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摘要：在工业生产中，主辅机系统低压电动机安全稳定运行是确保工业生产安全高效运行的基础。在发电机组运行期间不允许出现重要负荷因为供电原因导致设备停车事故。在生产现场低压电动机电源系统容易受到多种因素影响，发生晃电致使运行中的重要负荷停电，造成机组快速减负荷、机组非计划停机甚至造成电网故障范围扩大等恶性事故。因此，必须采取有效的防晃电技术来解决设备晃电再启动、辅机变频器防晃电等问题。
关键词：晃电;马达保护器;交流接触器
一、晃电对低压电动机供电回路的影响
1.1晃电对交流接触器的影响
在工业生产中，交流接触器被广泛应用在机组电动机控制中心（MotorControlCenter，MCC）段、动力中心（PowerCenter，PC）段等低压电动机控制回路中。当其供电系统发生晃电时，交流接触器将会偏离其正常工作电压范围，致使接触器线圈对于铁心的吸力由于电流的减少而减弱，这会使控制回路中的接触器释放断开，造成运行中的电动机停车，严重威胁燃料制粉及汽机润滑等主辅机系统设备的安全稳定运行。交流接触器在其额定控制电源电压的85%～110%之间任何值应可靠闭合，当交流接触器线圈电压在降到其额定电压的50%时将会发生抖动;降到30%～40%时接触器释放断开;在电压降低到额定电压的75%及以下时，一般持续几个周期后接触器也会释放断开。
1.2晃电对辅机变频器的影响
工业生产指标日趋苛刻，部分一类辅机比如给煤机、给粉机、空气预热器等重要设备需要满足软启动、精准调速、经济运行等能耗要求，故需采用变频器回路供电。变频器一般采用野交流要直流要交流冶的工作链路，主要由控制电源回路和动力回路2部分组成，当供电系统发生晃电现象时，低压变频器将会受到晃电影响触发低电压保护跳闸，从而导致给煤机等一类辅机设备停机，进而造成机组停机或机组输出功率大幅下降。因此，辅机变频器不具备高、低电压穿越能力的问题已经成为威胁安全运行的重大隐患。
二、防晃电措施
2.1交流接触器防晃电措施
方案1为采用断电延时时间继电器。如图1所示，电动机因晃电停机后，当电源电压在时间继电器定值整定时间段内恢复正常时，在时间继电器延时断开触点及其控制回路的作用下电动机将即刻运转，从而实现晃电后电动机的自启动。图1中SB1、SB2、KT、KM、KA依次分别为启动、停止按钮，时间继电器，接触器线圈，中间继电器。
方案2为采用防晃电交流接触器。
如图2所示，防晃电接触器内部含有一个双线圈结构，当系统电源正常时，FS接触器内置模块将处于储能状态，接触器的启动（SB1）、停止（SB2）和普通接触器操作方法一样，当发生晃电致使FS接触器线圈上的工作电压降低到其维持电压门槛下限值时，FS接触器内部储能将通过特定方式立即介入补偿接触器线圈工作电压，从而实现FS接触器线圈继续励磁吸合。当系统电源恢复正常以后，内置控制模块将再次转入储能状态，达到实现设备防晃电的目的。当按下停止按钮时，接触器内部电容短接（A1、A3导通）释放储存的能量，确保可靠停机。
3）方案3为采用具备欠压重启动功能的马达保护器装置。随着电力电子技术的发展，马达保护器装置欠压重启动功能已完善且其具有较强的防晃电能力（工作电源范围80～265V）。图3中，马达保护器装置电源（38、39端子）由外置电源模块提供，可保证系统电源断电后马达保护器正常工作9s。系统电源正常时，保护器内部继电器接点（21、22）接通，接触器（KM）励磁后保持闭合，电动机正常运转;在晃电现象发生时接触器释放断开且其系统电源在9s内恢复，满足马达保护器欠压重启定值时则保护器自动发出合闸指令，此时接触器将励磁吸合处于正常运转状态，第一时间实现电动机的重启，达到了安全防晃电的目的。电动机正常的启停及保护动作均闭锁马达保护器欠压重启动功能。
