交流接触器防晃电方案对比研究

交流接触器防晃电方案对比研究

姜万东1周海涛1杜佳2

（1. 江苏国网自控科技股份有限公司，江苏昆山 215311；

2. 国网辽宁电力阜新供电公司，辽宁阜新 123000）

摘要本文介绍了交流接触器防晃电的两种解决方案，即失压再起动方案和晃电保持方案。采用定性分析的方法，分析了母线残压情况、电动机残压情况以及电压恢复时是否存在直接起动和反相位合闸的问题，并指出采用接触器晃电保持方案和快切装置相结合的方式，既保证了快速恢复供电，又使系统冲击电流最小。

关键词：防晃电；交流接触器；失压再起；防晃电保持

The Comparative Study on the Anti-electricity Shaking Scheme of

AC Contactor

Jiang Wandong1 Zhou Haitao1Du Jia2

(1. Jiangsu State Grid Automation Technology Co., Ltd, Kunshan, Jiangsu 215311;

2. Liaoning Power Grid Fuxin Power Supply, Fuxin, Liaoning 123000)

Abstract This paper introduces two solutions of anti-electricity shaking for AC contactor: lost voltage restart scheme and keep contactor not release scheme. In using the method of qualitative analysis, this paper analyzes the residual voltage of the bus, the residual voltage of the motor and the problem of whether there is a direct restart and anti-phase switching after the voltage recovery, and points out that the combination of keeping contactor not released scheme and quick switching device ensure that the power supply which can be restored quickly, and the impulse current of the system being reduced to minimum.

Keywords：anti-electricity shaking; AC contactor; lost voltage restart; keep contactor not released

电网因雷击、短路、重合闸、同一段设备起动或故障以及其他原因造成电网电压短时大幅度波动、短时中断数秒的现象俗称“晃电”[1-3]。对于交流接触器，当系统电压发生晃电时，若电压在某一瞬间低于接触器线圈的释放电压，则使低压马达停止运行进而导致用户的严重损失[4-5]。文献[6]也指出接触器对电压暂降敏感度影响因素都很多。目前交流接触器的防晃电方案主要有晃电后接触器再起、晃电接触器保持、采用防晃电交流接触器和采用延时分批再起等方案。文献[7]指出采用专门的防晃电交流接触器不适于防晃电要求较高的场合，而采用分批延时再起动不利于快速的恢复供电，只适用于晃电持续时间较长电动机停转时分批起动电动机（按工艺分批起动），避免造成对系统电压的冲击。

综上所述，在目前交流接触器的防晃电方案中，普遍采用的是晃电后再起接触器和晃电时接触器保持不释放方案（防晃时间一般设定500～1000ms）。应用中存在着对两种方案的系统电压情况、电动机残压情况以及电压恢复时是否系统存在冲击电流等认识较为模糊的问题。本文采用定性分析的方式，来分析晃电时两种方案接触器释放或保持吸合对母线残压、电机能量交互的影响情况，得出分析对比结论，并提出应用建议。

1接触器防晃电的两种方案

交流接触器防晃电再起动方案如图1（a）所示。当系统发生晃电时，电压降低使接触器释放；若电压在再起装置设定的防晃电时间内恢复，则再起装置QD继电器接点闭合，使接触器重新吸合，保证了供电回路继续工作。其中：端子3、8为装置提供

电源（装置内部有储能元件）并进行晃电判断；端子4、5接接触器辅助位置KM ，判断接触器运行状态；端子6、7为延时断开信号输出给DCS ，防止接触器在晃电时辅助位置KM 释放，造成DCS 误判。

交流接触器防晃电保持方案[8]如图1（b ）所示。当系统电压发生晃电时，保持装置判断出电压扰动并可能造成接触器释放，迅速的切断接触器线圈交流电源并对其输出相匹配的直流电源，保持接触器继续可靠吸合。如在保持装置设定的防晃电时间内交流电压恢复，装置切断直流电源恢复交流电源；如果系统电压未恢复，就关断直流电源，接触器释放。其中：装置的1、2为控制电源输入；端子4

、5接线圈两端；端子3、

6为电源接入同时作为晃电判断；端子7、8为分批延时再起动出口（选配）。

（a ）接触器防晃电再起动方案接线图

（b ）接触器防晃电保持方案接线图

图1 接触器防晃电方案接线图

综上所述的两种接触器防晃电解决方案应用最广，但也一直存在优缺点的争论。再起动方案的坚持者认为，此方案原理简单，应用可靠，已经基本满足工程应用的要求；而保持方案的坚持者认为，晃电时接触器不脱扣可充分利用母线残压的支撑，

电动机不会快速停机或反转，避免电源恢复时再合

接触器造成的冲击。

2 系统晃电母线残压分析

系统晃电时母线残压情况可采用定性分析，若

采用定量计算法须依据系统接线，故障类型和精确的短路计算才能进行，往往数据难以获得且复杂，而采用定性分析来阐述即避免了大量的计算又能清楚地说明问题。母线变化趋势如图2所示，电源S 1发生的远端故障被切除，厂用电系统备用电源S 2切换供电过程中低压母线电压的变化趋势。

图2 高压侧电源异常时低压母线残压趋势图

图2中供电系统S 1发生短路时，厂用母线电压为短路电压U F （短路电压的大小取决于故障类型、厂用电等效阻抗、系统等效阻抗等）。短路发生至切除时间由外部系统决定，典型值一般为100～200ms （图2中的T qc ）。短路故障切除后到备用电源未投入时间内，厂用母线进入到残压阶段（残压大小取决于电动机群的容量、剩余电磁能等，一般电动机群越大残压值相对越高，衰减时间与负载特性相关）。残压持续时间取决于备用电源转供时间（图2中的T qh ）。

3 防晃电再起方案特性分析

图3（a ）作为交流接触器失压再起防晃电方案等效分析图。在故障发生至备用电源投入的时间（T qc +T qh ）内接触器为释放状态（接触器是否释放与电压的幅值和时间有关系），低压电动机群与低压母线完全断开，各电动机按自身的特性残压曲线自由衰减。重载电动机转速下降较快而轻载电动机转速下降较慢。重载电动机如图3（c ）所示，电动机