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"晃电"是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电的现象。供电系统产生晃电的基本类型有:电压骤降、骤升、短时断电、电压闪变。电压骤升,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%。电压暂降/骤降是电压有效值降至标称值(Nominal Value)的10%至90%,且持续时间为10ms至1min(典型持续时间为10ms~600ms)的电能质量事件之一。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)。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 。
随着电网并网、环网的日益扩大,以及馈电变压器容量增大带来的配出回路的增多,电源瞬时失压即"晃电"的现象越来越频繁,其原因是相邻回路故障引起的电压波动几率增加了。最长持续时间一般是故障保护的切除时间,大约在200毫秒以下,也有保护元件来不及动作的"一过性"瞬时失压特殊情况的。交流接触器电保持大致要求是:电压不小于45%或者是失压时间不大于60毫秒。对于此类因"晃电"引起的接触器释放,常规微处理器自起动设备是无能为力的,因为故障时间小于微处理器的电压采集周期时间而无法识别。
所以对电源瞬时失电应该有两类电机重合装置,第一类是配合备用电源自投或电源重合闸的自起动设备,适用于失压稍长。由于它可能会对电源带来较大的冲击,只限在重要负荷电动机的控制中采用。另一类是用于克服电源"晃电"引起的接触器释放,适用于约200毫秒失 电,类似中压电机的低电压延时跳闸控制电路,由于时间极短而不会对电源造成冲击,可以在电动机接触器控制电路中普遍使用。由于"晃电"是造成接触器非正常释放的绝大多数原因,显然自起动装置响应时间必须首先满足"晃电"的瞬时要求(来源于深圳市倍通控制技术有限公司).
晃电,能够使普通接触器立即释放或者工作在临界弹跳区,而在特定的工作环境下,这些情况都是不允许的.而是希望在晃电出现时,接触器不要立即释放,也不要工作在临界弹跳区,这就要接触器能够避开这些情况的出现.那么,我们可以称具有延时释放\避开弹跳区的接触器为抗晃电接触器.
由于永磁接触器都存在电子控制线路和释放储能电容,因此永磁操作的接触器都可以实现抗晃电的功能,途径是设计上相应的电路就可以了.-- 在永磁机构的控制板中,需要几个基本的部分
.整流电源,
释放储能(有的也有吸合储能,但不是必须有)
.控制电源电压实时检测.
.储能电容电压检测
.抗干扰门槛电压检测
.释放逻辑电路
这6部分是永磁操作机构电子控制部分的必要组成,如果缺少任何一个部分,操作机构在特定的情况下就没法正常工作.
这6个部分,也就决定了操作机构可以具备一定的抗晃电功能.以控制电压为交流220V的操作机构为例,我们可以把抗干扰门槛电压设置为交流100V,释放储能电容检测释放电压设置为直流200V,(大约相当于交流150V),操作机构的接线方式采用两线式(即和普通接触器相同的接线方式),这时,操作机构就有了抗晃电功能.
在电源电压正常的情况下,(187V-253V)我们给操作机构接通控制电源,接触器吸合,储能电容充电,这样储能电容的电压在252-340V之间,储能电容电压检测电路判断这种电压为正常,接触器处于正常吸合的状态.如果这时候控制电源电压出现异常,电压低于交流187V,但高于交流100V,这时检测电路判断为线路晃电,线路开始延时,延时的时间长度,在线路参数一定的前提下,取决于出现晃电时控制电压的高低,储能电容由于自身放电和控制线路放电,电压逐渐降低,当储能电容的电压低于200V时,线路判断晃电延时结束,发出释放信号,操作机构动作,接触器释放.如果在储能电容的电压降低到200V之前控制电压恢复正常(高于交流187V),则控制电路不产生释放信号,接触器不会释放.
如果控制电源的在电压比较长的时间里低于187V,而高于150V,这个延时就比较短,电压越低,延时越短.比较长的时间里低于150V,接触器同样会释放.这就是接触器的欠压保护功能,永磁操作机构的释放是一次操作,所以不会出现临界弹跳现象.
两线式抗晃电接线方法,好处是接线简单,但是,它和接触器的抗干扰能力是互相矛盾的关键问题是门槛电压的设置,如果设置的过高,接触器 的抗干扰能力强,但是,在控制电压还比较高时,接触器就会释放,抗晃电的电压跌落范围就小.
