常，后来通过对故障录波装置中的电压波形分析发现在系统发生故障时电压波动的最低幅值为额定电压的40%，故障持续时间为200ms 。

通过该数值与参数设定的对比分析后，认为本次变频器跳闸正确。

但如果变频器在本次电压波动不跳闸则装置不会处于全停状态，就不会造成很大影响。

原理简图如图1。

3问题处理是否可以通过对该批变频器的参数进行重新设定来解决这一问题，经过对说明书的详细阅读及认真分析，最后决定通过修改第450项中掉电模式设定值为2（继续）和第452项中掉电时间0.5s 。

同时将第460项和第462项的参数改为1（报警）。

参数修改后在系统电压降低的时间（即掉电时间）规定范围内使变频器不跳闸，而当时间到达设定的动作值时，变频器跳闸。

1 引言当前，变频器以其优良的调速性能和显著的节能效果，越来越被更多的现代化企业所采用，我公司的空分液氧泵电机采用了abbacs800-07-0610-3+f253+f260+r712+p901变频器。

由于电网电压不稳定，导致液氧泵变频器在使用中产生了新的问题——变频器因电网晃电而跳闸。

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。

每次由于电网晃电变频低压跳闸造成的非计划停机，都给公司造成很大的经济损失。

因此，如何使变频器在瞬时低电压时仍能正常工作成为关键问题。

2 变频器抗晃电改造原理及技术方案2.1 变频器抗晃电改造关键变频器抗晃电技术改造的关键是如何使变频器在瞬时电压低于低电压保护整定值时还能正常工作。

我们这次改造方案根据变频器的工作原理和化工厂的实际情况，采用直流支撑系统dc-bank，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，保证了在厂用交流电源瞬时低电压时变频器能正常工作。

2.2 变频器抗“晃电”技术方案(1)“晃电”问题分析abb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totd，变频器自我保护停止运行。

一般td都在15～25ms，通常电源“晃电”较为强烈，都在几秒钟以上，变频器自我保护停止运行，电动机跳车。

电源电压的晃动造成了系统停车，严重影响了生产系统的稳定运行，造成了较大的经济损失。

(2)抗“晃电”技术方案针对变频器因电网“晃电”导致液氧泵停车问题，采用直流支撑系统dc-bank，改造液氧泵变频器主电路中间直流回路，将液氧泵变频器主电路中间直流回路p(+)、n(-)引出，接至直流支撑系统dc-bank的静态开关sw1输出的直流电源直流接触器mf1上，在电源电压波动即“晃电”时，依靠蓄电池bat为液氧泵变频器提供稳定的电源，保证变频器输出不变，液氧泵主电机转速保持不改变或液氧泵变频器欠电压保护功能不动作。

低压变频器抗晃电方案的应用与探讨摘要：文章围绕低压变频器抗晃电的相关问题进行分析，首先研究了低压变频器装置受晃电因素影响导致停机的关键原因，然后对低压变频器抗晃电方案进行分析，包括改造控制回路、对低压变频器参数进行设置优化、下调低电压保护值、以及更换接触器装置这几项技术措施，相关内容对进一步提升低压变频器装置抗晃电能力有一定的参考与指导价值。

关键词：低压变频器；抗晃电；方案变频调速是目前技术方案支撑下最合理的调速方案，在达到变频调速目的的同时也有非常理想的节能效果[1]。

目前在石化、钢铁、冶金等相关领域中对低压变频器装置的应用已经非常广泛。

但电力系统受电网异常、雷电、对地短路等一系列因素影响可能出现电压瞬时跌落至正常的现象，导致电压电压出现“晃电”问题，虽然该故障的持续时间短暂，但可能导致低压变频器装置出现跳闸停机现象，造成整个装置的非计划停工以及巨大损失[2]。

这一背景下，必须尝试研究提升低压变频器装置抗晃电能力的方案，以保障装置连续稳定运行。

1 低压变频器晃电停机原因1）主回路接触器跳闸。

低压变频器装置在工业应用中常通过主回路带电磁式交流接触器装置满足控制目的，受其工作原理的影响，在电网晃电故障状态下交流接触器装置可能出现电压水平异常下降或工作线圈短时断电的问题。

该情形下，释放弹簧弹力远高于维持吸合的动静铁芯吸力，进而造成电磁式交流接触器装置释放并跳闸，受输入电源断电影响，造成停机问题的产生[3]。

2）继电器跳闸。

对于低压变频器而言，供电回路可能受实际运行情况影响导致变频器主回路不带接触器。

在此模式下，中间继电器装置受现场按钮控制完成运转或停机指令。

而在晃电问题的影响下，电压水平异常降低（达到继电器保持电压水平以下），从而造成继电器线圈出现失电跳闸故障。

3）变频器控制电源失电。

低压变频器装置运行期间，控制电源以自变频器输入电源为主要动力，受低压变频器输入电压水平跌落的影响，导致控制电路控制功能丧失。

晃电原因分析与解决方案现状简述由于电网电压波动，低压电动机和变频器受到区外电网波动，导致非计划停机，对非正常生产及研发项目造成极大损失。

经过多方面原因分析，大部分原因是电网晃电幅度以及晃电时间，均超过接触器线圈保持电压的范围和时限，致使接触器欠压释放；而变频器对电压更为敏感，电压跌落至80%以下，变频器低电压保护功能动作，致使变频器报警停机。

原因分析1）晃电原因：晃电是指电压瞬时下降，下降的幅度区间为10-90%，持续时间为0.02-1s，甚至更长。

而电压瞬时暂降原因有以下几种类型：①母线内部故障，低压馈线和用电设备发生故障导致母线电压波动；②电动机起动，大容量电动机（或机群）起动时导致母线电压下降；③外部故障，外部电网发生短路故障、雷电冲击或者解列，导致电源中断。

其中电动机启动造成的母线电压暂降也可归类为内部故障。

综上，晃电产生的原因可以大体分为区内故障和区外故障。

所以，电网晃电具有一定的不可避免性、不确定性。

2）晃电对接触器的影响通常，低压系统中的电动机大多是异步电动机，电动机的控制回路是接触器控制回路，一般交流继电器当电压低于线圈额定电压的50%，时间超过30ms时接触器释放；当电压低于80%甚至更高，持续五个周波时接触器也释放，造成低压电动机失电停机。

3）晃电对变频器的影响低压变频器包括三相全波整流电路、储能滤波电路和逆变电路，为避免大电流对整流电路中的晶闸管或整流二极管的冲击，造成损坏。

变频器厂家都设置了欠压保护，电容电压下降到80%-70%时（各品牌厂家欠压定值不同），欠压保护动作封锁逆变脉冲，停止对外供电，持续时间大约为70-80ms，导致变频器报警停机，电源恢复后需人工复位解除故障报警才能重启变频器。

解决方案方案的理念是从配电网系统考虑，对重要负载保证其可靠的连续运行。

抗晃电模块可以在一些极端情况下，对敏感性电气元件释放后，当电源瞬时恢复，针对已释放的电气元件立即自动重合，使其迅速恢复工作。