夏普 任春梅
河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南 新乡 453700
摘要：“晃电”是指电网因雷击、短路、大负载起动等情况引起的供电电源电压大幅度下跌或电压短时中断，致使用电设备不能正常工作的现象。本文基于石化项目电动机防晃电措施的研究展开论述。
关键词：石化项目；电动机；防晃电措施
引言
供电网电压的瞬间波动，称为“晃电”。由于晃电时间很短，防晃电模块动作的快速性和可靠性不容易直接测量，这是能否保障装置连续、可靠运行重要依据。所以要在设备安装中做好检测和调试工作，防晃电模块工作性能稳定是保障电气设备可靠工作重要条件。
1防晃电模块构成及工作原理
模块主要由4部分组成：①超级电容模组储能与电源变换部分；②可变直流电压输出与交直流切换部分；③电流、电压采集与切换闭锁部分；④显示与数据通信等功能部分。模块中端子KL、KN为交流接触器控制电压输入，输入电压经过模块处理后输出到端子XL、XN。端子PL、PN是模块的电源输入端。两个RJ11接口对内与RS485总线并接，对外可以采用4芯线与电动机保护模块和另一个防晃电模块实现联接。地址拨码用来设定防晃电模块的ID号，以区分不同防晃电模块。端子DO1、DO2晃电信号告警继电器的常开节点输出。2位8段数码管用于晃电设定时间和模块事件代码的显示。超级电容模组储能与电源变换部分含有一个AC/DC电源模块和3个DC/DC电源模块。POW1是宽输入AC/DC电源模块，输入电压范围AC85～265V，输出DC15V，最大1000mA。系统电源正常时，AC/DC模块经限流电阻R对超级电容模组进行充电；当电压降低到AC85V以下时，二极管D2导通二极管D1截止，保证超级电容组只对后续负载供电。POW2和POW3为非隔离型DC/DC电源模块，POW2输入电压为DC9～36V，输出电压为DC96V，最大500mA。POW3输入电压为DC60～96V，输出电压为DC220V，最大10mA，POW3带输出限流功能，主要作用是为高压电容E2储能。POW4是隔离型DC/DC电源模块，输入为DC9～36V，输出DC5V，最大1200mA为微处理器及控制电路提供电源。
2“晃电”的危害
在工业生产中低压电动机大部分是采用交流接触器、变频器、软启动器来进行控制，由于交流接触器、变频器、软启动器自身的工作特点，当电网出现断电或电压降低到一定程度时，交流接触器由于吸合力不够而释放，变频器和软启动器低电压动作而跳停，从而导致所控制的电机或其它设备停止运行。由于自然环境的特点，红磷公司所处的地理位置每年都会遇到几次雷雨天气，电网在雷击、对地短路或其它原因引起电网电压波动，电压瞬间失压或降低，也造成了公司内部分低压电机控制设备跳停，引起了部分装置甚至整个公司停车的现象，对公司的正常生产造成了严重的影响。因此，对存在的问题进行分析，采取了相应的防晃电措施，并在80万吨硫酸装置中喷磺泵、风机油泵、给水泵的关键设备进行了应用，提高了供系统的稳定可靠性。低压电动机的运行大多数采用交流接触器、软起动器、变频器等起动控制设备进行控制。“晃电”时交流接触器因线圈电压低于其吸合电压而释放，软起动器和变频器也会因低于控制电压而跳停，因此，在工业生产中常常会因“晃电”引起许多重要的低压电机停机。而关键设备停机又会导致大机组、甚至会导致整个生产装置连锁停机，最终导致连续生产过程被迫中断，生产装置被迫紧急停车，从而给企业造成巨大的经济损失，有时还有恶性事故发生。
3目前几种常见防晃电方法存在的缺点
