如何治理晃電問題保障生產連續(xù)運行

安科瑞 陳聰

1.前言

隨著用電設備的技術更新，特別是數(shù)字式自動控制技術在工業(yè)生產中的大規(guī)模應用，如變頻器、PLC、自動化生產線以及計算機系統(tǒng)等用電設備的大量使用，對供電系統(tǒng)的電壓質量提出了更高的要求。短時間的電壓降低就可能導致用電設備停運，使企業(yè)遭受巨大的經濟損失。電壓暫降及短時中斷已成為歐美發(fā)達國家面臨的較為重要的電能質量問題，在我國的工業(yè)企業(yè)中，這類問題的影響也越來越突出。

關鍵詞：電壓暫降；晃電；電機保護

2.電壓暫降的危害

晃電學名為電壓暫降(voltage sag/dip)，是指供電電壓合理值在短時間內突然下降之后又恢復到正常運行狀態(tài)的現(xiàn)象。對于電壓暫降的指標，國際上至今尚未有統(tǒng)一標準定義。國際電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）將電壓暫降定義為供電電壓合理值下降到額定值的90%～10%，持續(xù)時間為10ms～1min；國際電工委員會（IEC）將其定義為下降至額定值90%～1%，持續(xù)時間為10ms～1min。

一些對電壓驟降非常敏銳的用戶及設施 (例如：半導體行業(yè)、電子數(shù)控設備、變速傳動的電動機裝置、IT產業(yè)設備企業(yè)等)一旦發(fā)生電壓暫降，帶來的損失將是巨大的。

接觸器作為低壓配電網絡的重要控制開關器件，在企業(yè)連續(xù)穩(wěn)定運行中承擔重要責任。在末端低壓電機回路，接觸器在電壓跌落期間觸頭可能彈開，并引起相關聯(lián)鎖設備動作，導致生產線停車，使企業(yè)造成巨大的經濟損失。對于石油、化工等存在大量連續(xù)生產裝置的行業(yè)來說，晃電產生諸如安全、環(huán)保、廢品、原料浪費、產量降低、效益低下等一系列后果。因晃電現(xiàn)象引起的電能質量問題近年來愈發(fā)受到用電企業(yè)重視。

3.電壓暫降的不可避免性

造成電壓驟降的原因很多，如電力系統(tǒng)遭受無法預期的雷擊。動物、外物的誤碰，狂風及其他自然環(huán)境因素引起的線路故障，以及電源故障切換所產生的現(xiàn)象等。這些故障所引起的瞬問斷電或電壓驟降是目前電力系統(tǒng)仍無法*避免的，電壓驟降發(fā)生的幾率遠高于*斷電情況。

電力用戶開始認識到一味要求電力公司從供電側提高供電可靠性對解決電壓驟降意義并不大。從而逐步將焦點放到要求設備生產商提供的設備具有良好的抗電壓驟降的性能，并力求從企業(yè)用戶內部的設備著手來解決電能驟降造成的影響。

3.晃電治理

電壓驟降從電力供應源頭治理到整條生產線的治理、設備級的治理，再到設備控制級的治理，治理費用以數(shù)量級的比例下降。因此從治理成本及合理性來說，更提倡在設備末端進行治理，甚至是深入到設備內部的電氣控制元器件處治埋。越是靠近末端進行治理，所花費成本越少，亦能達到同樣的治理效果。

本文介紹安科瑞電機保護產品、抗晃電裝置抵御末端設備晃電的解決方案，合理避免電機設備因晃電而停機停產。

4.解決方案

    當前針對末端接觸器的抗晃電解決方案主要分為晃電保持和晃電再啟動兩種。保持式可以通過在線式UPS或者獨立模塊實現(xiàn)。采用UPS方式集中電源處理，對UPS的可靠性要求較高，一旦出現(xiàn)問題，會導致整個電源網絡故障。采取獨立模塊方式，出現(xiàn)問題式不會影響其他回路的控制電壓，優(yōu)勢更為明顯。再啟動式屬于彌補方案，當電壓暫降時間較長時，電機已經停機，可以采用分批延時再起動電機方式，避免同時起動造成系統(tǒng)電壓沖擊。

3.1帶抗晃電功能的電動機保護器

針對需要綜合測量、保護的電動機回路，可選擇帶抗晃電功能的電動機保護器，功能代號“SU"。

保護器在實現(xiàn)電參量測量、保護、控制及通訊組網的同時，通過內置超級電容，在晃電發(fā)生時為保護器持續(xù)供電。保護器繼電器輸出可維持一段時間（0.0-10.0s可調）后釋放，期間電壓恢復，接觸器自動吸合，否則進入再起動階段，在預設的允許時間內電壓恢復，起動繼電器延時閉合，使接觸器重新吸合實現(xiàn)電機再起動。通過合理設置重啟參數(shù)，可以實現(xiàn)電機分批延時再起動。 

典型二次接線圖

產品圖片

ARD3M電動機保護器

3.2抗晃電裝置

  針對僅需要實現(xiàn)抗晃電保護或者已經安裝無抗晃電功能的電動機保護器的回路，可選ARD-KHD-S03系列抗晃電裝置。

  ARD-KHD-S03A具備“晃電保持+再起動"功能，發(fā)生晃電時裝置持續(xù)為接觸器線圈供電，維持其持續(xù)吸合，在此期間電壓恢復，電機繼續(xù)運行；超出保持時間后，接觸器釋放，進入“再起動"階段，電壓在設置時間內恢復則裝置輸出再起動信號，使接觸器重新吸合，實現(xiàn)再起動。

裝置具備節(jié)能輸出模式，減少控制回路功耗，降低噪音。

典型二次接線圖

產品圖片

ARD-KHD-S03A抗晃電裝置

結束語：帶抗晃電功能的電動機保護器和ARD-KHD-S03A抗晃電裝置都能合理抵御晃電造成的設備停車停產，各具優(yōu)勢，且相對于源頭治理，成本更低，針對性更強，是企業(yè)治理抗晃電問題，保障生產連續(xù)性的理想選擇。

參考文獻：

（1） 企業(yè)微電網設計與應用手冊 2020.06

（2） GB 14048.4-2020 《低壓開關設備和控制設備第4-1部分：接觸器和電動機起動器電機式接觸器和電動機起動器(含電動機保護器)》

（3） JB/T 10736-2007 《低壓電動機保護器》