电动机保护器在化工行业抗晃电中的应用

时间：2014-11-17

作者：安科瑞电气股份有限公司

王志南¹ 赵波²

（1. 中国寰球工程公司辽宁分公司，辽宁抚顺 113006）

（2.安科瑞电气股份有限公司，上海 201801）

摘要

介绍目前常用的抗晃电措施，着重介绍使用电动机保护实现抗晃电的方法。

关键词

ARD；电动机保护器；抗晃电；JB/T 10736

0 引言

“晃电”指的是电网因雷击、对地短路、重合闸、设备起动、发电厂故障及其他原因造成电网电压短时失压、电网电压短时大幅度波动、短时断电数秒等的电能质量事件。化工企业对系统供电可靠性的要求较高，一旦出现供电系统晃电，会引起保护设备欠压误保护、生产设备意外停机，致使生产线瘫痪、事故扩大，导致非常大的经济损失，甚至对操作人员的安全构成威胁。

1常用的抗晃电的措施

1.1 UPS抗晃电系统

DCS、PLC等控制系统的工作电源由UPS电源接入，实现抗晃电的目的。在线式UPS 工作原理如图1 所示，电网正常工作时，给负载供电，同时给储能电池充电；当市电欠压或突然掉电时，UPS电源开始工作，由储能电池给负载供电。

图1 在线式UPS工作原理

系统发生晃电时，接触器的线圈依靠UPS供电正常工作，保持主触头的吸合，避免晃电造成电机停机；当母线失电过一定的时间后，根据二次控制部分设定的时间断开输出，避免电压恢复后事故的发生。其控制接线图如图2 所示。

图2 UPS控制接线图

1.2 DC-BANK 抗晃电系统

变频器抗晃电有如下方法：

（1）取消变频器低压保护设置，设置快速重起动。该方法缺点是关键电机的停止、重起会影响生产的连续性和造成次品增加，另外低压往往会表现为变频器的过流保护，而取消过流保护会增加变频器本身损坏隐患，因此，这种方式在连续性生产要求较高的石化企业很少使用。

（2）DC-BANK系统，主要应用于变频电机和PLC/DCS 供电系统。电网正常时变频器由交流母线供电，DC-BANK 系统处于热备状态；电网晃电或备自投切换时，电网电压下降，转换成由DC-BANK 向变频器的直流母线供电，变频器保持正常工作。其工作模式如图3，单台控制逻辑图如图4 所示。

图3 DC-BANK系统工作模式

图4 DC-BANK系统单台控制逻辑

1.3 电动机的抗晃电措施

交流接触器广泛使用于低压电动机控制系统中，常用电机控制电路如图5 所示，晃电发生后接触器断开，会使电动机停转。

图5 电机控制电路

电动机抗晃电主要为接触器抗晃电，交流接触器的抗晃电方法：

（1）采用抗晃电接触器（具有延时释放/避开弹跳区的接触器），晃电出现时接触器不立即释放,也不工作在临界弹跳区，其安装接线如图6所示。

图6 抗晃电接触器接线图

（2）在原有的交流接触器上增加延时模块，控制电路如图7 所示。

图7 增加延时模式的控制电路

（3）加装再起动控制器，起动控制线路如图8 所示。

图8 加装再起动控制器的控制线路

（4）使用带有抗晃电功能的电动机保护器。电动机保护器具有过载、断相、不平衡、堵转、阻塞、起动时、过压、欠压、接地、漏电等保护功能；具有电流测量、电压测量、频率测量、功率测量等测量功能；具有起动控制、抗晃电功能、失压重起等控制功能；具有4-20mA DC变送输出，MODBUS、PROFIBUS通讯功能。安科瑞ARD系列电动机保护器抗晃电控制回路（保护模式）见图9所示。

图9 ARD系列电动机保护器抗晃电控制回路（保护模式）

工作原理如下：95-96接点作为保护接点，保护器上电后处于常闭状态，当出现故障或辅助电源断电后变为常开状态；7-8接点同起动按钮SB2并联，出现晃电后7-8吸合维持控制回路处于起动状态，电压瞬间后可执行重起功能。

采用直接起动方式的抗晃电控制原理如图10所示，95-96接点功能同图9，7-8接点为起动控制继电器，保护器接收到SB1发出点动起动信号后，7-8吸合并自保持，接触器KM线圈得电接通电机主回路；保护器接收到SB2发出点动停止信号后，7-8输出断开，接触器KM线圈失电，断开电机主回路；发生晃电后，线圈KM失电，电机主回路被切断，保护器根据晃电时间长短自动选择执行“立即重起动”，“分批延时自起动”或“禁止起动”。

图10 采用直接起动方式的抗晃电控制原理

电动机保护器行业标准（JB/T 10736）中对抗晃电（失压重起）功能描述要求：“具有欠电压（失压）重起动保护功能的保护器，因主电路欠电压故障或失压停车，若在“立即重起动时间”内电压恢复至正常（允许重起动设定值以上）时，保护器可使电动机立即恢复至电动机停车前的运行状态（不经过起动延时、降压等过程）；若过“立即重起动失压时间”而在“延时重起动延时时间”设定时间内，电压恢复至欠电压（失压）重起动设定值以上，则电动机按“延时重起动延时时间”延时起动（与正常起动的过程相同），延时时间允许误差为±10%；若过“延时重起动延时时间”后电压恢复，则电动机不再自动重起动，恢复电压值误差不大于±10%。”

