企业晃电的电气解决方案

赵丽梅

（连云港沃利帕森工程技术有限公司，江苏 连云港222000）

1 晃电概念及特点

“晃电”是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电，而在很短的时间内（一般是几秒以内）又恢复正常的现象。供电系统产生晃电的基本类型有：电压骤降、骤升、短时断电、电压闪变。电压骤升，持续时间0.5个周期至1 min，电压上升或下降至标称电压的110%～180%。电压暂降、骤降是电压有效值降至标称值的10%至90%，且持续时间为10 ms至1 min（典型持续时间为10～600 ms）的电能质量事件之一。短时断电，持续时间在0.5个周波至3s的供电中断[1]。晃电具有突发性和不可预见性，晃电无法避免。

2 晃电影响统计

某厂在投运的十年里进行了统计，晃电事故的电压降幅统计记录数据汇总：电压暂降共发生154次，平均每年发生15.4次，发现晃电时90%持续在0.5个周波之间，晃电时电压暂降幅度在50%内的情况占98%，引起设备停机的占73%[2]。晃电引起电压骤降的主要原因为雷电的占63%。

3 针对晃电的综合治理方案

将某厂受晃电影响的低压设备按重要和敏感程度分为A、B两组，A组为敏感负荷，数量约占10%，设备总容量小。B组设备为一般负荷，总容量大，数量约占90%。

技术与经济兼顾，针对这两组设备采用两种方案，敏感而少量的A组设备采用动态电压调节器方案。B组设备在利用电气及控制系统采取晃电后分批自起动方案。

3.1 A组设备动态电压调节器方案描述

动态电压调节器方案如图1所示。

图1 动态电压调节器方案示意图

串联在现有配电变压器低压侧和现有配电盘之间，用于集中保护多个敏感负载。晃电发生时，动态电压调节器同时完成了电压暂降补偿、电压暂升校正、连续在线调压、相角误差修正、电压不平衡修正、电压波动与闪变修正。电压暂升保护功能校正了过电压。持续在线调节电压保证了供电可靠性。设备本身故障不会引起负载掉电，0.25 ms内开始补偿，10 ms内补偿完毕。无电池、电容等储能元件，免维护，电能损耗低。

电压调节器在自身设备发生故障时会自动转为旁路供电，内部旁路模式下，逆变器不生成补偿电压，市电通过注入变压器次级绕组直接为负载供电。经过电压调节器补偿后，供电系统主要技术指标均达到了较好效果，具体数据如表1所示。

表1 供电系统主要技术指标

3.2 B组设备利用现有装置电气及DCS控制系统实现晃电后分批自起动

B组设备的低压配电回路方案如表2所示。

表2 B组设备的低压配电回路方案

下面针对表中方案分别阐述。

3.2.1 断路器配电方案

断路器欠电压脱扣器结合安装在断路器外部的电子延时继电器配合使用，预先设定调整时间来延迟欠电压脱扣器的动作；利用延迟性防止系统因短时的压降或断电而造成断路器脱扣。欠电压脱扣器：在脱扣器电压达到额定电压的35%～70%时，断路器分闸；在脱扣器电压达到85%～110%时，断路器合闸；延时继电器整定时间为3s[3]。

3.2.2 断路器+接触器+电动机综合保护器配电方案

断路器的功能同以上描述，尽量避免了晃电引起的电动机停车。接触器在线圈电压达到额定电压85%～110%时吸合，在线圈电压达到40%～65%时释放。利用马达综合保护器自起动功能，通过参数设置，使电动机在晃电停车之后，系统电压恢复时重新启动。

图2 断路器+接触器+电动机综合保护器配电方案启动示意图

3.2.3 断路器+变频器配电方案

断路器的功能同以上描述，尽量避免了晃电引起的电动机停车。利用变频器的欠压自复位自起动功能，通过调节参数设置使变频器检测到特定的故障后，延时重新起动。

3.3 分批自起动通过DCS自动控制实现

该厂装置中全部A组、大部分B组设备的控制进入现有的DCS系统。该系统涉及晃电处理的变频器、马保（现场设备为风机、水泵、调功器）统一采用系统自带的模块控制[4]。模块为单DO输出电机控制模块。DO输出为ON时，输出继电器常开触点始终保持闭合状态，为OFF时，则保持断开状态。在电机运行过程中，DO始终保持ON状态。

4 结语

解决方案运行近2年，由于电网晃电导致装置事故停车很少，尤其是A组敏感负荷更少。供电系统的可靠性提高，装置稳定运行给企业带来了巨大的经济效益，收回用于解决晃电设备的部分投资，证明解决方案技术可行且经济合理。本文所涉及的装置，在工业企业中具有一定的代表性，值得现有装置改造时借鉴。