防晃电技术

KHD-100装置实现原理
厂用电快切装置
• 发电厂或一些用电负荷较大的厂矿企业，为了保证供 电的可靠性，供电负荷至少由两条同步且互相独立的 馈线供电，并装有快速切换装置，在事故情况下由故 障电源快速切换至备用电源，以保证厂用电不失电， 正常切换时保证切换的同时性、快速性。 • 快切与备自投最大的区别就是快切是双向的，即具有 正常工况下备用电源与工作电源间的双向切换，及事 故或非正常工况下工作电源向备用电源的单向切换； 而备自投是单向的，即只能有工作切至备用。 • 另外，快切需要考虑频差、压差、角差等因素。常规 自动切换装置切换时间一般大于300ms，慢的可达1～ 2s，快切装置一般是在30～120ms，最短的切换时间 可达30ms。
方案对比
对比内容 切换速度 接触器状态 KHD-100 < 2ms 不释放 快切装置 >10ms+固有时间 释放（概率性释放） 快 主电路 失压再启 无切换 释放 慢 二次电路
供电恢复速度 快 控制电路 二次电路
• 快切的动作时间典型值一般为30～300ms，该动作速度无法满足接触器的可 靠吸合，根据接触器的释放时间统计，目前接触器的释放时间最快达到了 4ms。 • 失压再启动，作为晃电结束，电源恢复后的补救措施，会引起工艺连锁跳 闸，并由于分批次再启动，造成了一次设备完全恢复生产过程缓慢问题。
KHD-100防晃电装置特点
• 1，完全的旁路原理，接触器正常运行时交流供电， 晃电发生时切换到内部直流，晃电恢复后切换到 交流。 • 2，切换速度极快，达到1.67ms。保证100%接触器 在释放前切换到直流状态。 • 3，真正的自适应，用户只需要设定好接触器线圈 电阻后，无需任何调整就可适应不同容量的接触 器。 • 4，自动补偿线路损耗，可保证直流电压100%可靠 降落到线圈两端。
KHD-100与快切、备自投的配合
• • • • T1 = Tqh + Tk T1：为防晃电装置的接触器维持时间 。 整定范围0.1 ～ 5.0s Tqh：备自投或快切的动作时间，一般备自投为 0.5s，快切一般为0.03 ～ 0.3s • Tk:为可靠设定时间，一般建议不小于0.5s。
KHD-100与失压再启配合
KHD-100与快切、备自投的配合
• 快切装置与备自投装置虽然不能解决敏感性负荷 （接触器、变频器等电子设备）的连续供电问题， 但对一次高压负荷（电动机类）的快速恢复供电 有极大的改善。 • 在进行参数设定时，KHD-100中的晃电维持时间T1 只要大于快切和备自投的动作时间，并增加一个 可靠时间，就可以满足在发生晃电时，快切和备 自投动作时，接触器依然处在吸合状态，切换过 程结束后，一次负荷依然正常运行。
KHD-100防晃装置使用的新技术
• 智能跳闸技术 • 智能跳闸技术，作为KHD-100在 释放接触器时，保证在交流供电 和直流维持情况下，KHD-100在 可靠释放接触器时，能够最大程 度的降低大电感（接触器线圈） 所造成浪涌尖峰电压对其它二次 设备的干扰。 • 该技术发明已获得国家发明专利。
KHD-100防晃装置Hale Waihona Puke Baidu用的新技术
KHD-100装置实现原理
• 接触器上电的瞬间，KHD-100的电子开关1是闭合 的，电子开关2是断开的。因此接触器工作线圈是 交流电压。当KHD-100的内部储能电容充满后， KHD-100进入时刻监视状态，监视状态主要是监视 接触器的线圈电压，当接触器的线圈电压突然降 低，KHD-100控制电子开关1断开，断开开关1的同 时使电子开关2接通，使储能电容上的直流电压施 加到线圈两端。从装置判断出电压跌落，到电子 开关1打开，电子开关2闭合，切换时间是1.65ms.