2 电动机保护器抗晃工作原理及相关参数的设置

以安科瑞ARD系列电动机保护为例。为实现抗晃电功能，电动机保护器需带有抗晃电模块，将交流电输入接在抗晃电模块的输入端，抗晃电模块的输出接到电动机保护器的辅助电源输入端，电动机保护器的电压测量信号取自接触器上级，防止晃电时接触器脱开，无法测得恢复电压。线路正常供电时抗晃电模块的内部储能装置处于储能状态，晃电期间由抗晃电模块储能设备向电动机保护器供电，维持电动机保护器正常工作。当系统电压恢复到“重起动电压”后，电动机保护器对晃电持续时间进行判断，时间小于“立即重起动失电时间”立即吸合“输出继电7-8起动电动机；晃电时间长于“立即重起动失电时间”，而小于“允许失电时间”，执行延时重起动；晃电时间长于“允许失电时间”，不执行起动。

电动机保护器可以实现晃电立即重起动、失压延时重起动、失压时间过长闭锁起动，并且带有过载、断相、堵转、阻塞、过压、欠功率等全面的保护功能，可以确保电动机的平稳运行，并减少系统投资，在化工行业使用具有实际意义，相关参数的设置见表1说明。

表1 相关参数设置

参数	范围	说明
重起动电压	（75%-95%）Ue	Ue为系统额定电压。系统电压恢复到此设定值后认为晃电结束电压恢复。
立即重起失电时间	(0.1-0.5）s	通常说的晃电时间，晃电时间短，恢复后可立即重起。
允许失电时间	(0.5-10）s	大失电/失压时间，出此时间不执行起动，大于立即“重起失电时间”小于此时间执行分批重起动，防止电机同时造成电网冲击。
重起延时	(1-60）s	分批重起延时时间，不同电机设定不同延时时间防止电机同时重起，冲击电网。

3 结束语

介绍了几种常见的晃电处理方法，着重介绍电动机保护器实现抗晃电的方法。

文章来源：《自动化应用》2014年6期

参考文献：

[1]陈琳,严金云.石化企业抗晃电影响及抗晃电措施[J].电气技术,2012(10):72～74.

[2]孙伟森.石化化工装置抗晃电措施的探讨[J].电工技术,2003(9):82～84.

[3]梁永胜.抗“晃电”措施在石化企业中的应用[J].电气时代,2007(11):78～80.

[4]周立宏.低压电动机在再起动装置的改进[J].电气时代,2004(9):126～127.

[5]宋玉才，何国平.防晃电技术再石油化工企业中的应用[J].电气时代,2007(7):73～75.

技术咨询：
杨馨，女，本科，安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电，Email: 安科瑞@手机： QQ:安科瑞

18702111791

词条
词条说明
浅谈IT隔离电源系统在医院低压配电箱中的应用
【摘要】参考国外及国际对医疗领域的相应标准，结合我国有关的规范%标准，对手术室等处的供配电系统作出了探讨；论述了ＩＴ配电系统在医院的应用范围；分析了ＩＴ系统接地故障的特点；提出了医院手术室ＩＴ电源系统的基本配置。【关键词】手术室配电系统；故障；绝缘监视；漏电0引言 *近，本院就北部分院的两百多个配电箱进行了招标。经汇总后，发现手术室、ＩＣＵ、急诊
可成科技厂房改造为生物医药产业园宿舍改造项目远程预付费系统的设计与应用
杨馨安科瑞电气股份有限公司上海嘉定安科瑞电气是一家为环保评估、环保检测、环保设备分表计量、环保设备用电监测等项目服务的企业。摘要：介绍可成科技厂房改造为生物医药产业园宿舍改造项目远程预付费系统，采用智能预付费仪表进行远程分合控制，达到预付费使用功能。系统采用现场就地组网的方式，组网后通过现场总线通讯并远传至后台，通过Acrel-3200型远程预付费电能管理系统实现配电回路用电的收费和能效管理。&
金华电能管理系统生产厂家
金华电能管理系统生产厂家随着社会的不断发展和科技的进步，能源管理逐渐成为各个行业关注的焦点。而电能作为为常见和重要的能源形式之一，对于企业、工厂和机构来说，如何有效管理电能成为一个亟待解决的问题。在这个背景下，电能管理系统应运而生，作为一种集成了电能监测、分析和优化的智能化解决方案，为各类用户带来了诸多便利和效益。作为金华地区的一家电能管理系统生产厂家，我们致力于为客户提供高质量、可靠的产品和解决
浅谈矿井电网选择性绝缘在线监测技术研究
摘要：通过研究单相漏电时零序电压的变化规律，研究了矿井电缆绝缘下降检测方法及动力电缆附加低频信号取样技术，结合常规漏电保护技术，开发了动力电缆绝缘参数在线监测系统及配套软件，实现了对矿井低压供电系统每一分支电缆的绝缘在线监测，达到选择性漏电保护的目的。关键词：矿井电网；绝缘下降；电缆监测；漏电保护；低频信号0引言漏电故障是由于带电导体对地绝缘下