搜索
●接触器●变频器●软启动器低压交流配电系统防电压扰动解决方案江苏国网自控科技股份有限公司股票代码：831593内容提要电压扰动定义以及产生的原因电压扰动对低压系统敏感负荷影响电压扰动对连续型生产企业造成的危害接触器防电压扰动解决方案变频器防电压扰动解决方案软启动器防电压扰动方案KHD-100系列防电压扰动产品携手合作共创共赢电压暂降与中断携手合作共创共赢电压暂降幅度与持续时间携手合作共创共赢电压突降与突升时间携手合作共创共赢在GB/T17626.11-2008中对上升时间tr和下降时间tf定义不大于5微秒。电压扰动产生原因携手合作共创共赢----故障性质：（1）高压系统（本厂或供电网）发生短路故障，切除后恢复供电。（2）高压系统发生绝缘闪络。（3）高压系统重合闸且重合成功。----非故障性质（1）备自投或快切装置动作。（2）重负载启动或大量电机同时再启动。（3）雷击浪涌。电压扰动数据统计携手合作共创共赢1，采用单回路供电用户每年经历大概25次由于电压问题而造成影响事件，其中对电压波动事故统计如下：1/4秒以内的22次；2秒的1次；5分钟的1次；1/2小时的1次。2，一般情况下，电压暂降幅度深，持续时间较短；而幅度浅，持续时间较长。不同幅度与持续时间的暂降对设备正常运行造成的影响也不一样。总结：1s以下的电压扰动占了95%，并且电压下探幅度都很大。电压扰动数据统计携手合作共创共赢事件实例：2015年7月14日19时蒙牛乳业（焦作）厂，由于下雨、大风导致环网供电系统电缆沟进水，造成绝缘闪络，引起低压系统电压扰动。扰动造成制乳常温车间三条生产线，两条产线停车。直接经济损失（原材料浪费）10万多元。KHD-100-V晃电在线监测仪低压敏感负荷携手合作共创共赢开关电源类负载典型的有PLC、DCS、计算机等电磁线圈类负载是指接触器、继电器等电力电子类负载典型的代表有软启动器、变频器等敏感负荷对电压敏感度携手合作共创共赢幅值敏感度：变频器PLC接触器时间敏感度：接触器变频器PLC电压扰动对企业影响携手合作共创共赢1，连续性不能保证，由于再次启动生产线时间可能超过几个小时或几天，而引起的生产中断造成的经济损失。2，原材料损失，由于生产中断，一些原材料造成不可逆的浪费。3，安全生产无法保障。4，电气主管部门的事故责任追究。5，其他无法估量的经济瞬时和社会影响。结论：电压扰动一般也就是十几个毫秒～几百个毫秒，但是引起的后果和经济损失是无法估量和难以承受的。同时，我们从上面分析的电压扰动的原因来分析，电压扰动有些情况是根本无法避免的（如供电网的雷击闪络以及电力施工过程中引起短路故障切除等）。因此，如何以最小的代价和成本，将供电系统在经历了短暂的电压波动后，迅速的启动起来，或抗击过这种波动。那么，解决问题的关键就是解决好低压系统的敏感元件：接触器、变频器、软启动器（PLC、DCS等负载一般配有UPS，无需考虑）的防电压扰动问题。电压扰动-----接触器携手合作共创共赢接触器：主要受电压扰动影响的是电压暂降和中断。接触器的一般技术特性：1,吸合电压:0.8Ue2,释放电压：0.3～0.7Ue3，释放时间：4～20ms结论：如果电压跌落到0.7Ue，持续时间达到4ms，接触器就有释放的可能。电压扰动-----接触器携手合作共创共赢结论：目前市场采用解决方案中，采用失压再启动的较多。时间再早一些的采用防晃电接触器也很多。采用UPS供电的是一些设计院推荐。接触器防电压波动解决方案：1，采用UPS，从电源侧进行处理。2，采用防晃电接触器，从接触器本身处理。3，失压再启动，从二次控制上进行弥补。4，辅助控制模块，晃电保持，掉电释放。电压扰动-----接触器携手合作共创共赢结论：辅助模块是较好的解决接触器防电压扰动问题的解决办法。同时，也要求辅助模块具有很强的适用型，主要从节能型，非节能型，容量从小到大，都能有很好的适用性。同时，技术门槛也要求较高。