抗晃電知識培訓

1、抗晃電知識培訓,化工電氣車間,2014-03-21,,第一部分:“晃電”的定義、現(xiàn)象及危害,第二部分:抗晃電參數(shù)的計算,主要內(nèi)容,第三部分:目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,1.定義：電力系統(tǒng)在運行過程中，由于外部線路受到雷擊、瞬時短路等故障或企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)相鄰線路短路故障、大型電動機起動等原因，會造成電壓瞬間較大幅度波動后恢復，這種現(xiàn)象通常稱為“晃電”。 2.現(xiàn)象：“晃電”時電壓出現(xiàn)波動，通常我們更多的是關注電壓降低，根據(jù)歷年統(tǒng)計

2、的數(shù)據(jù)看，一般發(fā)生“晃電”的時間都極短(100ms以內(nèi))，幅值在30～70％Ue之間。,一、“晃電”的定義、現(xiàn)象及危害,,3.危害：(1)由于“晃電”造成電壓降低，運行的電機在保證相同出力的條件下，電流隨之增大，容易引起電機繞組過熱，空氣開關、接觸器觸頭發(fā)熱等，從而引發(fā)設備故障。(2)在使用變頻器控制的場合，由于一般的變頻器都具有過壓、失壓和瞬間停電的保護功能，在電源“晃電”較為強烈時，有可能使變頻器來低電壓保護停止運行。(3)“

3、晃電”發(fā)生時，由于電壓的降低,可能會使接觸器線圈對鐵芯的吸力小于釋放彈簧的彈力使接觸器釋放，從而造成大量電動機的跳機，嚴重威脅裝置安全生產(chǎn)。,一、“晃電”的定義、現(xiàn)象及危害,,1.晃電電壓（80%Ue，即176V）：裝置的低壓電動機都是由變電所開關柜內(nèi)的接觸器控制，每臺電機的控制回路電源都是取自本柜的電源。對于交流接觸器，當電源電壓低于接觸器線圈額定電壓的50%，時間超過1個周期(0.02s)時接觸器釋放；當電源電壓低于80%，持續(xù)5

4、個周期(0.1s)時接觸釋放?；坞姲l(fā)生時，電源電壓值在一瞬間(大于接觸器的釋放時間)降到低于接觸器線圈的吸合電壓，使接觸器的主觸頭釋放，同時控制回路中的自保持觸點釋放，造成電動機停機甩負荷。,二、抗晃電參數(shù)的計算,,2.恢復電壓（90%Ue，即198V）：電動機起動時，其端子電壓應能保證所拖動的機械（負載）要求的起動轉矩，且在配電系統(tǒng)中引起的電壓波動不應妨礙其他用電設備的工作。為此，交流電動機起動時，配電母線上的電壓應符合下列要求：

5、（1）在一般情況下，電動機頻繁起動時不應低于系統(tǒng)標稱電壓的90%,電動機不頻繁起動時，不宜低于標稱電壓的85%。（2）配電母線上未接照明或其他對電壓下降較敏感的負荷且電動機不頻繁起動時，不應低于標稱電壓的80%。（3）配電母線上未接其它用電設備時，可按保證電動機起動轉矩的條件決定；對于低壓電動機，還應保證接觸器線圈的電壓不低于釋放電壓。,二、抗晃電參數(shù)的計算,,3.電機起動批次的確定和校核根據(jù)電機再起動時電流模型數(shù)據(jù)分析：當電網(wǎng)晃

6、電的時間在0.5s以內(nèi)時，電機立即再起動的電流是額定電流的3倍左右，也即是電機在零轉速起動時起動電流的一半左右。一般電網(wǎng)“晃電”的時間都比較短，通常是在100ms以下,電機立即再起動的電流倍數(shù)更低，約為額定電流的2～3倍左右,可取2.5倍計算，因此從概念上我們認為電網(wǎng)允許可以再起動的電動機容量比零轉速再起動的電動機容量大 ，但實際上我們都是按零轉速再起動的電動機容量來進行核算。,二、抗晃電參數(shù)的計算,,生產(chǎn)裝置按重要程度提出需要再起動的