上述交流接触器3种常见防晃电方案都不同程度地实现了防晃电功能，其安全性和优缺点比较见表1。可见，采用具备欠压重启动功能的马达保护器装置作为防晃电措施，具有经济可靠、改造简单、可实现分批再启动、智能化状态自检与故障诊断、长运行寿命等优点。
2.2辅机变频器防晃电技术
1）方案1為串联动态电压恢复装置交流补偿。
在变频器的交流输入端与交流进线端串联动态电压恢复装置（DynamicVoltageRestorer，DVR）。该装置由整流器、逆变器、储能装置等器件组成。通过装置内部元器件组成的控制回路精准控制逆变器等电力电子器件工作，实现了变频器直流母线电压恒定。当电源电压跌落时，DVR输出三相补偿电压，确保变频器交流输入电压不受其电源电压跌落影响，避免变频器异常运行而跳闸。
2）方案2为加低电压穿越装置直流补偿。由于变频器功率输出取自其直流母线，因而在变频器直流母线侧进行补偿供电是应对其电源电压跌落导致变频器闭锁输出的有效方法。变频器低电压穿越装置动力电源采用交直流均可（采用直流电源供电，可满足极端情况下实现电源电压降至0V辅机变频器的无扰动连续运行）。正常工作情况下，变频器工作电源由交流供电回路提供，低电压穿装置处于旁路热备用状态，变频器正常运行。当系统电源电压发生晃电时，低电压穿越装置立即响应并捕捉其系统电压波动趋势，当达到低电压穿越装置动作设定值时，装置升压回路立即投入运行，维持到晃电发生前变频器正常输出工况，确保辅机变频器安全稳定运行。
三、结语
低压电动机供电回路采用马达保护器欠压重启动技术是对其电源系统发生晃电后交流接触器断开的补救措施之一。可以有效避免由于厂用电源系统发生晃电造成的变频器保护动作闭锁输出，从而避免机组出力大幅降低甚至机组跳闸事故。防晃电技术的广泛应用，夯实了主辅机系统设备安全稳定运行的基础，减小了设备因晃电而造成的不良影响，可有效提高电网运行的安全性、经济性、稳定性。
参考文献：
1杨东升，马占超，高莜婷，等.交流接触器晃电保护无隙切换拓扑结构研究.电工技术学报，2018，33（11）：2431-2438.
2张凤平.防晃电技术及其在石化行业中的应用.化工自动化及仪表，2015，42（6）：680-685.
关键词：晃电;马达保护器;交流接触器
一、晃电对低压电动机供电回路的影响
1.1晃电对交流接触器的影响
在工业生产中，交流接触器被广泛应用在机组电动机控制中心（MotorControlCenter，MCC）段、动力中心（PowerCenter，PC）段等低压电动机控制回路中。当其供电系统发生晃电时，交流接触器将会偏离其正常工作电压范围，致使接触器线圈对于铁心的吸力由于电流的减少而减弱，这会使控制回路中的接触器释放断开，造成运行中的电动机停车，严重威胁燃料制粉及汽机润滑等主辅机系统设备的安全稳定运行。交流接触器在其额定控制电源电压的85%～110%之间任何值应可靠闭合，当交流接触器线圈电压在降到其额定电压的50%时将会发生抖动;降到30%～40%时接触器释放断开;在电压降低到额定电压的75%及以下时，一般持续几个周期后接触器也会释放断开。
1.2晃电对辅机变频器的影响
工业生产指标日趋苛刻，部分一类辅机比如给煤机、给粉机、空气预热器等重要设备需要满足软启动、精准调速、经济运行等能耗要求，故需采用变频器回路供电。变频器一般采用野交流要直流要交流冶的工作链路，主要由控制电源回路和动力回路2部分组成，当供电系统发生晃电现象时，低压变频器将会受到晃电影响触发低电压保护跳闸，从而导致给煤机等一类辅机设备停机，进而造成机组停机或机组输出功率大幅下降。因此，辅机变频器不具备高、低电压穿越能力的问题已经成为威胁安全运行的重大隐患。
二、防晃电措施
2.1交流接触器防晃电措施