方案对比UPS防晃接触器再启动辅助模块技术特点电压扰动时，蓄电池储能逆变出备用电源。为接触器持续供电接触器中存在储能电容，晃电时电容对接触器线圈释放，使接触器继续吸合。晃电时接触器先释放，电压恢复后输出闭合接点使接触器再次吸合晃电时，辅助模块输出蓄能的低压直流电压使接触器吸合，电压恢复后再转换为交流电压。技术优点电源无扰动时间，备用电源转供1ms不占用控制体积，和接触器融合在一起控制方式简单，可以和马达保护集成在一起。切换速度快，体积小，对几ms至几秒晃电都能支撑。技术缺点UPS对感性负载的操作过压压抗击能力弱，采用单一UPS供电可靠性差。内部电容采用高压电容，高压电容容易受过压等损伤，同时，正常断电时也存在延时等问题。属于事后弥补方式，同时对十几个ms的晃电反应不出来，导致接触器脱扣。模块的设计可靠性要求高，稳定性应经得住考验。占用一定的体积空间。接触器防扰动—KHD-100携手合作共创共赢•1，完全的旁路原理，接触器正常运行时交流供电，晃电发生时切换到内部直流，晃电恢复后切换到交流。•2，切换速度极快，达到1.67ms。保证100%接触器在释放前切换到直流状态。•3，真正的自适应，用户只需要设定好接触器线圈电阻后，无需任何调整就可适应不同容量的接触器。•4，自动补偿线路损耗，可保证直流电压100%可靠降落到线圈两端。•5，支持各种原理实现的接触器型号，适用性强（见型号说明）。•KHD-100可确保电压在瞬间跌落到0V时，接触器可靠吸合，进而在电压恢复时，保证工业负荷无间断运行。接触器防扰动—KHD-100携手合作共创共赢晃电时间设置600ms，电源在设定时间内恢复正常时，KHD-100将直流输出切换为交流电压。晃电时间设置400ms，电源在设定时间内未恢复正常时，KHD-100关断直流输出使接触器跳闸。KHD-100对接触器典型图携手合作共创共赢可以不接•接线简单•跳闸无延时•整定方便•防晃+再启电压扰动----变频器携手合作共创共赢～整流部分储能环节逆变部分M控制系统交流直流直流交流交流低压变频器系统框图：低压变频器都是采用交-直-交变换原理。其中，对于过电压和低电压的判断，都是采用判断其直流电压的伐值来判断的。电压扰动----变频器携手合作共创共赢低压变频器原理框图电压扰动----变频器携手合作共创共赢低压变频器控制实现方式ACS800变频器典型端子定义：控制端子：DI1～DI6可以采用宏定义进行更改启动/停止，正/反转或复位错误信号。由于其控制电源取自变频器内部电源，当母线电压降低到一定程度时，该DC24V也停止输出。故障继电器输出：不仅在变频器故障时动作，在变频器的直流电容未储满前，该继电器也动作。电压扰动----变频器携手合作共创共赢目前低压变频器控制现状典型控制方式统计说明：1，一般均采用电平式控制方式，采用中间继电器接点来输入到DI中，DI供电采用变频器内部电源。2，启动回路受控于变频器的故障输出，如果变频器的故障有输出，切断启动/停止中间继电器电源，使变频器停机。3，启动/停止控制或正反转控制均采用变频器的内部自产24V供电。4，调速控制多采用4~20mA由DCS来进行调速，启停采用DI。5，一般都未设计远程复位错位信号（极少数有），而多数采用面板复归方式。电压扰动----变频器携手合作共创共赢对于1，2变频器的判断是判断其中间整流的直流电压水平。欠压跳闸伐值一般是0.65U1min，对于400V,500V单元U1min为380V，对于690V单元，U1min为525V。所以对于400V,500V单元DC334V跳闸，对于690V单元DC461V跳闸。过电压跳闸极限一般是1.3*1.35U1max，对于400V,单元U1max为415V，对于500V单元，U1max为500V。所以对于400V单元DC728V跳闸，对于对于500V单元DC877V跳闸。电压扰动对变频器的影响主要有：1，电网浪涌过电压或制动反馈。2，电网缺相或电压过低。3，控制电源欠电压。