安科瑞劉鴻鵬

摘要

晃電問題在配電系統(tǒng)中常見，尤其在工業(yè)領(lǐng)域，對(duì)半導(dǎo)體制造、石化、電力電子等行業(yè)影響尤為嚴(yán)重?？够坞姳Ｗo(hù)裝置能夠有效減少電壓驟降或短時(shí)中斷對(duì)設(shè)備的影響，提高供電可靠性。本文分析了晃電的成因及危害，介紹了抗晃電技術(shù)的主要解決方案，包括接觸器保護(hù)、變頻器再啟動(dòng)及軟啟動(dòng)器抗晃電功能，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，探討抗晃電保護(hù)裝置的工程應(yīng)用價(jià)值。

1. 引言

晃電，即電壓暫降或短時(shí)中斷，是指電網(wǎng)電壓因故障、負(fù)荷突變或雷擊等原因瞬時(shí)下降但未全中斷的現(xiàn)象。根據(jù)GB/T 301372013和GB/T17626.112008標(biāo)準(zhǔn)，晃電可導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作、自動(dòng)化生產(chǎn)線停工，甚至帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。為了應(yīng)對(duì)這一問題，抗晃電保護(hù)裝置被廣泛應(yīng)用于工業(yè)配電系統(tǒng)。

 2. 晃電的成因及危害

 2.1 晃電的成因

 2.2 晃電的危害

晃電對(duì)不同用戶的影響差異較大：

普通民用建筑：影響較小，用戶可能察覺不到。

工業(yè)敏感設(shè)備（半導(dǎo)體制造、數(shù)控設(shè)備、變頻電機(jī)等）：晃電可能導(dǎo)致生產(chǎn)線停工，造成設(shè)備誤操作或無序重啟，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

造成敏感用戶的長(zhǎng)時(shí)間停產(chǎn)

電壓暫降幅值和持續(xù)時(shí)間超過，敏感負(fù)荷的關(guān)鍵控制設(shè)備的耐受能力時(shí)， 會(huì)影響正常工作。使其停止工作或在電壓恢復(fù) 時(shí)自我重啟動(dòng)， 從而引起由它們控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線停止工作， 甚至無序重啟。

電壓暫降會(huì)造成接觸器或保護(hù)回路等動(dòng)作跳閘， 引起電機(jī)等主要用電設(shè)備停止工作。

短時(shí)中斷可造成系統(tǒng)和用戶短時(shí)間的電力中斷。

電力用戶的生產(chǎn)流水線一旦由于電壓波動(dòng)而被迫停運(yùn)， 不但正在流水線上被加工的產(chǎn)品報(bào)廢， 生產(chǎn)線也需要重啟動(dòng)，  從而造成至少數(shù)小時(shí)的生產(chǎn)停頓。這和非計(jì)劃停電又恢復(fù)供電的重新啟動(dòng)沒有區(qū)別。

給敏感用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失

電壓暫降導(dǎo)致用戶需要長(zhǎng)時(shí)間的清理現(xiàn)場(chǎng)和設(shè)備重啟， 每次事件給用戶帶來的經(jīng)濟(jì)損失和危害十分嚴(yán)重。且無法保障 安全生產(chǎn)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，90%以上的電能質(zhì)量問題與電壓驟降有關(guān)，因此，抗晃電治理已成為配電系統(tǒng)的重要研究方向。

2.3 低壓敏感設(shè)備

 3. 晃電的治理

從理論上來說，在任何一級(jí)設(shè)備上治理都可以改善電能質(zhì)量 ，而花費(fèi)的費(fèi)用與時(shí)間卻不同。

電壓驟降從電力供應(yīng)源頭治理到整條生產(chǎn)線的治理、設(shè)備級(jí)的治理，再到設(shè)備控制級(jí)的治理，治理費(fèi)用以數(shù)量級(jí)的比例下降。因此從治理成本及有效性來說 ，更提倡在設(shè)備末端進(jìn)行治理，甚至是深入到設(shè)備內(nèi)部的電氣控制元器件處治埋。越是靠近未端進(jìn)行治理，所花費(fèi)成本越少，亦能達(dá)到同樣的治理效果

