動力EPS在“晃電”中的應用

李兵

摘要

實際生產過程中，由于電力系統“晃電”引起低壓系統繼電器釋放，導致了設備大面積停機，生產裝置停工，給企業造成巨大的經濟損失，社會造成環境污染。針對“晃電”時所造成的嚴重影響和后果，本文介紹了應急電源動力EPS在抗“晃電”領域的應用。

【關鍵詞】動力EPS 晃電 變頻器 直流支撐

“晃電”系指電網因雷擊、短路、大型設備起動等原因而出現電壓大幅度下跌或短時斷電又恢復，致使用電設備由于自身特性不能正常工作的現象。怎樣保證在“晃電”的瞬間保證重要機組不停，才是抗“晃電”技術探索核心問題。

1 動力EPS電源性能指標

動力EPS基于工藝生產的需要自主研發的一種電力系統“晃電”產品，直流供電系統采用DC-BANK直流支撐技術，靜態切換開關作為動力EPS系統的切換技術的一部分，在故障時應能滿足切換時間要求。當故障清除時，靜態開關快速切至主電源（市電）輸出位置。動力EPS裝置配置專用蓄電池充電模塊，充電模塊應采用N+1冗余配置。充電模塊應具有蓄電池充電管理功能，能自動進行充電、浮充電、自動調壓功能，以延長蓄電池有效工作壽命。動力EPS裝置配置專用蓄電池監視檢測單元，能夠監視并及時發現故障電池并發出報警信號。控制電源采用雙機冗余UPS供電，動力EPS裝置采用多回路集中控制，結構模塊化，各回路相互獨立，互不影響，動力EPS一套DC-BANK可以同時支持多臺電動機在電網“晃電”時無間斷工作，同時為多臺電機1-30分鐘的后備時間。

動力EPS裝置配置西門子PLC和西門子人機界面HMI，智能化是動力EPS系統的一個優點，能實時監控系統的運行情況，界面HMI面板有多種監視和報警等功能，使操作和維修非常簡單方便，用戶可以利用液晶顯示板上的啟動和關機，就地操縱動力EPS的運行，人機界面HMI實時反應運行的各種數據。因此看動力EPS是針對于低壓電動機群的理想不間斷電源系統。

2 “晃電”的類型及影響

2.1 “晃電”的類型

（1）電壓驟降、驟升，持續時間0.5個周期至lmin，電壓上升或下降至標稱電壓的110?180%或10?80%。

（2）電壓閃變，電壓波形呈規則的變化，表現為人眼對照明異常而產生的視覺感受。

（3）短時斷電，持續時間在0.5個周波至3s的供電中斷（如備自投、重合閘等）。

2.2 “晃電”的危害

一般繼電器當電壓低于線圈額定電壓的80%，持續0.1秒釋放；當電壓低于50%，持續30毫秒釋放。“晃電”對供電回路繼電器的影響極大，晃電時將造成回路的大面積停電，設備停電，裝置停車。

3 “晃電”的預防措施

3.1 控制回路改用UPS不間斷電源供電

電網正常工作時，給負載供電，同時給儲能電池充電；當市電欠壓或突然掉電時，UPS電源利用靜態開關在5ms快速切換到儲能電池，由儲能電池給負載供電。

3.2 采用抗“晃電”接觸器

防“晃電”接觸器是以儲能釋放的形式保持接觸器一定時間內繼續吸合，避免交流接觸器跳閘。

3.3 采用帶有抗“晃電”功能的電動機綜合保護器

電動機保護器具有電流測量、電壓測量等測量功能；具備抗“晃電”功能、失壓重起等控制功能可以采用啟用綜合保護器的抗“晃電”功能，在“晃電”時使回路重新啟動。

3.4 變頻器“晃電”預防措施

針對變頻器的“晃電”措施，更改保護設置，取消變頻器低壓保護設置，設置快速重啟動。

上述“晃電”措施都是在短時“晃電”的基礎上配置的功能，對于功率為5000KW以上的大功率電機，以上措施不適用。針對大型重要電機采用動力EPS不間斷電源是最好的解決措施，動力EPS后備時間是保障電機緊急處理時間，后備時間按用戶的需求設計，如中韓（武漢）乙烯循環氣壓縮機機組目前采用了用專業動力EPS，既DOBANK直流支撐系統提供直流電源保證設備在最低負荷下運行，負載工作原理如圖1所示。

正常工況下，電機驅動壓縮機運轉，電力系統突然晃電，在主電機市電1失電時（同時應急電機市電2失電），壓縮機轉速開始下降，經過3秒降到1500r/Min，油泵電機失電，備用油泵由于互起功能啟動，保證循環氣壓縮機軸瓦潤滑正常，在主備油泵全掉電的情況下，事故油泵快速啟動，保證壓縮機軸瓦油系統工作正常。同時動力EPS裝置檢測到事故電機啟動命令，快速起動應急電機（恒轉矩變頻起動），應急事故電機在1.5秒內達到額定轉速1500r/Min，能夠使超越耦合器耦合，在應急電源的供電下保證應急電機和應急油栗電機運行15min。在運行的15分鐘內將管道物料走完，將避免管道物料結塊造成次生的危害。

上述動力EPS系統的組織構架是由VVVF（變頻器）及DC-BANK（直流支撐系統）組成。該應急電源系統發揮了正常的斷電保護功能。DC-BANK直流電源支撐裝置主要由電池組、整流充電器、直流接觸器、靜態開關、檢測單元、執行單元等組成。動力EPS采用在線跟蹤和電壓自動監控，保證主電源電壓波動和失電時，同時接到DCS啟動命令后，系統在500微秒內切換到電池供電，保證電機恒轉矩運行。工藝應急模式完成后，工藝給命令停車，動力EPS應急電源系統自動退出直流支撐，處于熱備用狀態；當一臺變頻器故障時變頻器逆變器關閉，故障回路靜態開關斷開。正常或緊急停車時，變頻器逆變器關閉，動力EPS處于熱備用狀態。當變頻器正常運行時直流接觸器吸合，DC-BANK系統處于熱備用狀。

4 結束語

根據我廠實際工藝情況，在循環氣壓縮機機組上使用動力EPS應急電源，使我廠在電力系統“晃電”或斷電時避免造成的次生事故的發生，提高了企業的經濟效益。相信在動力EPS應急電源技術必將成為連續性生產企業抗“晃電”的新寵，為企業連續性生產保駕護航，免除企業因為“晃電”而帶來的種種后顧之憂。

參考文獻

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