低压变频器防晃电方案研究

发表时间：2018-10-01T11:32:18.777Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：李自勇

[导读] 摘要：低压变频器的一个特性就是对电网电压波动较为敏感，变频器的非正常停机的现象主要是因为系统电压发生晃电事故。

（荆门石油化工总厂机电仪部三区（电气维修）湖北荆门 448000）

摘要：低压变频器的一个特性就是对电网电压波动较为敏感，变频器的非正常停机的现象主要是因为系统电压发生晃电事故。笔者在研究了低压变频器防晃电直流支撑方案和再起动方案，通过对常用解决方式的分析出现的弊端，提出了相应的对策，在解决低压变频器防晃电方式中，有一定的借鉴作用。

关键词：防晃电；低压变频器；电网安全

晃电形式包括电压在短时间内跌落或越限、电压闪变、电压短时中断、短时间断电等，突然启动大容量用电或供电设备、自然雷击、突发性对地短路、配电网络故障等均可引发晃电。目前电网环网及并网规模正在不断扩大，再加上电力网络中配置的大容量变压器、电机数量日益增加，致使晃电问题频繁发生，低压配电系统及系统中的设备对于晃电的抵御能力较差，应注意运用保护措施防止晃电对配电设备造成破坏。本文探讨了低压变频器防晃电措施，旨在保证配电网络中的低压设备能够维持稳定运行，减少晃电带来的损失。

1.晃电时变频调速电动机跳车原因分析

在实际应用中．不同低压变频器品牌低电压保护限值和控制回路设计不同．导致低压变频器低电压跳闸原因也不同通常变频调速电机低电压跳闸有以下几个原因

1.1低压变频器自身抗晃电能力差

根据运行和事故数据发现不同品牌低压变频器防晃电能力差别很大。通常根据低压变频器自身低电压限值要求和实际需要进行整定表1列出了部分品牌的低压变频器配置和整定情况。际需通过上表及实际运行发现

Siemens（MM430）和ABPOWERFLEX700低压变频器自身抗晃电能力差．电网电压下降幅度超过15％以上，并持续80ms以上，都会导致低压变频器低电压保护动作而跳闸，电机停机。低压变频器自身低电压限值偏低是导致晃电时低压变频器跳闸的原因。2）ABBACS800—04—3—0440系列低压变频器自身抗晃电能力强．在保证低压变频器控制回路不断电、电机辅机不受晃电影响情况、变频电机所带负荷又不大时．短时晃电。电网电压下降幅度不超过低压变频器低电压限值时．ABB变频调速电机不会跳车。

1.2低压变频器柜主接触器跳闸

根据一些电网波动导致系统停车的事故发现．很多跳闸故障电网电压下降在15％～20％持续时间约为lOOms一200ms。故障后低压变频器的主接触器断开．变频器控制电断开，控制盘失电．重新上电复位后变频器控制盘上没有故障记录．低压变频器欠电压故障值为额定值的70％，而实际检测到电网电压降落为15％～20％．判断跳闸不是由变频器的欠电压保护引起．而是低压变频器的主接触器的控制回路在晃电时无法保持正常的控制电压，主接触器跳断，导致低压变频器停车。低压变频器控制板的电源取自主回路．低压变频器的主接触器跳车，控制盘也相应失电．因此低压变频器控制板上查不到故障记录。

1.3低压低压变频器内部参数设置不当

为延长低压低压变频器使用寿命．变频器内部参数出场设置欠电压故障一般不设自动复位晃电时低压变频器会因自身抗晃电能力差而跳车，故障后不能自动复位重启动一次．导致变频调速电机跳闸。

2防晃电措施

2.1针对低压变频器特点运用防晃电技术

为了能够有效防晃电，首先应根据低压变频器的运行特点合理选择防晃电技术，以低压系统中的变频器与UPS设备为例，在实际工作中可以运用以下技术防晃电。

（1）变频器。低压变频器由逆变器及整流器等部件构成，具备瞬间停电保护功能、失压保护功能及过压保护功能，但在晃电比较强烈的情况下，变频器的保护机制将会停止运转。对于能够修改自动保护参数的低压变频器，可以在直接修改欠电压自动滞环宽度及直流参考值的基础上实现防晃电。如变压器的欠压自动保护参数无法修改，应通过调整变频器的再启动工作参数实现防晃电。调整再启动工作参数前应进行试验，确保在主电源晃电故障或晃电隐患消失后低压变频器能够自动实现再启动。如在试验中发现低压变频器启动失败，且重试后启动失败的次数达到3次以上，应注意重新修改启动参数，以保证在晃电消失后低压变频器能够实现自动激活。此外，可以通过技术改造强化低压变频器的防晃电性能，如改造主电路、应用DC-BANK系统等。

（2）UPS。为改善防晃电能力，首先应合理选择UPS容量。确定UPS容量时，需要将接触器的线圈保持功率、吸合功率作为依据，并根据以下公式选择容量及校验容量是否合理，公式为NCONT=[70%SUPS-max（PCONT1，PCONT2，PCONT3，PCONT4，PCONT5，PCONT6???PCONTn）]/PCONT，公式中的70%为接触器带载率，PCONT为保持功率，PCONTn为吸合功率，SUPS为UPS容量。其次，应在防晃电系统中运用安全性能好及可靠性高的UPS，保证UPS具有较强的适应能力，在供电环境变得相对恶劣时也能稳定输出非线性及线性负载。

3 低压变频器防晃电实例分析

3.1 防晃电背景

某低压配电系统中的变频器额定输出电压为 6KV，防护等级为 IP30，可在0℃～40℃的环境下运行，控制电源为 1kV A，过载能力为120%/min，超过 150%时可立即启动保护机制，变频器的输出频率为 0～120MHz，输入频率为 45Hz～55Hz，采用正弦波 PWM 调制技术。在低压电气系统中出现晃电时，该变频器回路中的直流电压可在瞬间跌落，在电压跌落至设定限值时，变频器将自动开启欠电压保护动作。该变频器设定的最低电压值为直流电压的 60%，在运行的过程中无法对电压限值参数进行调整，如电气系统的电压扰动达到 20%左右及持续晃电时间达到 200ms，变频器可自动停机，因此需要应用技术改造方案强化防晃电性能。

3.2 技术措施

在改造变频器时应用了 DC-BANK 系统，该系统的构成部分包括监测单元、执行单元、充电器及电池组。在低压电气系统中的电压处于正常水平时，可将 DC-BANK系统投入使用，接通变频器后，系统中的处理器可发出 PLC 逻辑控制指令，保证变频器正常运转，以模拟量电压及电流启动电动机。在 DC-BANK 系统发出模拟信号之后，变压器可自动闭合防晃电状态节点。如配电系统中发生晃电，且直流母