防晃電智能控制器在工廠供電系統中的使用探討

趙夢詩 王 永 王 海

（1 蘭州石化公司動力廠，甘肅 蘭州 730060；2 蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060）

1 電網波動對低壓電機的影響

1.1 低壓電機停機的原因

在低壓電機控制回路中，交流接觸器的一對常開輔助觸頭與起動按鈕并聯，電機正常運行時依靠這對常開輔助觸頭實現自鎖功能，保持接觸器的吸合。起動電機時按下起動按鈕，接觸器線圈通電，線圈電流產生磁場，使靜鐵芯產生足夠的吸力克服反作用彈簧力，將動鐵芯向下吸合，三對主觸頭閉合，常開輔助觸頭同時閉合，實現接觸器自鎖。當接觸器線圈斷電或電壓降低時，靜鐵芯吸力消失或減弱，動鐵芯在反作用彈簧力的作用下復位，各輔助觸點也一起復位，接觸器無法自鎖，電機停機。

接觸器類器件的釋放電壓范圍較寬（20%-75%Un），即在20%-75%額定電壓范圍內釋放均為合格產品。當電網出現波動時，交流接觸器線圈電壓會降低。該電壓降低至釋放電壓之下時，將使接觸器線圈釋放導致低壓電機停機。

1.2 電網波動的危害

電網波動原因來自電網操作故障、設備故障、雷擊、大風、大雨等，引起系統接地、電壓降低等故障發生，即使線路重合閘動作成功，也會導致供電用戶出現瞬間性失電，交流接觸器因低電壓或瞬間失電而釋放，造成電動機停機。煉化裝置的生產工藝復雜，即使電網立即恢復正常，也會因電機停機造成工藝參數發生變化，若裝置操作人員處理不及時將嚴重影響裝置的安全生產甚至導致裝置停工。如何保證電機在遇到電網電壓發生波動時，能夠重新供電啟動，保證裝置安全生產是電氣專業一項難題攻關。

2 低壓電機應對電網波動的方法

2.1 應對電網波動的方法

電機應對電網波動有兩種方法：自啟動和抗晃電。

所謂電機自啟動是在電機遇到電網因雷擊、對地短路、發電廠故障及其他內外部原因造成電網短時間故障，電網電壓短時大幅度波動，甚至短時失電后恢復正常供電時電機能夠實現自我啟動而非人工啟動的過程。由于石油化工生產的需要，當電力系統發生短時電壓波動后，生產裝置關鍵設備應在母線電壓恢復正常后自行啟動，進而保證了工業生產的安全性與連續性。

2.2 自啟動的要求

第一、所有的自啟動措施只在電網波動后的短時間內起作用。所謂短時間即線路重合閘投入或者備用電源自動投入或故障消失電壓短時恢復正常時間。超過這段時間，自啟動措施將不動作。因為短時間內電壓不能恢復，設備只能停機，否則長時間停電后系統恢復供電，電機此時再次起動，將會影響裝置整體生產工藝調整，影響裝置安全生產。

第二、對手動停車或事故跳閘的電動機，不應自啟動。

2.3 方式的選擇

隨著電子技術水平的提高，人們越來越多的將其應用在電動機控制技術方面。電動機自啟動只是其應用的一個小小的方面。其實質是幫助設備能躲過短時、瞬間的電壓跌落，電壓恢復正常時，設備再重新正常工作。當電機遇到電網波動時，欲實現電機抗晃電，有多種方式。如：PLC 群起、抗晃電模塊的使用，永磁鐵接觸器以及加裝大電容等方式。通過對比篩選，抗晃電措施中使用永磁鐵接觸器或加裝大電容保證接觸器不釋放的方式，設備使用的壽命較短，給設備使用成本造成較大的負擔。而利用PLC 進行群起抗晃電，需對線路進行改造，并且日常無法進行模擬實驗。相比之下，加裝抗晃電模塊是一種更加經濟和便利的方案。

3 防晃電智能控制器的應用（以KBD-SEC200 防晃電智能控制器為例）

KBD-SEC200 防晃電智能控制器適用于380/220V 電源，并聯安裝在電動機FC 或MCC 控制電路中，克服因電源切換或重合以及瞬時失電引發的接觸器不必要釋放而導致電動機非正常停機從而保證重要負荷電動機的連續運行。可應用于各類連續性生產企業的重要轉動機械中。

KBD-SEC200 防晃電智能控制器適用于各類交流接觸器控制電動機的控制回路，使用AC 220V 電源，并聯于交流接觸器的控制回路上，能準確判斷運行中交流接觸器釋放的原因，僅在電源出現瞬時欠壓晃電條件時才向接觸器提供延時斷開的輔助保持。

4 實驗驗證

4.1 有效完成

在加裝了KBD-SEC200 抗晃電智能控制器后進行試驗，模擬時間均在0.1 秒以上，可以有效實現抗晃電功能。

4.2 不足之處

模塊需要檢測到電壓降低至150V 以下并檢測到接觸器釋放，抗晃電模塊方能啟動。為準確捕捉到接觸器釋放信號，做好與接觸器釋放時間的配合，以及自身計算響應要求，導致此抗晃電智能控制器并不能準確地測出在0-0.1s 時間范圍內的晃電情況。

4.3 改進方法

在原方案的基礎上增加一個時間繼電器，該繼電器失電時瞬時吸合延時打開，KT 接點閉合。電壓恢復時，接觸器瞬間吸合，完成抗晃電功能。經試驗，滿足實際使用要求。

5 結語

1） 經過改造后的部分電機低壓抽屜柜，可以有效保證電機能夠在遇到0.1s 以上的晃電時可靠啟動，以便降低晃電對于電機帶來的影響。

2） 為確保低壓電機啟動的連續性與快速性，應當對于自啟動控制器和自啟動控制系統進行定期檢修、定期試驗，確保其在電網晃電時動作正常，能夠讓電機可靠工作；

3） 若出現電網晃電導致電機自行啟動的發生，應及時統計、分析各裝置設備的動作情況，對動作異常的設備仔細分析、查找原因，并采取有效措施進行整改，不斷提高裝置的抗晃電能力。