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摘要:我国经济的快速发展离不开各行各业的努力,各项行业在工作生产当中都离不开对电力的需求,企业数量逐年增加,供电负担越来越重,电网覆盖范围广,用户性质复杂,受自然因素、设备因素、人为因素等影响,引发晃电现象 。晃电会给许多大型企业带来严重的经济损失,化工属于大型连续生产企业,受晃电影响的各方面损失都很大,部分关键电气设备需要采取抗晃电技术,减小晃电所带来的危害。
关键词:抗晃电技术;煤化工;电网
晃电是指供电电压的瞬间跌落,瞬时失压,短时断电的现象。电路结构的不合理性,自然现象如雷电,都可能引起晃电。随着工业用电量增大,环网和并网日益增多,馈电容量日益扩容,均提高了晃电发生的概率。电压骤降能引起设备跳停而影响生产;电压骤升骤降会引起电流突升,烧坏设备;短时断电也会使数据丢失,所以,抗晃电技术在生产和生活中意义重大。
一、造成晃电的主要因素分析
首先,自然因素。夏天频繁出现的雷电和大风,冬天常见的大雾和大雪天气,空气污染严重时,灰尘浓度高形成的“污闪”都是造成晃电的主要原因。其中雷电和“污闪”会导致供电电压暂将时间超过100ms。其次,设备因素。连接动力设备的开关、电动执行器等多项设备因为使用时间过长,未能及时更新替换,使得电动阀门或开关,电动设备出现老化绝缘,运行状况时常失灵,晃电的频率随之增高。瞬间的晃电产生出极大的动态电流,加大对供电网的压力,因此晃电的强度也提升了。再次,电网负荷因素。随着用电需求的日益递增,加重了电网的负荷。无论重载设备是突然间的起动还是跳停,都会给电网带来很大的影响。例如在生产过程中,重型设备突然停机,电网中的电流突然断掉,其线路电感反电动势引起电压上升,线路电阻上的电压降突然消失,造成电压上升,电网因过载导致电网电压下降。最后人为因素。人们对电力的不合理使用与调动,对电力设备维护使用不当,故障处理措施不妥当等都会扩大事故的危害性。工作人员的操作失误也会引起电力系统出现过电压、欠电压、电压短路等问题,相应的就会出现电路过电压断路调节、欠电压保护调节、和各种自投装置的保护动作,这些调节保护会造成供电电压的瞬时大幅下降,给生产和设备带来严重损害。
二、晃电现象影响性与必要性分析
(一)晃电现象影响性分析
化工企业所使用电机多为交流触控控制,当其电力系统出现晃电现象时会因电压的中止或降低,导致电机线圈对铁芯吸力的减小进而使得接触器释放,诱发电机的大规模停机现象,对生产的连续开展造成严重影响。根据相关数据统计分析可知,当触控装置电压小于额定电压的 50% 且时长超过一个周波便会引起触控器的释放,即使电压不低于额定电压的 80%,一旦时长超过五个周期也会导致触控器的释放,从而对生产连续性造成严重威胁
(二)应用抗晃电技术必要性
首先, 有助于减少晃电导致设备停机的现象的发生。研究抗晃电技术在化工企业配电系统中的应用对于化工企业电气设备经常由于晃电导致停机的现象的减少具有重要作用。抗晃电技术的有效运用有助于推动化工企业的生产经营的效率的提升。其次,有助于推动化工企业的经营效益的提升。通过抗晃电技术在配电系统中的应用,提高电气设备运行的稳定性,从而减少化工企业在设备停机上时间和资源的浪费,可以将生产经营更加持续,减少设备停机故障上人力、物力、财力的大量花费,最终对于化工企业经营效益的提升具有重要的作用。最后有助于推动抗晃电技术的发展进步不断推动抗晃电技术在化工企业配电系统中的有效运用,不断解决新的问题,实现相关的技术突破,提高化工企业的生产经营效益,最终将无疑不断推动抗晃电技术的进步,并且使得抗晃电技术得到不断的发展 。
三、抗“晃电”技术分析
(一)市电电压跌落快速检测技术。