• 交流电流无弧切断技术 • KHD-100在晃电发生时，需要将 交流系统和接触器线圈间的联系 阻隔，并将可控直流电压施加到 线圈间。为保证交流系统在切换 过程中，避免切断大电感电路时， 产生电弧引起尖峰过电压，造成 二次设备损害。 • 该技术发明已获得国家发明专利。
KHD-100防晃装置使用的新技术
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电压暂降对化纤行业的影响
熔体输 送泵
纺丝增 压泵
计量泵
侧/环 吹风
KHD-100防晃电装置介绍
• 江苏国网自控KHD-100防晃电 装置主要针对交流接触器在 电压跌落时，造成误脱扣问 题而研发的“交流接触器 UPS”。 • KHD-100可确保电压在瞬间跌 落到0V时，接触器可靠吸合， 进而在电压恢复时，保证工 业负荷无间断运行。
敏感负荷
• 对于供电网中的负载，如果电压发生变动或者突然变化将导致其不 能正常工作或者功能下降，称这类负载为电压敏感性负载。
敏感负荷分类
¾开关电源类负载 • 典型的有PLC、DCS、计算机等
¾电磁线圈类负载 • 是指接触器、继电器等
¾电力电子类负载 • 典型的代表有伺服驱动器、变频器等
敏感负荷类型
• 防晃电直流电压输出技术 • KHD-100在晃电发生时，需要自 动的计算可靠维持吸合的直流电 压，而该电压又需要自动调节。 因此我公司采用PWM脉宽调制 技术，对输出电压进行连续调节， 并通过自动适应算法，进行输出 计算。 • 该技术发明已获得国家发明专利
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致谢……
• 工艺联锁： 电压敏感（电压暂降会停机） 生产工艺中断；过程控制参数（温度、压力、流 量、液位和成分）波动，引起工艺联锁跳停
电压不敏感（电压暂降不停机）
工艺不联锁：对生产过程无影响
敏感负荷的确定
供电中断经济损失 负荷类型
电压敏 感性 工艺联 锁 工艺关 键程度
电压暂降对各行业的影响
• 有敏感负荷存在的场合，就会受到电压暂降的影 响 • ——对电压敏感负载、工艺联锁负载进行治理
防晃电技术
江苏国网自控科技股份有限公司
内容提纲
1 电压暂降定义、产生原因与反映指标 2 敏感负荷分析 3 电压暂降对各行业影响 4 KHD-100防晃电装置介绍 5 KHD-100与快切装置、失压再启 6 KHD-100使用的新技术新方法
电压暂降定义
•
电压暂降是配电系统中最常见的一种电压扰动，指电压有效值 在短时间内突然下降又回升恢复的现象。有人通俗的将这一现象称作 闪断、晃电、急电等。
•
从理论的角度讲，造成电压暂降的原因是由于流经系统电源阻抗的 电流突然增大，造成电源阻抗分压增加，进而引起公共供电点电压的 暂降。从运行的角度讲，造成电压暂降的原因主要是电气设备的故障。 电力系统是一个由发输变配用构成的整体。在系统正常运行中：
暂降幅度和持续时间
• 暂降幅度是指电压降至额定电压的百分比。 • 持续时间通常是用周波或者毫秒来表示。
统计资料 采用单回路供电用户每年经历 大概25次由于电压问题而造成影响 事件，其中对电压波动事故统计如 下：1/4秒以内的22次； 2秒的1次； 5分钟的1次； 1/2小时的1次。
一般情况下，电压暂降幅度 深，持续时间较短；而幅度浅， 持续时间较长。不同幅度与持续 时间的暂降对设备正常运行造成 的影响也不一样。
国内外快切装置对比
接触器释放时间统计
失压再启动原理
• 失压再启动原理是到发生晃电时，接触器释放， 再启动装置（专门再启动装置、低压马达保护、 群启柜），在进线电源恢复后，按照事先设定的 启动顺序依次启动接触器，分批次启动负荷。 • 主要缺点：1，晃电已造成接触器脱扣，对于存在 工艺联锁回路，会引起联锁跳闸。2，启动时间长， 由于存在分批启动时间设定，造成整个启动过程 缓慢，造成经济损失。3，启动过程与工艺启动控 制程序要求配合困难。
突然 下降 恢复 正常
标准IEEE Std1159—1992将电压暂降（voltage dip 或 voltage sag）定义为：供电电压有效值突然降至额定 电压的90%～10%（0.9 p.u.～0.1 p.u.），然后又恢复至 正常电压，这一过程的持续时间为10 ms至60 s。
电压暂降产生的原因
火电厂/热电厂 石化/煤化工/化纤
连续性生产 企业 半导体 玻璃/造纸……
电压暂降对石化行业的影响
• • • • • • • • • • • • • • 低压装置：AC 380V母线装置 高压煤浆泵（引发气化炉连锁跳车） 液氧泵（引发气化炉、空分装置跳车） 空冷风机 电厂给煤机（引发MFT连锁，造成锅炉非计划停炉） 压缩机油泵（油压低引发压缩机连锁停车） 烧嘴冷却水泵 氯碱中和装置 合成氨一甲泵、二甲泵等 中压装置：AC 6kV母线装置 引送风机（锅炉一次风） 进料泵、搅拌机（合成氨、MTO、醋酸） 进料压缩机（煤制油） 送风机（干法煤气化）
• 为防止晃时间较长、一次负载（电动机）的转速 下降较快，而系统又不满足直接群启时，需要在 晃电时间内将一些负载切除，避免电源恢复时系 统群启拉跨系统。 • 对于非重要负荷的维持时间设定： • T1 = 0.1 ～ 0.5s。对负载较重的电机，建议 设定0.1s，负载较轻设定0.5s。 • 晃电持续时间超过T1，KHD-100将释放接触器，交 由失压再启动按延时再启接触器（KHD-100也提供 失压再启动功能）。