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电动机保护器抗晃电应用

已有 222 次阅读2015-4-2 10:03

电动机保护器抗晃电应用
孙丽莉 
“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及应用
(1)       UPS抗晃电系统
  控制系统如DCS,PLC 等工作电源由UPS电源接入,实现抗晃电的目的。在线式UPS 工作原理框图如图1 所示,在电网电压工作正常时,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

        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。当母线失电超过一定的时间后,根据二次控制部分设定的时间断开输出,避免电压回复后事故的发生,控制接线图如图2 所示。

图2

(2)       DC-BANK 抗晃电系统
  应对变频器抗晃电有如下方法:
  方法1:取消变频器低压保护设置,设置快速重起动,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,这种方式在连续性生产要求较高的石化企业很少使用。
  方法2: DC-BANK系统,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

图4

(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:
  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被称为抗晃电接触器,晃电出现时接触器不立即释放,也不工作在临界弹跳区,其控制线路安装接线如图6所示。

图6

    方法2:原有的交流接触器上增加延时模块,其具体的控制电路如图7 所示。

图7

    方法3:加装再起动控制器,,加装再起动模块的自起动控制器的起动控制线路如图8 所示。

图8

  方法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、起动超时、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DC 4-20mA变送输出,MODBUS、PROFIBUS通讯功能,可以提高生产自动化程度,减少设备投资,安科瑞ARD系列电动机保护器抗晃电控制回路见图9所示。

图9

  图9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。图9为是保护器采用保护模式的抗晃电功能接线实例,图10为采用直接起动方式的抗晃电控制原理图。
  图10工作原因如下:“95、96”接点同图9中功能描述。“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,“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,“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

  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);若超过“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%;若超过“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,结合图10介绍电动机保护器的抗晃电功能的工作原理。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“输出继电器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。
   采用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

作者简介:
孙丽莉,女,本科,沈阳安科瑞电力系统集成有限公司工程师,主要研究方向为智能电力監控与电能管理系统,技术交流:13190062029 024-22598684 传真:024-22598310 邮箱:acrelsll@163.com

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