防晃电技术
电力系统防晃电技术应用
公共管理122 ·ENT REPRE NEUR WO RLD电力系统防晃电技术应用文/吴 方摘 要:在大型石化﹑化工企业中,连续性生产要求很高。
部分由交流电动机驱动的关键设备在工艺流程上是不允许跳闸停车的,这些关键电动机一旦跳闸停车,将会造成整个系统非计划停运,给企业带来很大的经济损失。
然而,在实际运行中有很多不确定因素(例如大型设备起动、雷击、电力系统故障等内部、外部原因),很容易对电网产生影响,使企业内部配电网供电电源电压降低或短时中断后又恢复供电(通常称为晃电),造成电动机跳闸停车进而导致整个装置停车。
本文从晃电类型及对电气设备运行的影响入手,结合防晃电改造实例详细介绍了常用防晃电措施。
关键词:防晃电技术;电力系统;安全作 者:南京化工职业技术学院一、晃电类型及其影响1.晃电的类型电力系统在运行过程中,由于雷击、短路故障重合闸、企业外部或内部电网故障、大型设备起动等原因,会造成电压瞬间较大幅度波动或者短时断电又恢复,这种现象通常称为“晃电”。
晃电主要有以下几种情况。
①电压骤降、骤升持续时间0.5个周期至1min ,电压上升或下降至标称电压的110～180%或10～90%。
②电压闪变电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列的随机变化,一般表现为人眼对电压波动所引起的照明异常而产生的视觉感受。
③短时断电持续时间在0.5个周波至3s 的供电中断(如备自投、重合闸等)。
2.晃电的影响①晃电对继电保护的影响晃电引起的网络电压波动会造成变配电所进线开关欠压、过压继电保护误动作,开关跳闸母线停电造成大面积的停电。
②晃电对供电回路控制电器的影响交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛,占了相当大的比例。
由于工作原理的特点,当电网出现晃电时,会造成其操作线圈短时断电或电压过低,导致线圈对铁芯的吸力小于释放弹簧的弹力使接触器释放。
③晃电对变频器的影响在使用变频器调节控制电动机的场合,由于一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能,变频器的逆变器件为G T R 时,一旦失压(指电压下降到额定电压的70%,个别变频器为76%)或停电,控制电路将停止向驱动电路输出信号,使驱动电路和G T R 全部停止工作,电动机将处于自由制动状态;逆变器件为IGBT 时,在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td (对于td 有两种规定方法,一种具体的规定时间,如15ms ;另一种规定为主电路的直流电压下降到原值的85%所需的时间),若失压或停电时间to <td ,变频器将平稳过度运行;若失压或停电时间to >td ,变频器自我保护停止运行。
防“晃电”技术应用
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执行单元－抗晃电专用监控单元、ABB直流断路器和直流接触器（直流专用）
抗“晃电”措施及应用（二）
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（3）交流接触器
交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛，当电网“ 晃 电” 时 ， 会造成操作 线圈短 时断 电或 电压 过低 ， 导致线 圈对 铁芯 的吸力 小于 释 放 弹簧 的弹力 ，使 接触 器 释放 。对 于普 通电磁式接触 器 ， 在 电压 降至 额 定 电压 的 5 0 ％时开 始抖 动 ，降至4 0 ％以下 则 释 放 。 在 电 网“ 晃 电 ” 事 故 中 ，均 会 造 成 因 接 触 器 释 放 而 导致大量低压电动机跳闸。为 了尽量避免这种情况发生，通常采用防“晃电”接触器代替普通接触器或者
抗“晃电”措施及应用（二）
抗“晃电”措施及应用（二）
• 电网正常时工作模式变频器由交流母线供电，DC-BANK系统处于热备用状态， 电池组由充电整流器充电。电网晃电或备自投切换时，电网电压下降，造成 变频器直流母线电压低于压差控制器设定电压时，系统转换成由DC-BANK向 变频器的直流母线供电，变频器工作保持正常，其工作模式如下图所示。
• • B、气化工艺高压煤浆泵改造目的 由于供电系统晃电造成部分变频器保护动作跳闸引起化工系统停车，经考察 决定用南京国臣 DC-BANK 系统对气化工艺高压煤浆泵变频器进行改造，在此 系统中增装直流支撑系统，向相关变频器提供≥5分钟的停电保护。改造后达 到晃电时变频器不会因低电压跳闸，从而保证化工系统连续稳定运行。
“晃电”案例分析
• • C、改造结果 在工艺电动机、变频器工作正常的情况下，切断三相交流输入电源，系 统自动切换成直流供电，保证受保护的工艺变频器及电机在规定的时间 内不间断运行。其中，变频器显示的频率保持恒定，没有任何变化。然 后送上三相交流电源，受保护的变频器及电机继续运行于交流电源工作 状态，充电机给蓄电池充电，完成一次电源失电切换过程。触摸屏显示 并记录停电及恢复供电的时刻。
抗晃电工作原理
抗晃电工作原理
抗晃电是一种电子技术，可以抵抗晃动、抖动、振动和震动的影响。
它可以防止因为因晃动而引起的电子设备失效。
