现在大型工业企业中,像电厂、化工、煤矿、钢铁企业等,其生产工艺及设备对供电连续性要求很高,某些重要负荷即使在电压异常瞬间也会导致整个工艺装置停车,造成的损失巨大。这里的电压异常指双回路供电时其中某一段电源故障、失压、晃电等情况。而不包括全站失压。
目前行业内应用最广的有备用电源自动投入装置(备自投)、备用电源快速切换装置(快切)和接触器防晃电装置。
对于目前工业领域电动机一般的控制方式分为常规接触器控制和变频器控制,这两类电器对于电压异常情况下的反应及灵敏度不在一个时间数量级上,故应分别展开论述。
一、接触器控制的电动机回路
1、目前市面上快切装置的切换时间(包括断路器分合闸时间)最少在50ms以上,而普通接触器线圈在晃电时间10ms以上会导致线圈释放而主触头断开,导致电动机失压停止运行。而从实际运行方面看,即使在母线残压衰减较慢的理想情况下,快切装置也不能保证全部电动机不失压而连续运行。当然备自投装置就更难满足连续供电的要求了。
2、防晃电装置
通过检测某台电动机回路主电路和控制回路电压作为系统电压晃动的依据,装置内用超级电容进行储能,超级电容具有充放电速度快,工作温度宽,充放电循环次数高等优点。在晃电时,通过超级电容放电维持接触器线圈吸合,从而保证电动机连续运行。
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但在单母线分段供电系统中,其中由Ⅰ段母线供电的某台电动机在Ⅰ段电源进线故障时跳闸时,在没有快切装置的快速切换时,防晃电装置就没任何作用了。
基于以上两点,若要从根本上解决此类问题,可以将此两种产品合二为一或者使用快切和防晃电模块合理配合可以从实际应中完全保证某些重要电动机的连续运行,即若系统晃电瞬间通过防晃电装置维持主要电动机接触器的连续供电,当某段进线电源电压故障跳闸时,通过快切装置实现故障电源的隔离及备用电源的快速切换,和防晃电装置相互紧密配合而保证主要电动机接触器的连续供电。从根本上保证重要工艺设备的连续性。
二、变频器晃电再启动技术的实际应用
“晃电”是指电力系统在受到雷击、大的电流冲击、上层电网短路等故障对影响区内的系统电压造成的短时影响,甚至一些正常的倒闸操作也会造成电压的变动。
变频器对电压的变动极其敏感,系统中由于短时的过压、失压、瞬间晃电等都可能造成变频器整流装置部分直流报电压故障而停车,而一般在化工企业中,像化工企业液氧泵、液氮泵和高压煤浆泵等属于特别重要设备,短时停车会使整个工艺中断,损失巨大。
在实际工业应用中,采用UPS供电及给变频器加装直流支撑技术显然已很成熟。但是价格昂贵,对于企业来说成本过高,性价比有待考究。
“变频器晃电再启动技术”,再启动时间可以控制在1s以内且可以和工艺进行实际带负荷试验,确定出最合适的保证连续生产的控制时间。具体是在变频器回路加装防晃电检测模块,该模块可以全面监测变频器母线欠压扰动,母线过压扰动,缺相,控制电压扰动,当电压晃动变频器报电压故障停机时,防晃电装置也通过检测主回路及控制回路电源电压而判断系统是否出现电压晃变且在母线及控制回路电压恢复正常时立即发出节点信号对变频器进行复位并再次启动。在此时间内电动机的转速下降能控制在10%范围内,因而工艺所要求的流量、压力等变化也将在10%范围内或允许范围。从而可以保证生产装置的连续运行。
论文作者:任江涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/1/16
标签:电压论文; 接触器论文; 装置论文; 电动机论文; 变频器论文; 回路论文; 母线论文; 《电力设备》2018年第25期论文;