7、電機位號后，我們要核算變壓器允許最大起動容量，如在再起動允許容量范圍內(nèi)的，可以設置一批起動，如不在此范圍，可以分兩批、三批等，每批間隔時間可設0.5s或1s。正常生產(chǎn)時一臺變壓器是帶一段低壓母線運行的，但是也要考慮一臺變壓器帶兩段低壓母線運行的工況，以下是3#聚丙烯1#變壓器允許最大起動容量的核算。,二、抗晃電參數(shù)的計算,,我們以3#聚丙烯為例對其變壓器最大允許起動容量進行校核：3#聚丙烯1#變壓器容量為2000kVA，1#變壓器帶低壓

8、Ⅰ段低壓母線，用電負荷的功率因數(shù)按0.9來計算，則無功容量為：,二、抗晃電參數(shù)的計算,S=2000kVA,Qfh=S×,,=2000×,=2000×0.436=872kvar,,3#聚丙烯0.4kV Ⅰ段母線最小運行方式時的短路電流為38.01kA，則Ⅰ段母線的最小短路容量為：,二、抗晃電參數(shù)的計算,Skm=,×U×I=,×0.4×38.01,=26.3MVA,,按

9、電機起動時系統(tǒng)電壓降到90%Ue計算，則允許最大起動電機容量為：,二、抗晃電參數(shù)的計算,是允許最大起動電機容量，電機功率因數(shù)按0.85計算，則允許最大起動電機功率為：,=,=,=0.9,,=3019kVA,= ×0.85=3019×0.85=2566kW,,,,,,,是允許的最大起動電機功率，電機起動電流按額定電流的6倍計算，則允許起動的電機功率為從計算結果可以看出，一批允許再起動的電動機功率為427k

10、W,如需要再起動的電機功率大于這個值，可以把次要一點的電機放到第二批進行再起動。由于會出現(xiàn)一臺變壓器帶兩段低壓母線運行的情況，所以一批允許再起動的電機功率是考慮兩段低壓母線的電動機功率總和。,二、抗晃電參數(shù)的計算,,,,= /6=2566kW/6=427kW,,4.允許失電時間裝置的重要電機如果失電的時間過長，就算電機再起動成功，但裝置已聯(lián)鎖停車，所以目前我們設定的允許失電時間一般都設為10s，根據(jù)歷年發(fā)生晃電的數(shù)據(jù)進行分析，

11、電網(wǎng)發(fā)生單次晃電的時間都較短。,二、抗晃電參數(shù)的計算,,1. MRR（1）基本原理電機在運行狀態(tài)下，當系統(tǒng)電壓低于跌落電壓設定值，接觸器釋放，電機跳停，系統(tǒng)電壓在設定的允許失電時間內(nèi)恢復至恢復電壓設定值，MRR繼電器將在設定的延時再起動時間后動作，接觸器吸合，電機再起動。如果電網(wǎng)電壓沒有在允許的時間內(nèi)恢復正常，則MRR繼電器閉鎖程序，不再起動電機。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,MRR繼電器,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,

12、,（2）典型接線圖：,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,說明：MRR是通過5和6腳之間的壓差來判斷電機是在運行還是停機的；MRR的2和8腳即是工作電源又是監(jiān)測電網(wǎng)電壓的。,,（3）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：MRR繼電器是專門為解決電網(wǎng)發(fā)生“晃電”而研制的，保證設定參數(shù)掉電不丟失，具有可靠性高、體積小、安裝方便、接線簡單等優(yōu)點，可直接安裝于現(xiàn)場低壓開關柜內(nèi)，且MRR繼電器無用戶維護的部件，如電池等。最重要的是MRR繼電器本身故障時不影響設備正