如果把门槛电压设置的很低,甚至为零,则接触器的抗干扰能力就低,当线路存在干扰时,控制电路无法判断控制信号的对错,所以就无法正常工作.这种干扰,最主要的就是控制电源电线的感应电,这种干扰是难以滤除的.同时,永磁操作机构特点就是维持电流小,基本都是毫安级的,在保持状态,等效于电压控制元件,如果门槛电压设置的过低,则抗干扰能力就很弱,无法可靠分断,作为接触器,这是不允许的。
因此,永磁操作接触器的抗晃电能力是相对的,它和工作环境的电干扰有很大的关系,过强的电干扰,有能是具备抗晃电功能的永磁操作接触器分断失败。
电器的定义
1. 电器的定义 :电器就是根据外界施加信号和要求,能手动或自动地款开或接通电路,断 续或连续的改变电路参数,以实现对电或非电对象的切换,控制,检测,保护,变换和 调节的电工器械。 2. 低压电器的定义 :低压电器通常指工作在直流电压 1500V 以下,交流电压 1200V 以下 的电器。 3. 电磁式低压电器由触头, 灭弧装置和电磁机构组成, 其中触头和灭弧装置称为触点系统。 4. 触点的接通形式有点接触,线接触,面接触三种。 5. 触头的结构形式主要有单断点指形触头和双断点桥式触头。 6. 电弧的定义 :电弧实际上是一种气体放点现象。所谓气体放点就是气体中有大量的带电 质点做定向运动。 7. 灭弧的主要方法: a多断点灭弧 b 磁吹式灭弧 c 灭弧栅 d 灭弧罩 8. 电磁机构的作用 :电磁机构是电磁式低压电器的感测部件,他的作用是将电磁能量转换 成机械能量,带动触头动作使之闭合或断开
电线电缆定义
电缆种类及选型计算一、电缆的定义及分类 广义的电线电缆亦简称为电缆。 狭义的电缆是指绝缘电缆。 它可定义为: 由下列部分组 成的集合体, 一根或多根绝缘线芯, 以及它们各自可能具有的包覆层, 总保护层及外护 层。电缆亦可有附加的没有绝缘的导体。 我国的电线电缆产品按其用途分成下列五大类: 1.裸电线 2.绕组线 3.电力电缆 4.通信电缆和通信光缆 5.电气装备用电线电 缆 电线电缆的基本结构: 1.导体 传导电流的物体 ,电线电缆的规格都以导体的截面表示 2.绝缘 外层绝缘材料按其耐受电压程度 二、工作电流及计算 电(线 )缆工作电流计算公式: 单相 I=P÷(U×cos Φ ) P-功率 (W);U- 电压 (220V);cos Φ -功率因素 (0.8);I- 相线电流 (A) 三相 I=P÷(U×1.732×cos Φ) P-功率 (W);U- 电压 (380V);cos Φ -
根据晃电持续时间短、电压波动范围大等特点,已经出现了各种防晃电技术,并在一定程度上得到了具体的应用。现有的几种防晃电技术:
1、分批自启动技术
1、早期的电动机自启动采用的是通过断电延时时间继电器来实现的,失电时,时间继电器延时断开,如果在整定时间内电压恢复正常,时间继电器的延时触点将使电动机启动回路接通,电机重新启动。其原理简图如图一:
图一
其缺点就是控制线路复杂,时间很难做到同步,只能控制单台设备,目前石化企业基本上已全部取消了这种控制方式。
2、由PLC控制的分批自启动
电动机顺序控制启动系统的核心为一套可靠的PLC(可编程控制器),整个系统的控制逻辑是在系统运行前已输入至PLC的CPU模块的RAM存储区,并由一粒3.6V的锂电池维持PLC失电后程序和数据的记忆。该系统可对电动机在电网晃电恢复后,按照设定程序对被控电动机群按批次排序实现连续快速自动再启动。其原理为:
图二
电压变送器将母线电压转换为0~20mA直流信号,输入单元将直流信号转换为数字信号,最后送给CPU模块计算比较,判断电压是否正常。控制单元完成采集母线电压和电动机状态后进行逻辑判断,接受操作指令,顺序输出各电机启动命令,执行单元接受控制单元指令,执行顺序启动电机任务。
由于其功能强大,可以设置几十甚至上百台电动机的顺序启动,并且操作维护方便可靠,在石化企业得到较广泛的应用。经过多年的实际运行,能防止 95%以上的晃电影响的跳闸。这种防晃电措施主要应用在电动机负荷较集中的变电所,对于电动机负荷较分散的变电所,从经济性考虑就不太适用。