方案1为采用断电延时时间继电器。如图1所示，电动机因晃电停机后，当电源电压在时间继电器定值整定时间段内恢复正常时，在时间继电器延时断开触点及其控制回路的作用下电动机将即刻运转，从而实现晃电后电动机的自启动。图1中SB1、SB2、KT、KM、KA依次分别为启动、停止按钮，时间继电器，接触器线圈，中间继电器。
方案2为采用防晃电交流接触器。
如图2所示，防晃电接触器内部含有一个双线圈结构，当系统电源正常时，FS接触器内置模块将处于储能状态，接触器的启动（SB1）、停止（SB2）和普通接触器操作方法一样，当发生晃电致使FS接触器线圈上的工作电压降低到其维持电压门槛下限值时，FS接触器内部储能将通过特定方式立即介入补偿接触器线圈工作电压，从而实现FS接触器线圈继续励磁吸合。当系统电源恢复正常以后，内置控制模块将再次转入储能状态，达到实现设备防晃电的目的。当按下停止按钮时，接触器内部电容短接（A1、A3导通）释放储存的能量，确保可靠停机。
3）方案3为采用具备欠压重启动功能的马达保护器装置。随着电力电子技术的发展，马达保护器装置欠压重启动功能已完善且其具有较强的防晃电能力（工作电源范围80～265V）。图3中，马达保护器装置电源（38、39端子）由外置电源模块提供，可保证系统电源断电后马达保护器正常工作9s。系统电源正常时，保护器内部继电器接点（21、22）接通，接触器（KM）励磁后保持闭合，电动机正常运转;在晃电现象发生时接触器释放断开且其系统电源在9s内恢复，满足马达保护器欠压重启定值时则保护器自动发出合闸指令，此时接触器将励磁吸合处于正常运转状态，第一时间实现电动机的重启，达到了安全防晃电的目的。电动机正常的启停及保护动作均闭锁马达保护器欠压重启动功能。
上述交流接触器3种常见防晃电方案都不同程度地实现了防晃电功能，其安全性和优缺点比较见表1。可见，采用具备欠压重启动功能的马达保护器装置作为防晃电措施，具有经济可靠、改造简单、可实现分批再启动、智能化状态自检与故障诊断、长运行寿命等优点。
2.2辅机变频器防晃电技术
1）方案1為串联动态电压恢复装置交流补偿。
在变频器的交流输入端与交流进线端串联动态电压恢复装置（DynamicVoltageRestorer，DVR）。该装置由整流器、逆变器、储能装置等器件组成。通过装置内部元器件组成的控制回路精准控制逆变器等电力电子器件工作，实现了变频器直流母线电压恒定。当电源电压跌落时，DVR输出三相补偿电压，确保变频器交流输入电压不受其电源电压跌落影响，避免变频器异常运行而跳闸。
2）方案2为加低电压穿越装置直流补偿。由于变频器功率输出取自其直流母线，因而在变频器直流母线侧进行补偿供电是应对其电源电压跌落导致变频器闭锁输出的有效方法。变频器低电压穿越装置动力电源采用交直流均可（采用直流电源供电，可满足极端情况下实现电源电压降至0V辅机变频器的无扰动连续运行）。正常工作情况下，变频器工作电源由交流供电回路提供，低电压穿装置处于旁路热备用状态，变频器正常运行。当系统电源电压发生晃电时，低电压穿越装置立即响应并捕捉其系统电压波动趋势，当达到低电压穿越装置动作设定值时，装置升压回路立即投入运行，维持到晃电发生前变频器正常输出工况，确保辅机变频器安全稳定运行。
三、结语
低压电动机供电回路采用马达保护器欠压重启动技术是对其电源系统发生晃电后交流接触器断开的补救措施之一。可以有效避免由于厂用电源系统发生晃电造成的变频器保护动作闭锁输出，从而避免机组出力大幅降低甚至机组跳闸事故。防晃电技术的广泛应用，夯实了主辅机系统设备安全稳定运行的基础，减小了设备因晃电而造成的不良影响，可有效提高电网运行的安全性、经济性、稳定性。
参考文献：
1杨东升，马占超，高莜婷，等.交流接触器晃电保护无隙切换拓扑结构研究.电工技术学报，2018，33（11）：2431-2438.
2张凤平.防晃电技术及其在石化行业中的应用.化工自动化及仪表，2015，42（6）：680-685.