13、常運行。缺點：有電機運行信號參與工藝聯(lián)鎖的，容易因運行信號消失觸發(fā)聯(lián)鎖，無法實現(xiàn)再起動功能，還有就是無法記錄發(fā)生再起動的次數(shù)和時間等記錄。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,（4）參數(shù)含義：A：允許失電時間；b：延時再起動時間；UF：晃電電壓值，即低電壓設定值，一般設為176V；UH：恢復電壓值，一般設為198V；UC：顯示的實際電壓值，即控制回路的電壓；,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,2.AIX-3B（1）基

14、本原理電機在運行狀態(tài)下，當系統(tǒng)電壓低于跌落電壓設定值，接觸器釋放，電機跳停，AIX繼電器的輔助輸出接點（3，4）仍然閉合，直到超過設定的時間后該輔助接點才釋放，避免因電機運行狀態(tài)的改變引起DCS聯(lián)鎖動作；當系統(tǒng)電壓在設定的允許失電時間內(nèi)恢復至恢復電壓設定值，AIX繼電器將在延時啟動時間設定值后動作，接觸器吸合，電機再啟動。如果電網(wǎng)電壓沒有在允許的時間內(nèi)恢復正常，則AIX繼電器閉鎖程序，不再起動設備。電機正常運行情況下，AIX繼電器的輔

15、助輸出接點（3，4）和接觸器的常開輔助觸點是同步的，即電機正常停機的時候，AIX繼電器的輔助觸點（3，4）也是瞬時斷開的，并不會延遲釋放。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,AIX-3B繼電器,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,(2)典型接線圖（AIX-3B-12T）：,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,(3)AIX-3B-12T和AIX-3B-14T區(qū)別：AIX-3B-12T是通過判5、6腳的壓降來判斷電機是在運行狀態(tài)

16、還是在停機狀態(tài)的，而AIX-3B-14T是通過把電機主回路接觸器的常開輔助觸點引入到AIX的1、11腳來判斷電機運行狀態(tài)的。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（4）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：AIX繼電器也是專門為解決電網(wǎng)發(fā)生“晃電”而研制的，保證設定參數(shù)掉電不丟失，并可查看電機累計運行時間和再起動次數(shù)，具有可靠性高、體積小、安裝方便、接線簡單等優(yōu)點，可直接安裝于現(xiàn)場低壓開關柜內(nèi)，且AIX繼電器無用戶維護的部件，如電池等。繼電器本身故障

17、時不影響設備正常運行。如果電機的運行狀態(tài)信號參與到DCS的聯(lián)鎖，則可把AIX繼電器的輔助輸出接點（3，4）和接觸器的常開觸點并聯(lián)后引至DCS，發(fā)生晃電且停機后，AIX繼電器的輔助輸出接點（3，4）仍然閉合，直到允許時間（此時間可以設定）超過后該接點釋放，避免因電機發(fā)生晃電時運行狀態(tài)的改變而引起DCS聯(lián)鎖動作。缺點：暫時未發(fā)現(xiàn)有什么缺點,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（5）主要參數(shù)含義：UF：低電壓值，一般為176V；UH

18、：恢復電壓值，一般為198V；DA：主繼電器延遲閉合時間1；DA1：主繼電器延遲閉合時間2；DB：輔繼電器延遲閉合時間1；DB1：輔繼電器延遲閉合時間2；AF：低電壓允許時間1；AF1：低電壓允許時間2；AS：輔繼電器工作模式（默認為DCS），輔助觸點類型選擇（默認為NO）,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,3.綜保（1）基本原理：綜保在正常運行時實時監(jiān)測電網(wǎng)電壓和電機的運行狀態(tài)，當系統(tǒng)電壓低于跌落電壓設定值，接