2、采用专门的抗晃电交流接触器
某石化企业在一次晃电事故中,由于水源地深井电动机、油品装置电动机(负荷较分散)未采取防晃电措施,导致对生产的较大影响,所以一直想解决该问题。经过选择与比较,找到了具有多项国内专利的利用电源储能原理的FS防晃电接触器。
FS系列抗晃电接触器采用双线圈结构,吸合速度快,动作特性较好。接触器再吸合或释放时干净利落,无有害的抖动。电源正常状态下,控制模块(A3)处于储能状态。接触器的起动和停止与常规接触器一样,当有“晃电”发生使电压降到接触器的维持电压以下时,控制模块开始工作,以储能释放的形式保持接触器继续吸合。
当电源电压恢复后,控制模块又转入储能状态。该控制模块使用了特殊的电源转换部件,使得FS接触器的体积和安装结构保持了原有的特征。在我厂主要应用于远离厂区的水井群以及油品装置等相对比较分散的地方,经过实际运行效果不错,可以有效防止因低电压引起的电动机跳闸现象。其接线原理图如图三:
图三
3、TPM-MD延时节能模块
TPM-MD型模块不仅具有延时功能,还有节能效果,其控制原理和功能接线如图四:
图四
通电时交流电经过整流变为直流电,使接触器可靠有力的吸合,然后通过控制部分把比较高的直流电压转换为由开关电源提供的直流低电压小电流,继续维持接触器的吸合,大大降低了接触器的功耗,如果发生晃电,控制部分按照设定好的延时时间去控制开关电源向接触器继续供电,实现延时脱扣。
此模块尺寸小巧,可在抽屉式低压柜中采用导轨式安装,线路改造简便,不用更换接触器,节能效果明显(经实测,节能在70%以上),其在我厂还处于试用阶段,如果使用情况良好的话,可进行大面积推广。
4、采用节能型交流接触器
一般交流接触器的吸合电压范围在85%~110%Ue,释放电压在30~70%Ue左右,而节能型交流接触器的释放电压相对较低,最低可达到20%Ue,采用此类接触器可防止相当一部分电压下降引起的晃电影响。但节能型接触器对于电源短时中断的现象缺无能为力,因此在防晃电功能上没得到较为广泛的应用。
5、动力UPS(MUPS)
主要针对使用变频器控制的设备,它是针对于低压电动机群的理想不间断电源系统。MUPS它不同于一般概念的UPS电源,普通UPS不加变频器带电机启动,设计容量是电机功率的5~7倍,普通UPS加变频器带电机起动,设计容量是电机功率的2~3倍,而MUPS容量只需电机功率的1倍即可;其次是结构更加简单可靠,系统未用常规UPS向变频器提供交流电源,而MUPS向变频器提供直流电源。从而减少了AC/DC、DC/AC 两次变换,硬件减少,可靠性提高。
常规UPS整流充电器既要对电池充电,还须向逆变器提供额定直流功率,而MUPS充电器只对电池充电,其功率仅为常规UPS的10%左右,成本低,可靠性高。MUPS是基于VVVF(变频器)及DC-BANK(直流支撑系统)的组织架构,一套DC-BANK可以同时支持多台乃至上百台电动机在电网晃电、停电时无间断工作。
动力UPS可以在电网晃电时给变频器直流母线提供电压补偿,使其电压不至于瞬间跌落,从而维持变频器的正常运行。其原理如图五所示。
图五
一般通用变频器都具有断电后自动起动、捕捉再起动及故障后自动再起动功能,大部分场合下通常使用变频器的本身这些功能进行调节控制电动机,而不加装MUPS。
(摘编自《电气技术》,原文标题为“防晃电技术及其在石油化工企业中的应用”,作者为宋玉才、何国平。)
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如果线路跳闸的故障依然存在,则重合闸后加速开关跳闸切断高压配电线路。一次成功的重合闸对下游用户的表现就是供电系统发生一次“晃电”(即闪电或闪停)。据资料报道统计,高压架空线路故障的80%为瞬时性故障,即系统重合闸有约80%的成功率。在电网“晃电”发生时,往往使低压电动机及变频器停机,导致企业连续化生产中断,极易带来较大的经济损失和安全事故。
因此,对于连续性要求比较高的企业,就必须要有防晃电措施,防晃电产品就是针对电网"晃电",保障电动机继续运转的专用防晃电产品。
防晃电永磁式延时释放交流接触器