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抗晃電方案介紹
1. 使用背景
1.1、晃電的定義
GB/T 30137-2013:工頻電壓方均根值突然降至額定值的90%-10%,持續(xù)時間為10ms-1min后恢復正常的現(xiàn)象。
晃電通??梢苑譃殡妷簳航岛碗妷憾虝r中斷。
具體電壓波形如圖1所示:
圖1 晃電時電壓波形圖
1.2、晃電對電機回路的影響
目前400V系統(tǒng)低壓電動機回路的二次控制回路通常還是采用AC220V供電的方式,這種供電方式接線相對簡單,從主回路任一相取電即可,而相比于DC220V供電,成本也相對較低。但是這種供電方式,對主回路供電的穩(wěn)定性要求也更高,一旦主回路由于雷擊浪涌、主備電源切換、大功率電機起動等原因而發(fā)生電壓暫降或短時中斷,就會引起接觸器釋放,從而導致大面積的電機停機事故,嚴重影響生產(chǎn)效率。
2. 技術方案
目前常規(guī)的400V系統(tǒng)抗晃電方案,普遍分為兩種回路,即常規(guī)直起回路和變頻/軟啟回路——
(1)400V直起回路常見的幾種抗晃電方案及優(yōu)劣勢如下表1所示:
方案對比 | UPS | 防晃電接觸器 | 再起動控制 | 抗晃電裝置 |
技術特點 | 電壓擾動時,蓄電池儲能逆變輸出備用電源,為接觸器持續(xù)供電 | 接觸器包含儲能電容,晃電時電容對接觸器線圈釋放,使接觸器繼續(xù)吸合 | 晃電時接觸器先釋放,電壓恢復后輸出閉合接點使接觸器再次吸合 | 晃電時裝置持續(xù)輸出直流電壓使接觸器吸合,延時時間內(nèi)電壓未恢復則控制接觸器釋放 |
技術優(yōu)勢 | 電源無擾動時間,備用電源轉供<1ms | 不占用額外空間,和接觸器融合在一起 | 可以通過馬達保護器實現(xiàn),控制方式簡單 | 切換速度快,對幾ms到幾秒的晃電都能支撐 |
技術劣勢 | UPS對感性負載的分合閘操作造成的沖擊抗壓能力差。采用單一UPS供電可靠性差 | 內(nèi)部采用高壓電容,容易受過壓等損傷。正常斷電時存在延時問題 | 屬于事后彌補方式,對于十幾ms內(nèi)的晃電不能及時響應,導致接觸器脫扣 | 占用額外的安裝空間 |
——目前后兩種方式在低壓直起回路較為常見,也是我司目前主推的兩種方式,其中“再起動控制"方案一般由電動機保護器實現(xiàn),該方案適用于一些預算不高的新建項目,將電動機的測量、保護和晃電再起動功能集于一身,安裝體積和接線也比較友好。
典型接線圖如下圖2所示:
圖2 馬保實現(xiàn)晃電再起動典型接線圖
——“抗晃電裝置"方案將抗晃電功能獨立為一個裝置,對晃電的捕捉更加迅速、快捷,且能在晃電時保持接觸器(非節(jié)能型,線圈阻抗<1000Ω)維持一段時間的吸合狀態(tài),此時電壓恢復,電機還在慣性轉動且接觸器處于吸合狀態(tài),可以快速恢復到正常運行狀態(tài),將晃電的影響降到zui低。針對400V直起回路推薦ARD-KHD-S03A系列抗晃電裝置,其中125A以內(nèi)的接觸器選擇C1規(guī)格,125-630A范圍的接觸器選擇C2規(guī)格。
典型接線圖如下圖3所示:
圖3 直起回路晃電保持典型接線圖
(2)變頻/軟啟回路常見的幾種抗晃電方案如下表2所示:
方案對比 | UPS | 變頻器自啟動 | 直流支撐 | 晃電再起動 |
技術特點 | 電壓擾動時,蓄電池儲能逆變輸出備用電源,為接觸器持續(xù)供電 | 取消變頻器低壓保護設置,設置快速重啟動 | 直接在直流端進行直流補償 | 晃電引起意外停機時,可自動起動變頻器 |
技術優(yōu)勢 | 電源無擾動時間,備用電源轉供<1ms | 無需額外投資 | 通過直流供電使變頻器可以持續(xù)運行 | 投入成本小,針對單臺設備,一對一控制更加穩(wěn)定可靠 |
技術劣勢 | UPS對感性負載的分合閘操作造成的沖擊抗壓能力差。采用單一UPS供電可靠性差 | 低壓往往會表現(xiàn)為變頻器的過流保護,而取消過流保護會增加變頻器本身損壞隱患 | 需要投入大量蓄電池組,投資大,占地大 | 占用額外的安裝空間,需要與變頻器/軟啟或者DCS配合調試 |
我司目前針對變頻/軟啟回路推薦采用“晃電再起動"方案,因為發(fā)生晃電時,變頻器或者軟啟動器通常會報故障并停機,因此無法采用保持接觸器吸合的方案。推薦采用ARD-KHD-S03F系列,在晃電恢復之后,S03F系列先給變頻器/軟啟動器故障復位信號,待故障復位之后延時給出再起動信號,使變頻器/軟啟動器重新起動運行。
典型接線圖如下圖4所示:
圖4 變頻回路晃電再起動典型接線圖
(3)此外針對一些改造項目或者安裝空間有限的項目,我司推出了ARD-KHD-Z01型晃電再起動控制器,體積小巧、接線方便,可實現(xiàn)各類回路的晃電再起動。
3 產(chǎn)品尺寸
3.1、ARD-KHD-S03A/F系列抗晃電裝置外形尺寸如下圖5所示:
圖5 ARD-KHD-S03A/F系列尺寸圖
注:本系列產(chǎn)品為導軌安裝,尺寸較大,適用于GGD柜,安裝在MNS柜時需合理規(guī)劃柜內(nèi)空間。
3.2 ARD-KHD-Z01系列晃電再起動控制器外形尺寸如下圖6所示:
圖6 ARD-KHD-Z01系列尺寸圖
注:本系列產(chǎn)品為導軌安裝,體積小巧,適用于各類柜型。