这种技术可以大大改善电子设备的可靠性，减少维护次数，提高系统的整体可靠性。
抗晃电的工作原理主要是，通过调节内部的电路，把外界的晃动、抖动、振动和震动等载波变化的电压波形，抑制到与信号变化无关的程度。
此外，也可以采用滤波器等元件来完成这一功能，将外部影响降到最低，保证电路的可靠性。
抗晃电的工作原理分为两个部分：第一是硬件设计，将外界的晃动、抖动、振动和震动的影响抑制到与信号变化无关的程度；第二是软件设计，主要用于实现设备的灵活调节，更有效地抑制外界因素对电子设备的影响。
总之，抗晃电是一种非常重要的技术，它可以有效地抵御外部电磁波干扰，保证电子设备的正常运行和可靠性安全。
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晃电不停机的解决方案
晃电不停机的解决方案背景介绍：晃电是指电力系统中发生的一种现象，即电力设备在运行过程中出现的电压、电流的不稳定现象，使得电力系统无法正常运行。
晃电会对电力设备的正常工作造成影响，甚至可能导致设备损坏、事故发生。
因此，解决晃电问题对于电力系统的稳定运行至关重要。
解决方案：为了解决晃电问题，需要采取一系列措施来提高电力系统的稳定性和可靠性。
以下是一些可能的解决方案：1. 定期检测和维护电力设备：定期检测和维护电力设备是防止晃电问题的基础。
通过定期检查设备的运行状况，及时发现和解决潜在的问题，可以减少晃电的发生概率。
维护包括清洁设备、紧固连接件、更换老化零部件等。
2. 安装稳压器：安装稳压器是解决晃电问题的有效手段之一。
稳压器可以通过调整电压的大小和波动范围，使得电力系统中的电压保持在稳定的范围内。
稳压器可以根据实际需求选择不同类型和容量的设备。
3. 使用电容器和电感器：电容器和电感器是电力系统中常用的补偿设备，可以提高电力系统的功率因数和稳定性。
通过合理配置电容器和电感器，可以减少电力系统中的电压和电流波动，从而降低晃电的发生概率。
4. 加强电力系统的绝缘性能：电力系统的绝缘性能是防止晃电问题的重要因素之一。
通过加强设备的绝缘性能，可以减少电力系统中的漏电和电弧现象，降低晃电的发生概率。
可以采用绝缘材料、绝缘涂层等方法来提高设备的绝缘性能。
5. 提高电力系统的抗干扰能力：电力系统容易受到外界干扰的影响，例如雷击、电磁干扰等。
为了提高电力系统的抗干扰能力，可以采取一些措施，如安装避雷器、屏蔽设备等，以减少外界干扰对电力系统的影响，从而降低晃电的发生概率。
6. 加强电力系统的监测和控制：通过加强电力系统的监测和控制，可以及时发现和解决晃电问题。
可以采用智能监测设备、远程监控系统等来实时监测电力系统的运行状态，及时发现异常情况并采取相应措施。
7. 增加备用电源：在电力系统中增加备用电源是解决晃电问题的一种有效手段。
抗晃电 技术路线
抗晃电技术路线有以下几种：
•动能缓冲技术。
在瞬时失压后，当直流母线电压下降到动能缓冲激活阀值时，利用电动机及所带负载的高转速、大惯性，把
再生能量回馈到变频器，维持直流母线电压，电网电压恢复后，
直流母线电压靠整流部分恢复。
•直流支撑DC-BANK技术。
由于变频器直流母线的正负极是由专门的接线端子的，因此可以采用蓄电池或者超级电容组成
DC-BANK直流系统，晃电后向变频器的直流母线供电，保证
电动机的正常运行，一般可以保证电动机正常工作1分钟以上。
抗晃电的方法
抗晃电的方法
1.减少晃动原因：机身支架的主要作用是减少外部因素（如振动、噪声、污染等）对机器的影响，抑制外界能量的入侵。
防止机器的振动传导到整个机身上，影响工作效率。
2.采用抗晃动电路：抗晃动电路是一种屏蔽晃动的电路，它可以减弱或抵消外界晃动对内部电路的影响，有效地抑制外部晃动。
3.控制电源稳定性：电源稳定性对稳定机器的运行起着至关重要的作用，改善机器的抗晃动性能并加大容器的容量可以确保电流的平稳输出，以此来抑制外界的晃动，使机器工作得更加顺畅。
4.使用减震器：使用减震器可以有效降低因晃动而产生的能量，减少对机器的损害，可以有效改善机器的抗晃动能力，避免外界晃动对机器工作的影响。
论抗晃电技术在化工企业配电系统中的运用
论抗晃电技术在化工企业配电系统中的运用抗晃电技术是一种新型的电力稳定技术，在化工企业配电系统中有着广泛的应用。
本文将探讨抗晃电技术在化工企业配电系统中的运用。
1. 抗晃电技术的原理抗晃电技术是指利用现代电力技术以及特殊的电力设备，对电网中出现的各种电压干扰、电流波动等现象进行控制和调节。
抗晃电技术的实质是在电力系统中引入一定的反馈控制环节，通过自动调节电力系统的电流、电压、频率等参数，使得电网的电力质量得到有效的控制与保护。
（1）稳定性强。
化工企业的生产过程一般都是连续的，需要稳定可靠的电能供应。
抗晃电技术能够稳定电力系统中的电流、电压等参数，从而保证了电力系统的稳定性。
（2）安全性高。
化工企业生产的过程中，经常涉及到一些易燃易爆等危险品，如果电力系统波动不稳，可能会导致安全事故的发生。
抗晃电技术能够有效地控制电力系统中的波动，从而保障了化工企业的生产安全。
（3）效率高。
抗晃电技术能够实现对电力系统中电流、电压的精确控制，从而提高了化工企业的能源利用效率，减少了能源浪费。
（1）电动机控制系统。
抗晃电技术在化工企业中的应用最为广泛的便是电动机控制系统。
化工企业的生产工艺一般需要大量使用电动机，而电动机的控制需要经过复杂的调节才能满足生产需求。
