ARD-KHD 安科瑞自适应化工厂抗晃电装置

0 前言

“晃电”指的是电网因雷击、对地短路、重合闸、设备起动、发电厂故障及其他原因造成电网电压短时失压、电网电压短时大幅度波动、短时断电数秒等的电能质量事件。化工企业对系统供电可靠性的要求较高，一旦出现供电系统晃电，会引起保护设备欠压误保护、生产设备意外停机，致使生产线瘫痪、事故扩大，导致非常大的经济损失，甚至对操作人员的安全构成威胁。

1 常用的抗晃电的措施及应用

（1）UPS抗晃电系统

控制系统如DCS，PLC 等工作电源由UPS电源接入，实现抗晃电的目的。在电网电压工作正常时，给负载供电，同时给储能电池充电。当市电欠压或突然掉电时，UPS电源开始工作，由储能电池给负载供电。

系统发生晃电时，接触器的线圈依靠UPS供电正常工作，保持主触头的吸合，避免晃电造成电机停机。当母线失电超过一定的时间后，根据二次控制部分设定的时间断开输出，避免电压回复后事故的发生。

（2）DC-BANK 抗晃电系统

应对变频器抗晃电有如下方法：

方法1：取消变频器低压保护设置，设置快速重起动，缺点是关键电机的停止、重起会影响生产的连续性和造成次品增加，另外低压往往会表现为变频器的过流保护，而取消过流保护会增加变频器本身损坏隐患，这种方式在连续性生产要求较高的石化企业很少使用。

方法2： DC-BANK系统，DC-BANK系统主要应用于变频电机和PLC/DCS 供电系统。电网正常时变频器由交流母线供电，DC-BANK 系统处于热备状态。电网晃电或备自投切换时，电网电压下降，转换成由DC-BANK 向变频器的直流母线供电，变频器保持正常工作。

（3）电动机的抗晃电措施

交流接触器广泛使用于低压电动机控制系统中，晃电发生后接触器断开，会使电动机停转。

电动机抗晃电主要为接触器抗晃电，交流接触器的抗晃电方法：

方法1：采用抗晃电接触器，具有延时释放/避开弹跳区的接触器被称为抗晃电接触器，晃电出现时接触器不立即释放,也不工作在临界弹跳区，其控制线路安装接线如图6所示。

方法2：原有的交流接触器上增加延时模块。

方法3：加装再起动控制器。

方法4：使用带有抗晃电功能的电动机保护器，电动机保护器具有过载、断相、不平衡、堵转、阻塞、起动超时、过压、欠压、接地、漏电等保护功能；具有电流测量、电压测量、频率测量、功率测量等测量功能；具有起动控制、抗晃电功能、失压重起等控制功能；具有DC 4-20mA变送输出，MODBUS、PROFIBUS通讯功能，可以提高生产自动化程度，减少设备投资。

工作原理如下：“95、96”接点作为保护接点，保护器上电后处于常闭状态，当出现故障或辅助电源断电后变为常开状态。“7、8”接点同起动按钮SB2并联，出现晃电后“7、8”吸合维持控制回路处于起动状态，电压瞬间后可执行重起功能。

工作原因如下：“95、96”接点同图9中功能描述。“7、8”接点为起动控制继电器，保护器接收到“SB1”发出点动起动信号，“7、8”吸合并自保持，接触器KM线圈得电接通电机主回路。保护器接收到“SB2”发出点动停止信号，“7、8”输出断开，接触器KM线圈失电，断开电机主回路。发生晃电后，线圈KM失电电机主回路被切断，保护器根据晃电时间长短自动选择执行“立即重起动”，“分批延时自起动”或“禁止起动”。

电动机保护器行业标准（JB/T 10736）中对抗晃电（失压重起）功能描述要求：“具有欠电压（失压）重起动保护功能的保护器，因主电路欠电压故障或失压停车，若在“立即重起动时间”内电压恢复至正常（允许重起动设定值以上）时，保护器可使电动机立即恢复至电动机停车前的运行状态（不经过起动延时、降压等过程）；若超过“立即重起动失压时间”而在“延时重起动延时时间”设定时间内，电压恢复至欠电压（失压）重起动设定值以上，则电动机按“延时重起动延时时间”延时起动（与正常起动的过程相同），延时时间允许误差为±10%；若超过“延时重起动延时时间”后电压恢复，则电动机不再自动重起动。恢复电压值误差不大于±10%。”

2 电动机保护器抗晃电

以安科瑞ARD系列电动机保护为例，介绍电动机保护器的抗晃电功能的工作原理。为实现抗晃电功能，电动机保护器需带有抗晃电模块，将交流电输入接在抗晃电模块的输入端，抗晃电模块的输出接到电动机保护器的辅助电源输入端，电动机保护器的电压测量信号取自接触器上级，防止晃电时接触器脱开，无法测得恢复电压。线路正常供电时抗晃电模块的内部储能装置处于储能状态，晃电期间由抗晃电模块储能设备向电动机保护器供电，维持电动机保护器正常工作。当系统电压恢复到“重起动电压”后，电动机保护器对晃电持续时间进行判断，时间小于“立即重起动失电时间”立即吸合“输出继电器7、8”起动电动机；晃电时间长于“立即重起动失电时间”，而小于“允许失电时间”，执行延时重起动；晃电时间长于“允许失电时间”，不执行起动。

采用电动机保护器可以实现晃电立即重起动、失压延时重起动、失压时间过长闭锁起动，并且带有过载、断相、堵转、阻塞、过压、欠功率等全面的保护功能，可以确保电动机的平稳运行，并减少系统投资，在化工行业使用具有实际意义。

方案1：带抗晃电功能的电动机保护器

针对需要综合测量、保护的电动机回路，可选择带抗晃电功能的电动机保护器，功能代号“SU”。

ARD2F(II)、ARD2M、ARD3M保护器在实现电参量测量、保护、控制及通讯组网的同时，通过内置电容，在晃电发生时为保护器持续供电。保护器继电器输出可维持一段时间（0.0-10.0s可调）后释放，期间电压恢复，接触器自动吸合，否则进入再起动阶段，在预设的允许时间内电压恢复，起动继电器延时闭合，使接触器重新吸合实现电机再起动。

方案二 针对仅需要实现抗晃电保护或者已经安装无抗晃电功能的电动机保护器的回路，可选ARD-KHD-S03系列抗晃电装置。

ARD-KHD-S03A具备“晃电保持+再起动”功能，发生晃电时装置持续为接触器线圈供电，维持其持续吸合，在此期间电压恢复，电机继续运行；超出保持时间后，接触器释放，进入“再起动”阶段，电压在设置时间内恢复则装置输出再起动信号，使接触器重新吸合，实现再起动。

装置具备节能输出模式，减少控制回路功耗，降低噪音。

4 结束语

晃电作为一种常见的电能质量问题对企业生产的影响日益严重，这个问题在变频回路尤为突出，因为变频器本身无法像部分电动机保护器一样实现失压再起，所以尤其需要抗晃电装置来抵御晃电造成的停机。本文介绍的ARD-KHD-S03抗晃电装置对变频回路的晃电实现综合监控，可合理预防控制晃电对变频回路的不利影响。

安科瑞马达保护器

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