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低压变频器抗晃电方案的应用与探讨
防晃电接触器,抗晃电设备,晃电治理厂家丨郑州泰普科技有限公司   发布时间:2021-07-09   点击次数:185

变频调速已被公认为是最理想的调速方式之一,采用变频调速后,节能效果也很明显。目前,低压变频器被广泛应用于石油、化工、冶金、钢铁等各行各业。某石化企业全厂现有低压变频器454台,这些变频器为企业的生产控制、流量调节、节能降耗等做出了重要贡献。电力系统在运行过程中由于雷击、对地短路、故障重合闸、备自投动作、电网异常、大型设备启动等造成的电网电压瞬时跌落又恢复正常的现象,使电网电压瞬间较大幅度波动或者是断电又恢复的现象称为“晃电”。但是,当电网发生“晃电”时,变频器易受电网电压波动的影响而跳闸停机。“晃电”虽然一般只有短短的数秒钟,但是对于连续性生产要求高的石化装置而言,某一台或几台变频器的停机都可能导致生产工艺流程中断,甚至整套装置非计划停工,给企业造成巨大的经济损失,严重时还会发生火灾、爆炸、环境污染、人身安全等次生事故。因此,提升低压变频器抗晃电能力对于连续性生产要求高的企业具有十分重要的意义。

 

1 电网“晃电”时变频器停机的原因分析

1.1 主回路接触器跳闸

1所示为变频器现有供电回路的接线方式之一,变频器主回路带电磁式交流接触器。其控制方式为:起动时现场起动按钮控制接触器吸合,当主回路接触器KM吸合后,控制回路时间继电器KT接点延时闭合,变频器运转命令ON,变频器开始工作;停机时现场停止按钮控制接触器释放,控制回路时间继电器接点瞬时断开,变频器停机。由于电磁式交流接触器的工作原理特点,当电网出现“晃电”时,会造成电磁式交流接触器工作线圈短时断电或电压过低,导致靠电流维持吸合的动、静铁心 吸力小于释放弹簧的弹力,使接触器释放跳闸,导致变频器因输入电源断电而停机。


1.2 控制变频器运转命令的中间继电器或时间继电器跳闸

2所示为变频器供电回路的另一种接线方式,变频器主回路不带接触器。其控制方式为:主回路空气断路器合闸后变频器主回路得电,通过现场按钮控制中间继电器KA的吸合与断开来控制变频器的运转命令ONOFF,从而使变频器运转或停机。当电源“晃电”时电压跌落至继电器保持电压以下,继电器KA线圈失电跳闸,变频器运转命令OFF,当电源恢复后,变频器因运转命令OFF而无法再次起动。


1.3 变频器控制电源失电

如图1所示,变频器控制电源取自变频器输入电源,当变频器输入电压下降,控制电路就不能正常发挥控制功能,故在输入电压低于规定值时,保护电路动作,切断变频器的输出,保护变频器不受损害。

 

1.4 变频器直流回路电压低

如图3所示,交—直—交变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元、CPU等部分组成。变频器靠内部逆变电路中IGBT的开断来调整输出电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电压,从而达到节能、调速的目的。变频器的电压检测元件设置在直流环节,变频器“低电压”是指其中间直流回路电压低(即逆变器输入电压过低)。一般的变频器都具有失压和瞬间停电的保护功能。逆变器在失压或停电后,将允许变频器继续工作一个短时间td,若失压或停电时间totd,变频器继续运转;若失压或停电时间totd,变频器自我保护停止运转。一般td都在1525ms,但是电网“晃电”时间to至少在100ms以上,最长可达到数秒钟,因此“晃电”时变频器往往会“低电压”跳闸停机,使电动机停止运转。

变频器在使用中,当电网电压瞬间跌落时,变频器直流母线电压也相应跌落,使变频器处于报警停机状态(欠压报警),一般来说,该瞬间电压跌落周期只要大于0.5s左右,对于变频器来说,直流电压下降过多,就无法维持运行。当变频器因低电压跳闸停机,电压再次恢复时,变频器也无法自起动,必须手动复位才能再次起动。

 

1.5 变频器低电压设定值过高

经过调查和实际使用经验,不同品牌的变频器低电压定值差别较大,最高的为90%直流电压,最低的可达到60%直流电压以下。有些生产商片面强调对变频器的保护,低电压设定值过高且无任何延时,电源系统一有风吹草动,变频器即因低电压而停机,将风险全部转嫁给用户,威胁安全稳定生产。

 

2 变频器抗“晃电”措施

2.1 将主回路接触器更换为电磁式接触器

为解决电磁式交流接触器“晃电”时跳闸的问题,将主回路的电磁式交流接触器更换为抗晃电电磁式接触器。TPM-K防晃电接触器是电磁式接触器,在电源正常状态下,控制模块处于储能状态,接触器的启动和停止与常规接触器一样,当有晃电发生使用电压降到接触器的维持电压以下时,控制模块开始工作,以储能释放的形式保持接触器继续吸合,当有电源电压恢复后,控制模块又继续转入储能状态,这种接触器正常工作时的启动和停止与常规接触器一样,操作简单,可以避免工作人员因为不熟悉操作流程而产生失误等问题。

2.2防晃电控制器方案

TPM-QC防晃电控制器是为解决设备在连续生产过程中由于电网电压不稳定造成停机事故而研发的一种专用控制器,它能够实时检测设备运行中的电压状态,如果电网电压突然发生晃电现象,在设定的时间内电网电压又快速恢复正常,该控制器可以重新启动设备,使设备恢复运转,避免生产事故的发生。


2.2采用直流支撑方案

变频器直流支撑方案是利用蓄电池中贮存的直流电源,直接为变频器直流母排供电,从而保证变频器的正常运行。在电网正常时,直流后备电源在充电模式,整充电单元对蓄电池组充电,蓄电池组处于浮充状态。在电网失电时,直流后备电源切换至放电模式,经过直流压差控制电子开关,控制蓄电池为变频器直流母排供电,保证变频器正常工作。但是该方案需要采用蓄电池提供后备电能,一次性投资费用高,蓄电池占地面积大,受场地限制及现场环境限制,且使用寿命受各种因素的影响较大,需定期更换的费用高,其推广应用受到一定限制。

 

郑州泰普科技有限公司生产的抗晃电系列产品型号齐全,不止拥有TPM-K防晃电接触器、TPM-QC防晃电控制器、DC-BANK直流不间断电源(即直流支撑),还有TPM-QSDVR电压暂降保护系统、TPM-QS100电动机再启动柜等多种防晃电产品,可以适应各大企业各类工况、各类经济需求。

 



 
 
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