19、觸器釋放，電機跳停，系統(tǒng)電壓在設定的允許失電時間內(nèi)恢復至恢復電壓設定值，綜保輸出再起動指令，如電網(wǎng)晃電的時間超過設定的允許值，則不再發(fā)出再起動指令。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,華建LM512綜保,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（2）典型接線圖：,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（3）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：綜?？捎涗洶l(fā)生的再起動記錄（舊版本的綜保無法記錄），再起動功能比較可靠，原有綜保的電機增加再起動功能不需

20、要復雜的接線。缺點：由于綜保要采集系統(tǒng)電壓來判斷是否晃電，所以做綜保的再起動試驗時稍微復雜一點。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（4）參數(shù)含義（華建LM512 V5.0版本）：Ure：恢復電壓值；Udr：低電壓值；trim：立即再起動最大失電時間；trm：延時再起動最大失電時間；trst：延時再起動時間；△t：延時再起動有效時差；,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,3.分批再起動裝置（1）基本原理：目前

21、化工分部使用的分批再起動裝置是深圳市亞特爾科技有限公司生產(chǎn)的FZQD-Ⅲ型電機分批再起動裝置。裝置在正常運行時實時監(jiān)測電網(wǎng)電壓和電機的運行狀態(tài)，當系統(tǒng)電壓低于跌落電壓設定值，接觸器釋放，電機跳停，系統(tǒng)電壓在設定的允許失電時間內(nèi)恢復至恢復電壓設定值，分批再起動裝置按預先設定的次序分批再起動要求再起動的電機，從而保證生產(chǎn)過程連續(xù)進行。如電網(wǎng)晃電的時間超過設定的允許值，則不再發(fā)出再起動指令,因為這時電機再自起動已沒有什么意義，甚至會引起次生事

22、故。電機狀態(tài)檢測和自起動信號的發(fā)出采用同一條兩芯電纜，只需并接在接觸器自保持節(jié)點的兩端，接線簡單、工作可靠。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,亞特爾FZQD-Ⅲ型電機分批再起動裝置,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（2）典型接線圖（下圖為FZQD-III裝置與現(xiàn)場的接線簡圖）,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,X1～X12共12組端子組，每組端子組有16個端子（對應一塊輸出板），總共192個端子，可接入96臺接觸器的

23、自保持節(jié)點信號。母線電壓按順序引入X13端子組的9～24號端子，25號和26號端子為本柜工作電源。,,（3）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：電機在晃電情況下能按照參數(shù)的設置進行分批再起動；裝置可記錄歷史發(fā)生的“晃電”時間及電機的累計運行時間、顯示電機的運行狀態(tài)。再起動電機批次可在1～16內(nèi)任意整定，每批內(nèi)再起動的電機數(shù)目可在1～96內(nèi)任意整定。首批再起動的時間可在0～25.5秒范圍內(nèi)任意整定，整定級差0.1秒。每批再起動的時間間隔可在0～25.5秒

24、范圍內(nèi)任意整定，整定級差0.1秒。當實際電壓高于快速再起動電壓設定值時，再起動時間自動縮短一半。缺點：再起動柜動作后，只能在事件顯示屏中找到裝置是否有動作的記錄，無法查找出有多少臺、是哪些電機進行了再起動？這些需要通過后臺通訊上傳截圖才能做出進一步的分析。難以完成設備試驗，且裝置出現(xiàn)故障時影響面大。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（4）參數(shù)含義：Vs：低電壓值（當母線電壓低于該值時裝置判斷為晃電）；Vh：恢復電壓值（當母

25、線電壓恢復到高于該值時裝置允許再起動）；Vf：快速再起動電壓值（當母線電壓恢復到高于該值時裝置自動縮短一半再起動時間）；Tmax：晃電允許時間（當晃電時間超過該值時裝置閉鎖，不再發(fā)出再起動信號）；,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,4.控制電源改UPS電源（1）基本原理：在低壓配電柜里構建獨立的控制電源配電系統(tǒng)，由UPS給電機控制回路提供電源。在系統(tǒng)發(fā)生短時的晃電時，接觸器的線圈能夠依靠UPS提供的可靠電源正常工作，保持主