因此，治理的關(guān)鍵就在于解決低壓系統(tǒng)敏感設(shè)備的晃電問題

4. 抗晃電保護(hù)裝置及解決方案

交流接觸器作為電動(dòng)機(jī)回路重要的控制元件，在工業(yè)生產(chǎn)中承擔(dān)了重要的作用。雷擊、 短路重合閘、電網(wǎng)故障、大功率設(shè)備啟動(dòng)等原因引起的電壓跌落（晃電）現(xiàn)象嚴(yán)重影響接觸 器的正常工作，并引起相關(guān)聯(lián)鎖設(shè)備停機(jī)，給企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 安科瑞 ARD-KHD-S03 系列抗晃電裝置，具備 “晃電保持+晃電再起動(dòng)”功能，能夠 抵御接觸器控制回路晃電引起的接觸器釋放（不包括直流接觸器或帶節(jié)能功能的接觸器）， 也可以針對(duì)變頻、軟起回路實(shí)現(xiàn)再啟動(dòng)，保障設(shè)備的連續(xù)性運(yùn)行，為企業(yè)生產(chǎn)保駕護(hù)航。

4.1 型號(hào)規(guī)格

注：1、本產(chǎn)品用于帶節(jié)能功能的接觸器時(shí)可實(shí)現(xiàn)晃電再啟動(dòng)功能； 

       2、用于變頻、軟起回路時(shí)，不用選擇接觸器電流規(guī)格。

動(dòng)作邏輯

4.2 典型電機(jī)回路

接觸器特性

抗晃電裝置的設(shè)計(jì)思路是通過保持負(fù)載電壓穩(wěn)定，或在晃電發(fā)生后快速恢復(fù)供電。常見的治理方案包括：

4.1 接觸器抗晃電方案

接觸器是低壓電機(jī)回路中的核心元件，常見的晃電治理方案包括：

UPS供電：為關(guān)鍵負(fù)載提供持續(xù)電源，但成本較高。

防晃電接觸器：使用帶防晃電功能的接觸器，在短時(shí)間晃電時(shí)維持吸合狀態(tài)。

再啟動(dòng)控制：采用電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等裝置，在晃電恢復(fù)后自動(dòng)重啟。

抗晃電裝置：專用模塊保持接觸器吸合，防止因短時(shí)電壓下降而跳閘。

4.2 變頻器抗晃電方案

變頻器是工業(yè)設(shè)備的重要組成部分，其常見抗晃電策略包括：

UPS供電：確保變頻器在晃電期間持續(xù)工作。

變頻器自啟動(dòng)：晃電恢復(fù)后自動(dòng)重啟。

直流支撐技術(shù)：利用變頻器內(nèi)部?jī)?chǔ)能維持短時(shí)運(yùn)行。

控制電路失壓再啟動(dòng)：防止控制電路斷電導(dǎo)致變頻器停機(jī)。

4.3 軟啟動(dòng)器抗晃電方案

軟啟動(dòng)器主要用于大功率電機(jī)，其抗晃電方法類似于變頻器：

緩沖啟動(dòng)電流，減少電網(wǎng)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。

內(nèi)置抗晃電模塊，確保短時(shí)電壓下降時(shí)電機(jī)不會(huì)斷電。

4.4 接觸器回路常見晃電治理方案

UPS供電-通過UPS保障電源側(cè)供電

防晃電接觸器-采用帶防晃電功能的接觸器

再起動(dòng)控制-通過電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等設(shè)備在二次控制回路彌補(bǔ)

抗晃電裝置-通過專用模塊對(duì)接觸器進(jìn)行保持和控制

5. 方案對(duì)比

6. 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖

結(jié)論

抗晃電保護(hù)裝置在配電系統(tǒng)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，可有效減少電壓驟降對(duì)設(shè)備的影響，提高工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。針對(duì)不同負(fù)載類型，應(yīng)選擇合適的抗晃電方案，例如接觸器抗晃電、變頻器自啟動(dòng)或軟啟動(dòng)器抗晃電功能。未來，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，抗晃電技術(shù)將在電能質(zhì)量治理中發(fā)揮更大作用。