安科瑞 陳聰

1.前言

隨著用電設(shè)備的技術(shù)更新，特別是數(shù)字式自動控制技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用，如變頻器、PLC、自動化生產(chǎn)線以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等用電設(shè)備的大量使用，對供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量提出了更高的要求。短時(shí)間的電壓降低就可能導(dǎo)致用電設(shè)備停運(yùn)，使企業(yè)遭受巨大的經(jīng)濟(jì)損失。電壓暫降及短時(shí)中斷已成為歐美發(fā)達(dá)國家面臨的較為重要的電能質(zhì)量問題，在我國的工業(yè)企業(yè)中，這類問題的影響也越來越突出。

關(guān)鍵詞：電壓暫降；晃電；電機(jī)保護(hù)

2.電壓暫降的危害

晃電學(xué)名為電壓暫降(voltage sag/dip)，是指供電電壓合理值在短時(shí)間內(nèi)突然下降之后又恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)的現(xiàn)象。對于電壓暫降的指標(biāo)，國際上至今尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)定義。國際電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）將電壓暫降定義為供電電壓合理值下降到額定值的90%～10%，持續(xù)時(shí)間為10ms～1min；國際電工委員會（IEC）將其定義為下降至額定值90%～1%，持續(xù)時(shí)間為10ms～1min。

一些對電壓驟降非常敏銳的用戶及設(shè)施 (例如：半導(dǎo)體行業(yè)、電子數(shù)控設(shè)備、變速傳動的電動機(jī)裝置、IT產(chǎn)業(yè)設(shè)備企業(yè)等)一旦發(fā)生電壓暫降，帶來的損失將是巨大的。

接觸器作為低壓配電網(wǎng)絡(luò)的重要控制開關(guān)器件，在企業(yè)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行中承擔(dān)重要責(zé)任。在末端低壓電機(jī)回路，接觸器在電壓跌落期間觸頭可能彈開，并引起相關(guān)聯(lián)鎖設(shè)備動作，導(dǎo)致生產(chǎn)線停車，使企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。對于石油、化工等存在大量連續(xù)生產(chǎn)裝置的行業(yè)來說，晃電產(chǎn)生諸如安全、環(huán)保、廢品、原料浪費(fèi)、產(chǎn)量降低、效益低下等一系列后果。因晃電現(xiàn)象引起的電能質(zhì)量問題近年來愈發(fā)受到用電企業(yè)重視。

3.電壓暫降的不可避免性

造成電壓驟降的原因很多，如電力系統(tǒng)遭受無法預(yù)期的雷擊。動物、外物的誤碰，狂風(fēng)及其他自然環(huán)境因素引起的線路故障，以及電源故障切換所產(chǎn)生的現(xiàn)象等。這些故障所引起的瞬問斷電或電壓驟降是目前電力系統(tǒng)仍無法*避免的，電壓驟降發(fā)生的幾率遠(yuǎn)高于*斷電情況。

電力用戶開始認(rèn)識到一味要求電力公司從供電側(cè)提高供電可靠性對解決電壓驟降意義并不大。從而逐步將焦點(diǎn)放到要求設(shè)備生產(chǎn)商提供的設(shè)備具有良好的抗電壓驟降的性能，并力求從企業(yè)用戶內(nèi)部的設(shè)備著手來解決電能驟降造成的影響。

3.晃電治理

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)備級的治理，再到設(shè)備控制級的治理，治理費(fèi)用以數(shù)量級的比例下降。因此從治理成本及合理性來說，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。越是靠近末端進(jìn)行治理，所花費(fèi)成本越少，亦能達(dá)到同樣的治理效果。

本文介紹安科瑞電機(jī)保護(hù)產(chǎn)品、抗晃電裝置抵御末端設(shè)備晃電的解決方案，合理避免電機(jī)設(shè)備因晃電而停機(jī)停產(chǎn)。

4.解決方案

    當(dāng)前針對末端接觸器的抗晃電解決方案主要分為晃電保持和晃電再啟動兩種。保持式可以通過在線式UPS或者獨(dú)立模塊實(shí)現(xiàn)。采用UPS方式集中電源處理，對UPS的可靠性要求較高，一旦出現(xiàn)問題，會導(dǎo)致整個電源網(wǎng)絡(luò)故障。采取獨(dú)立模塊方式，出現(xiàn)問題式不會影響其他回路的控制電壓，優(yōu)勢更為明顯。再啟動式屬于彌補(bǔ)方案，當(dāng)電壓暫降時(shí)間較長時(shí)，電機(jī)已經(jīng)停機(jī)，可以采用分批延時(shí)再起動電機(jī)方式，避免同時(shí)起動造成系統(tǒng)電壓沖擊。

3.1帶抗晃電功能的電動機(jī)保護(hù)器

針對需要綜合測量、保護(hù)的電動機(jī)回路，可選擇帶抗晃電功能的電動機(jī)保護(hù)器，功能代號“SU"。

保護(hù)器在實(shí)現(xiàn)電參量測量、保護(hù)、控制及通訊組網(wǎng)的同時(shí)，通過內(nèi)置超級電容，在晃電發(fā)生時(shí)為保護(hù)器持續(xù)供電。保護(hù)器繼電器輸出可維持一段時(shí)間（0.0-10.0s可調(diào)）后釋放，期間電壓恢復(fù)，接觸器自動吸合，否則進(jìn)入再起動階段，在預(yù)設(shè)的允許時(shí)間內(nèi)電壓恢復(fù)，起動繼電器延時(shí)閉合，使接觸器重新吸合實(shí)現(xiàn)電機(jī)再起動。通過合理設(shè)置重啟參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)分批延時(shí)再起動。 

典型二次接線圖

產(chǎn)品圖片

ARD3M電動機(jī)保護(hù)器

3.2抗晃電裝置

  針對僅需要實(shí)現(xiàn)抗晃電保護(hù)或者已經(jīng)安裝無抗晃電功能的電動機(jī)保護(hù)器的回路，可選ARD-KHD-S03系列抗晃電裝置。

  ARD-KHD-S03A具備“晃電保持+再起動"功能，發(fā)生晃電時(shí)裝置持續(xù)為接觸器線圈供電，維持其持續(xù)吸合，在此期間電壓恢復(fù)，電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行；超出保持時(shí)間后，接觸器釋放，進(jìn)入“再起動"階段，電壓在設(shè)置時(shí)間內(nèi)恢復(fù)則裝置輸出再起動信號，使接觸器重新吸合，實(shí)現(xiàn)再起動。

裝置具備節(jié)能輸出模式，減少控制回路功耗，降低噪音。

典型二次接線圖

產(chǎn)品圖片

ARD-KHD-S03A抗晃電裝置

結(jié)束語：帶抗晃電功能的電動機(jī)保護(hù)器和ARD-KHD-S03A抗晃電裝置都能合理抵御晃電造成的設(shè)備停車停產(chǎn)，各具優(yōu)勢，且相對于源頭治理，成本更低，針對性更強(qiáng)，是企業(yè)治理抗晃電問題，保障生產(chǎn)連續(xù)性的理想選擇。

參考文獻(xiàn)：

（1） 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊 2020.06

（2） GB 14048.4-2020 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第4-1部分：接觸器和電動機(jī)起動器電機(jī)式接觸器和電動機(jī)起動器(含電動機(jī)保護(hù)器)》

（3） JB/T 10736-2007 《低壓電動機(jī)保護(hù)器》