26、觸頭的吸合，避免了由于晃電引起的電機停機甩負荷事故。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（2）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：可以解決有電機運行信號參與工藝聯(lián)鎖、需要0s啟動的電機防晃電問題，且結構簡單，抽屜里的二次控制回路改造簡單，由于UPS可支持冗余技術，即用多臺UPS給共同的負載供電，可以保證系統(tǒng)更高可靠性的要求。應用范圍廣，不僅可以應用在電機控制回路上，對于變頻器等設備的控制回路也可以應用。缺點：UPS價格貴、成本高、維護工作量大；

27、只適用于有工藝聯(lián)鎖停機的電機控制回路，當UPS總輸出有故障時將影響全部改UPS電源的電機。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,5、FS接觸器(1)基本原理：FS接觸器在電源正常狀態(tài)下，接觸器的啟動和停止與常規(guī)接觸器一樣，F(xiàn)S接觸器的控制模塊處于儲能狀態(tài)，當有“晃電”發(fā)生，電壓降到接觸器的維持電壓以下時，控制模塊開始工作，以儲能釋放的形式保持接觸器繼續(xù)吸合。當電源電壓恢復后，控制模塊又轉入儲能狀態(tài)。FS接觸器線圈有三根線，分別是

28、A1、A2、A3，A3主要是用于判斷電源是否發(fā)生晃電，如果A3未監(jiān)測到有晃電，則接觸器的釋放不會延時。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,FS接觸器,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,控制模塊,,(2)典型原理圖：,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（3）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：控制模塊使用了特殊的電源轉換部件，使得FS接觸器的體積和安裝結構保持了原有的特征，另外它不依賴輔助工作電源和輔助機械裝置，因而體積和一般接觸器一樣，

29、控制器附加在接觸器側面，體積小。利用電源儲能的原理，實現(xiàn)延時釋放。新型FS接觸器與常規(guī)接觸器接線相比僅需增加A3點接電源，改造方便。缺點：FS接觸器在長時間工作后，控制器故障率較高，當控制器出現(xiàn)故障后會導致接觸器無法吸合或接觸器吸合不好等問題，且當控制回路存在感應電壓時，接觸器無法正常釋放。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,6.永磁接觸器（1）基本原理：永磁交流接觸器是利用磁極的同性相斥、異性相吸的原理，用永磁驅動機構取代

30、傳統(tǒng)的電磁鐵驅動機構而形成的一種微功耗接觸器。安裝在接觸器聯(lián)動機構上極性固定不變的永磁鐵，與固化在接觸器底座上的可變極性軟磁鐵相互作用，從而達到吸合、保持與釋放的目的。軟磁鐵的可變極性是通過與其固化在一起的電子模塊產(chǎn)生十幾到二十幾毫秒的正反向脈沖電流，而使其產(chǎn)生不同的極性。根據(jù)現(xiàn)場需要，用控制電子模塊來控制設定的釋放電壓值，也可延遲一段時間再發(fā)出反向脈沖電流，以達到低電壓延時釋放或斷電延時釋放的目的。,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,

31、,,,永磁接觸器（維普）,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,(2）典型接線圖：,三、目前我們在用的抗晃電技術介紹,,,,（3）優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：永磁交流接觸器合閘保持依靠的是永磁力，而不需要線圈通過電流產(chǎn)生電磁力來進行合閘保持，只有電子模塊的0.8mA—1.5mA的工作電流，故節(jié)電效果明顯，同時線圈無溫升。不受電壓波動的影響，避免了帶電運行時電壓降低所造成的跳閘和燒壞線圈、觸頭現(xiàn)象。缺點：接觸器線圈吸合與釋放均由電子模塊控制，