企業晃電影響及抗晃電解決方案

摘要：企業由于外部電網或內部供電網絡故障或異常，造成非正常停電、電壓大幅波動或短時斷電（俗稱“晃電”）的情況屢見不鮮。本文對低壓系統提出三種抗晃電解決方案，并做出比較，對解決同類問題具備一定的指導意義。

關鍵詞：抗晃電；低壓綜保；再起動

“晃電”指的是電網因雷擊、對地短路、重合閘、設備起動、發電廠故障及其他原因造成電網電壓短時失壓、電網電壓短時大幅度波動、短時斷電數秒等的電能質量事件。對于連續型生產企業，尤其是石化、冶金企業，重要設備往往和整個工藝生產流程是連鎖的，因晃電而造成非計劃停機往往會造成設備停運或空轉、工藝流程中斷或廢品產生，甚至會使整個生產線癱瘓，進而導致非常大的經濟損失，有時還會對操作人員的人生安全造成威脅。

1.晃電的影響

因高壓系統的斷路器都有機械閉鎖等功能，再加上高壓備自投的可靠保證，所以本文只針對工廠里低壓系統做相關研究。

對于低壓系統，其低壓開關柜的配出主要有直配的開關柜和帶交流接觸器的開關柜。因此晃電的影響本文就從這兩個方面說起。而對其負荷的性質和重要性就不在此敘述了。

1.1 晃電對直配開關的影響

一般低壓直配開關所帶的負載中間都會有另外一個設備，如變頻器，照明盤，EPS等，其影響最大的后果最嚴重的應該是變頻器。

變頻器由整流器和逆變器兩部分組成，一般的變頻器都具有過壓、失壓以及瞬間停電的保護功能。一旦失壓（一般指電壓下降到額定電壓的 70%）或停電，變頻器會檢測其電壓下降速度，如果在晃電比較厲害的情況下，變頻器保護動作作用其出口跳閘。

1.2 晃電對帶交流接觸器的開關的影響

交流接觸器在企業低壓系統中應用非常廣泛，而且占了整個低壓開關里的90%以上。由于工作原理的特點，當電網出現晃電時，會造成其操作線圈短時斷電或電壓過低，導致線圈對鐵心的吸力小于釋放彈簧的彈力，接觸器釋放或者工作在臨界彈跳區，在特定的工作環境下（如石化等連續性生產企業），這些情況都是不允許的。

2.抗晃電幾種解決方案

目前，相關企業保證供電可靠性的主要辦法是400V系統采用主、備電源供電，再輔以備用電源自投裝置?？紤]到對一般工業企業而言，負荷要求不高，不考慮高壓備自投的時間配合及備投時間等原因，低壓備自投裝置已經可以滿足要求。而在石化、冶金等要求連續供電的企業，備自投的使用效果并不理想。原因主要是這些企業一般負荷以異步電動機為主，磁場能量、轉動慣量都較小，母線失電后殘壓下降速度比高壓電動機快，加上接觸器操作線圈電源一般接自工作母線本身受到故障的影響，因此，備自投雖然動作成功，但母線電壓已遠遠低于70%，低壓接觸器、變頻器已開始陸續脫扣或停止工作的情況。因此解決抗晃電問題，關鍵必須采取配套技術措施解決接觸器可能提前脫扣的問題。

這也是本文重點考慮的角度，針對比例非常高的交流接觸器設備，我們提出如下幾種方案。

2.1 UPS 抗晃電方案

將接觸器控制回路改造為由UPS供電后，一旦晃電發生，UPS能夠將接觸器控制線圈的電壓保持一段時間，則當快切合上備用電源時，即使電壓已下降較多，但因控制線圈電壓得以保持，因此，接觸器不會脫扣，電動機可直接恢復運行。UPS給接觸器線圈供電需要有一個設定時間，如超過所設時間，則電動機不再重起。實現辦法是增加一個時間繼電器，并將其輔助觸點串接在接觸器操作回路中，當延時時間達到設定值則其輔助觸點斷開接觸器操作回路。

圖1：在線式 UPS 工作原理框圖

在電網電壓工作正常時，給負載供電，同時給儲能電池充電；當市電欠壓或突然掉電時，UPS電源開始工作，由儲能電池給負載所需電源，維持正常的生產，從電網供電到電池供電沒有切換時間；當由于生產需要，負載嚴重過載時，由電網電壓經整流直接給負載供電，并在負載正常時自動返回。

當低壓系統發生晃電時，接觸器的線圈能夠依靠 UPS提供的可靠電源正常工作，保持主觸頭的吸合，避免了電機停機甩負荷事故。另外，當配電柜的主母線失電，超過一定的時間后，系統則根據二次控制部分設定斷開輸出，避免電壓回復后事故的發生。

2.2選用電源延時模塊或抗“晃電”接觸器方案

交流接觸器在低壓電動機控制系統中應用非常廣泛。產生晃電故障而導致電壓下降到接觸器最低吸合電壓時，接觸器均會斷開。一般有幾種方式可對接觸器進行改造。

圖2：不帶晃電交流接觸器控制電路

1）抗晃電交流接觸器

晃電出現時，接觸器不會即釋放，也不要工作在臨界彈跳區，這就要接觸器能夠避開這些情況的出現，具有延時釋放/避開彈跳區的接觸器被稱為抗晃電接觸器。

圖3：帶晃電功能的交流接觸器控制電路

2）原有的交流接觸器上增加延時模塊

在一些改造類項目中，可在接觸器上直接加裝延時模塊來實現其抗晃電功能。電源延時模塊是一種儲能模塊，使用時串在接觸器控制回路中。

圖4：帶延時模塊的交流接觸器控制電路

3）再起動技術

同樣在一些改造類項目中，也可在部分真空接觸器上加裝再起動控制線路。

圖5：帶再起動功能的交流接觸器控制電路

2.3 采用具有欠壓再起動功能的低壓綜保的方案

低壓微機電動機保護在工業企業已經得到了廣泛使用。與熱保護繼電器相比，微機綜保的功能有大幅度增加，保護精度也有很大提高，特別是其豐富的控制功能受到了廣大電氣技術人員的青睞，欠壓再起動功能便是

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