抗晃电技术能够对电动机控制系统进行精确的调节，从而实现了电动机的高效、稳定运行。
（2）配电系统。
化工企业的配电系统一般具有复杂的拓扑结构和高度的耦合性，如何保证配电系统的稳定、可靠运行是化工企业发展中的一个重要问题。
抗晃电技术能够有效地控制和调节配电系统中的电流、电压等参数，保证了配电系统的稳定运行。
（3）电力系统监测。
为保证化工企业的生产运行不受电网波动的影响，抗晃电技术能够实时监测电力系统中的电流、电压、频率等参数，及时发现电网中的问题并进行处理，保障了化工企业生产运行的稳定性。
4. 结论抗晃电技术在化工企业配电系统中的应用具有广泛的优势和可行性，能够有效地满足化工企业生产过程的需求，保证了企业的稳定运行和生产安全，同时也促进了能源利用的效率和能源消耗的减少，有助于化工企业的可持续发展。
抗晃电技术在煤化工企业生产中的运用
抗晃电技术在煤化工企业生产中的运用随着科技的不断发展，煤化工企业在生产中所面临的挑战也越来越多。
生产过程中的晃动问题一直以来都是一个困扰煤化工企业的难题。
晃动不仅会影响生产效率，还会造成设备损坏和安全隐患。
针对这一问题，抗晃电技术的运用成为了煤化工企业解决晃动问题的新选择。
抗晃电技术是指利用电气控制系统来对设备和机械进行晃动控制的一种技术。
通过使用传感器和控制器等设备，可以实时监测设备的晃动状态，并通过调节设备的电气信号来实现晃动的控制。
这种技术不仅可以有效减少设备的晃动幅度，提高生产效率，还能够减少设备的磨损，延长设备的使用寿命，提高生产安全性。
在煤化工企业的生产中，晃动问题主要表现在以下几个方面：煤化工企业的生产设备通常都比较大型，尤其是一些液化气体储运设备、反应釜、输送设备等，这些设备在工作过程中往往会出现一定程度的晃动。
如果这种晃动不能得到有效控制，就会影响设备的稳定运行，导致产品质量不稳定，甚至出现设备损坏和生产事故。
煤化工企业的生产环境通常都比较恶劣，例如高温、高压、高湿等环境条件都会对设备的稳定运行造成影响。
如果设备在这种恶劣环境中出现晃动问题，不仅会增加设备的维护和维修成本，还会影响生产效率和安全性。
煤化工企业的生产设备往往需要长时间连续运行，如果设备在运行过程中出现晃动问题，就会影响整个生产线的稳定运行，降低生产效率，同时也容易引发设备损坏和维修问题。
通过抗晃电技术的运用，可以有效减少设备的晃动幅度，提高设备的稳定性和安全性。
这不仅可以降低设备的维护和维修成本，还可以减少因设备晃动引起的生产事故，提高生产效率和产品质量。
抗晃电技术可以根据实际生产需要进行晃动控制，精准调节设备的晃动幅度和频率。
这种精准控制可以大大减少设备的能耗，降低生产成本，提高生产效率。
抗晃电技术的运用还可以延长设备的使用寿命，提高设备的稳定运行时间。
这对于煤化工企业来说，不仅可以节约设备更新和维修的成本，还可以提高企业的生产效率和竞争力。
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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。
• 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
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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。
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防晃装置使用的新技术
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.
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。
• 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……
•
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。
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。
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
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。
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。
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
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。
• 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）。
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）
• 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
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