要求检测模块具有优良的稳定性和速动性。例如罗文清等在文献中设计的系统,将光电耦合和二阶滤波引入检测电路。
光电耦合隔离了检测环节和控制环节,有效阻碍了噪声信号;同时,滤波器电路消除了低频信号的干扰,实现市电和备用电源的自由切换。在检测和切换的速度性能的提升上,杨建翔等提出了一种抗晃系统新算法,通过检测电流采样值和电流变化率, 与传统的定值进行比较, 实现了5ms 内完成测量、识别、确认,并发出保护指令,与继电器进行配合,能在20ms 内完成切换动作,实现快速保护 。
(二)智能化管理技术。
采用智能高速芯片实现数据处理和通信。高速芯片的AD 采集电网电压的实时数据,量化处理以后采用SPI 协议再送入芯片处理,并能实现历史数据存储。当前的技术还实现了人机交互,智能化控制策略。智能管理的分批再启动技术。刘静利用可编程逻辑控制器PLC 对电机自启动的顺序编程设定, 并将程序输入处理器的数据库中, 市电晃电恢复以后,PLC 能按照程序设定控制电机按照一定顺序和延迟依次重启。分批再启动技术不仅可以通过PLC,也可以通过控制专用芯片、门电路等器件,设计时序关系,控制接触器中的主触头,保证晃电器件断开,电压恢复后重新吸合,按照次序和时间启动电动机。
(三)防晃电交流接触器技术。
这种接触器也叫永磁交流接触器,例如JNYD-3F 系列,利用磁极的基本特性,使用永磁驱动代替传统的电磁铁驱动,构成一种新型微功耗接触器。永磁铁极性不变,可变极性的软磁铁固定安装在接触器一侧底座上,它们之间相互吸合,实现保持与释放的功能。
四、抗“晃电”技术在工业生产中的应用
(一)抗晃电接触器应用
现阶段接触器抗晃电解决方案主要有晃电保持式和晃电释放电压恢复再启动式两种。保持式从实现方式上又分为采用在线UPS和提供独立模块式两种。采用UPS方式,属于集中电源处理方式,需要承受接触器的合闸冲击和分断过压,对UPS的可靠性要求较高,出现问题导致整个电源网络故障。而采用独立模块式,一个回路出现问题,不会引起整个控制单元异常,优势明显。再启动方式属于弥补式方案,如果晃电时间较短时(100-500ms),存在电压恢复时电机残压较高,以及接触器闸瞬间电网电压和电机残压非同期问题,可以考虑防晃电保持与再启动相结合的方式,在较短晃电时间内(500-800ms),采用保持式使接触器保持不释放,在晃电时间持续较长时,电机已停机,可以采用延时分批再启动电机方式,避免群起电机造成对系统电压冲击。分批自启动装置也有不便于维护、故障率高的缺点,在后期的运用中主要是推动其实现单台离线调试,这是其后期发展的主要方向。
(二)变频器增加直流支撑
由于低压变频器采用的是交直交原理,因此对于一些可以外引内部直流母线的变频器可以采用直流电压支撑的方式实现对变频器的晃电欠压调整的问题。外部直流支撑控制元件,将后备电压或蓄电池组电压升高到接近变频器直流母线电压,当系统发生晃电时,控制电子开关将后备直流电源接入变频器直流母线,带动负载继续工作。系统电压恢复后,关断后备电源。该方案优点是:采用并联方式输出,可靠性较高,支撑时间可调整。缺点是:需要按照负载容量来设计电池组。
结语
化工企业生产的连续性对其最终综合效益的获得有着不可替代的直接影响性,而晃电现象作为威胁化工企业电力供应稳定、连续的主要因素,针对其开展有效探究,总结行之有效的抗“晃电”技术对于保障化工企业生产效益意义重大。化工企业管理者必须充分重视这一问题,在企业生产中积极组织专业技术力量,探寻自身晃电现象发生原因及相应特征,从而设计针对性抗“晃电”技术,可以从根本上为企业生产的不间断开展提供坚实保障。
参考文献:
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