防晃电

根据晃电持续时间短、电压波动范围大等特点，已经出现了各种防晃电技术，并在一定程度上得到了具体的应用。现有的几种防晃电技术：

1、分批自启动技术

1、早期的电动机自启动采用的是通过断电延时时间继电器来实现的，失电时，时间继电器延时断开，如果在整定时间内电压恢复正常，时间继电器的延时触点将使电动机启动回路接通，电机重新启动。其原理简图如图一：

图一

其缺点就是控制线路复杂，时间很难做到同步，只能控制单台设备，目前石化企业基本上已全部取消了这种控制方式。

2、由PLC控制的分批自启动

电动机顺序控制启动系统的核心为一套可靠的PLC（可编程控制器），整个系统的控制逻辑是在系统运行前已输入至PLC的CPU模块的RAM存储区，并由一粒3.6V的锂电池维持PLC失电后程序和数据的记忆。该系统可对电动机在电网晃电恢复后，按照设定程序对被控电动机群按批次排序实现连续快速自动再启动。其原理为：

图二

电压变送器将母线电压转换为0～20mA直流信号，输入单元将直流信号转换为数字信号，最后送给CPU模块计算比较，判断电压是否正常。控制单元完成采集母线电压和电动机状态后进行逻辑判断，接受操作指令，顺序输出各电机启动命令，执行单元接受控制单元指令，执行顺序启动电机任务。

由于其功能强大，可以设置几十甚至上百台电动机的顺序启动，并且操作维护方便可靠，在石化企业得到较广泛的应用。经过多年的实际运行，能防止 95％以上的晃电影响的跳闸。这种防晃电措施主要应用在电动机负荷较集中的变电所，对于电动机负荷较分散的变电所，从经济性考虑就不太适用。

2、采用专门的抗晃电交流接触器

某石化企业在一次晃电事故中，由于水源地深井电动机、油品装置电动机（负荷较分散）未采取防晃电措施，导致对生产的较大影响，所以一直想解决该问题。经过选择与比较，找到了具有多项国内专利的利用电源储能原理的FS防晃电接触器。

FS系列抗晃电接触器采用双线圈结构，吸合速度快，动作特性较好。接触器再吸合或释放时干净利落，无有害的抖动。电源正常状态下，控制模块（A3）处于储能状态。接触器的起动和停止与常规接触器一样，当有“晃电”发生使电压降到接触器的维持电压以下时，控制模块开始工作，以储能释放的形式保持接触器继续吸合。

当电源电压恢复后，控制模块又转入储能状态。该控制模块使用了特殊的电源转换部件，使得FS接触器的体积和安装结构保持了原有的特征。在我厂主要应用于远离厂区的水井群以及油品装置等相对比较分散的地方，经过实际运行效果不错，可以有效防止因低电压引起的电动机跳闸现象。其接线原理图如图三:

图三

3、TPM-MD延时节能模块

TPM-MD型模块不仅具有延时功能，还有节能效果，其控制原理和功能接线如图四：

图四

通电时交流电经过整流变为直流电，使接触器可靠有力的吸合，然后通过控制部分把比较高的直流电压转换为由开关电源提供的直流低电压小电流，继续维持接触器的吸合，大大降低了接触器的功耗，如果发生晃电，控制部分按照设定好的延时时间去控制开关电源向接触器继续供电，实现延时脱扣。

此模块尺寸小巧，可在抽屉式低压柜中采用导轨式安装，线路改造简便，不用更换接触器，节能效果明显（经实测，节能在70％以上），其在我厂还处于试用阶段，如果使用情况良好的话，可进行大面积推广。

4、采用节能型交流接触器

一般交流接触器的吸合电压范围在85％～110％Ue，释放电压在30～70％Ue左右，而节能型交流接触器的释放电压相对较低，最低可达到20％Ue，采用此类接触器可防止相当一部分电压下降引起的晃电影响。但节能型接触器对于电源短时中断的现象缺无能为力，因此在防晃电功能上没得到较为广泛的应用。

5、动力UPS（MUPS）

主要针对使用变频器控制的设备，它是针对于低压电动机群的理想不间断电源系统。MUPS它不同于一般概念的UPS电源，普通UPS不加变频器带电机启动，设计容量是电机功率的5～7倍，普通UPS加变频器带电机起动，设计容量是电机功率的2～3倍，而MUPS容量只需电机功率的1倍即可；其次是结构更加简单可靠，系统未用常规UPS向变频器提供交流电源，而MUPS向变频器提供直流电源。从而减少了AC/DC、DC/AC 两次变换，硬件减少，可靠性提高。

常规UPS整流充电器既要对电池充电，还须向逆变器提供额定直流功率，而MUPS充电器只对电池充电，其功率仅为常规UPS的10%左右，成本低，可靠性高。MUPS是基于VVVF（变频器）及DC-BANK（直流支撑系统）的组织架构，一套DC-BANK可以同时支持多台乃至上百台电动机在电网晃电、停电时无间断工作。

动力UPS可以在电网晃电时给变频器直流母线提供电压补偿，使其电压不至于瞬间跌落，从而维持变频器的正常运行。其原理如图五所示。

图五

一般通用变频器都具有断电后自动起动、捕捉再起动及故障后自动再起动功能，大部分场合下通常使用变频器的本身这些功能进行调节控制电动机，而不加装MUPS。

（摘编自《电气技术》，原文标题为“防晃电技术及其在石油化工企业中的应用”，作者为宋玉才、何国平。）

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