已有的防晃电设备主要在二次控制回路中使用UPS不间断电源控制交流接触器或为设备提供电源，但在其应用过程中，不可避免地存在不足之处。用电设备自身所带的电动机功率相对较大，UPS电源设备所存储的电源无法满足支撑其运转的能力，因而无法发挥出有效的防晃电效果。1台UPS设备至少带8台以上设备，当UPS发生故障时，设备跳停较多，影响范围较大。例如，2016年某化工厂的1台UPS故障就导致了设备停车。防晃电模块也较多应用于防晃电，就是给控制回路或供电系统提供可以保持设备不失电的电源。此外，还有防晃电线圈、防晃电接触器、延时继电器等防晃电设备，这类产品使用周期短且故障率高，不能保证重要设备的稳定运行。这类设备的缺点在于其内部极其复杂，不可靠性急剧增加，当二次控制回路做出保护动作时，须抗晃电专用交流接触器立即跳闸，并设定延时装置和延时模块的延时时间，以确保在晃电时失压脱扣机构延时动作或模块的输出仍能维持在额定输入电压而躲过晃电。
4电动机再起动计算
在发生晃电时，电压稳定控制系统能维持住电压的时间为秒级，以某项目为例，技术要求持续时间为1s。此时，静态开关迅速切换，断开与上端母线连接，防止反送电。同时通过超级电容高倍率放电，在设计时间内维持住下端母线电压，电压被维持，接触器线圈自然不会失电。晃电结束后，静态开关切回正常方式，受此系统保护的重要电动机，将晃电影响化为无形。另外，石化项目低压主接线也多采用单母线分段，因同样不考虑双电源同时晃电情况，晃电发生时，备自投装置将进线开关断开，分段开关合上，主电源切换至备用电源。行业标准中，通常1s的时间已足够使备自投动作完成。所以，即使主电源为停电，也能使本段电源顺利切换至另一段，恢复供电。晃电时，母线电压下降，电动机将降速或停转，晃电结束电源恢复，采取了防晃电措施的电动机将升速或再起动，此时需要考虑大量电动机同时起动时，母线电压是否能维持在规范允许范围之内。GB50055—2011《通用用电设备配电设计规范》第2.2.2要求，对于不频繁起动的电动机其起动时，母线电压降不低于额定电压的85%。防晃电措施的根本在于对接触器线圈的控制回路的设计，其前提需要对有再起动需求的电动机进行再起动计算。经过计算，如果最小运行方式下的电源容量较小，引起母线电压降超限，不足以使电动机同批起动，将只能采取分批再起动，此时，只能对第一批电动机采取防晃电措施，其余批次电动机只能逐批起动，若此时对它们进行了防晃电设置，将可能引起母线电压超限，进线电源开关跳闸。
5防晃电功能参数设置
（1）模块参数设置待机下长按■10s进入参数设置，通过▲▼符号选择设置参数，按■对参数进行设定，▲▼符号修改参数值。待机下显示器后2位显示ON表示运行状态，后2位显示OF表示关闭状态，显示器第1位显示的是产品类别A、B、C。A型是晃电立即启动+分批再启动，B型是防晃电再启动，C型是晃电后延时再启动。参数设置时，30s无操作退到待机状态。待机下按▼显示晃电次数。防晃电模块投入使用时应将晃电动作次数P7和晃电超时次数P8清零或记录当前数字，有利于对晃电后保护动作的次数和晃电超过设置时间记录进行查询。（2）变频器防晃电参数设置变频器安装防晃电模块后还需要激活变频器的相关设置才能具有防晃电功能，由于变频器的参数定义及控制方式都不一样，应按照变频器的各自定义去设置相关参数。
结束语
防晃电模块具有接线简单、安装方便、类型全面、工作性能可靠的特点，安装时不会破坏原有回路设计，只是在电气回路中加装了具有防晃电功能的再启动控制部分，当发生晃电时保障电气设备继续运行，避免因电网瞬间波动而引发装置停工。防晃电模块使用中采用了2A的控制保险进行保护，其模块内部也有1个2A的保险，当防晃电模块出现故障时具有双重保护功能，能有效的隔离故障避免事故扩大，避免影响设备本身及其他设备运行。
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