电压扰动----变频器携手合作共创共赢目前采用的防止电压扰动变频器停车的技术方案：1，变频器失压自动复位。2，动能缓冲功能PRT。3，直流支撑。4，控制电失压再启动。电压扰动----变频器携手合作共创共赢技术方案变频器自复位动能缓冲PRT直流支撑控制电失压再启动方案优点无需投资设备，利用变频器自身自动复位功能，使故障输出继电器自动返回无需投资设备，利用其电机的能量反馈抵抗电压短时降低采用直流支撑，可使设备在电压降低过大时，使变频器连续运行。再控制电压跌落，引起意外停机时，可自动启动变频器。方案缺陷故障继电器输出后，运行/停止中间继电器已经释放，此时需要人工再启动变频器。此功能和负荷特性有关，重载设备可能无法反馈多少电能，只是降低了低压跳闸伐值，缓冲时间短。需要按负载的1.1倍容量考虑直流能量，需要投入大量蓄电池组，投资大，占地多，可维护性差。只考虑了控制电压的跌落，变频器的停机有可能是过压，缺相（或非控制相电压跌落）等造成，如果只判断控制电压，无法满足需求。投资无无大小电压扰动----变频器携手合作共创共赢我公司在综合各种方案的优缺点的基础上，研发了一款全面监测变频器系统电压和控制电压扰动，并带有自动复位变频器ERR状态的变频器再启动装置----KHD-100-F。该装置可全面监测变频器母线欠压扰动，母线过压扰动，母线缺相，控制电压欠压扰动。变频器出现电压扰动的情况下，通过判断变频器的启停状态或运行状态，来检测变频器是否停机，如果停机，装置在电压恢复正常后（母线电压和控制电压），自动根据ERR状态进行复位ERR，然后启动变频器。电压扰动----变频器携手合作共创共赢KHD-100-F装置特点：1，监测母线电压压的突升与突降扰动，突变扰动识别时间10ms。2，监测母线电压缓慢上升与缓慢下降扰动，且可判断电压不平衡度扰动（缺相判别）。3，监测控制电压突降扰动与缓慢降低扰动。4，通过检测变频器ERR状态，可自动识别电压扰动后是否出现ERR状态，并再启动前进行自动输出复位ERR接点，使变频器复位故障。5，装置自我储能采用超级电容储能，储能可使装置在完全失去电源时，连续工作1min。6，具有分体式手持面板，采用LCD汉字显示，并具备RTC时钟，可将装置动作信息实时显示在手持面板上。电压扰动----变频器携手合作共创共赢电压扰动----变频器携手合作共创共赢KHD-100-F部分技术参数电压扰动----变频器携手合作共创共赢KHD-100-F典型接线图电压扰动----软启动器携手合作共创共赢电压扰动----软启动器携手合作共创共赢目前市场上以旁路型软启动器占多。电压扰动----软启动器携手合作共创共赢软启动器常规控制电路。启动时软启动器改变输出电压，使电机平稳启动，启动完成后，旁路接触器闭合。但此时软启动的过流保护是起作用的，发生故障时，使旁路接触器断开。电压扰动----软启动器携手合作共创共赢针对软启动的特点，对电压扰动解决方案也应采取不同的策略。我公司提供了两种解决方案：旁路接触器保持方案和再启动解决方案。旁路接触器保持方案，考虑到在软启动器启动后，处于运行的是旁路接触器，在发生电压扰动时，解决好旁路接触器的电压暂降和中断引起接触器误脱扣问题即可。再启动方案，是采用KHD-100-F方式，全面监测母线电压和控制电压，当电压扰动导致软启动器或旁路接触器跳开时，电压在设定时间内恢复供电，KHD-100-F可输出复归信号复归软启动器，并再启动变频器。电压扰动----软启动器携手合作共创共赢软启动器采用旁路接触器防电压扰动装置图电压扰动----软启动器携手合作共创共赢软启动器再启动方式采用KHD-100-F装置图防电压扰动产品---KHD-100携手合作共创共赢防电压扰动产品---KHD-100携手合作共创共赢KHD-100系列产品主体尺寸及手持面板开孔图防电压扰动产品---KHD-100携手合作共创共赢KHD-100系列产品检测依据国标与第三方权威认