如何治理晃電問題保障生産連續運作

 1.前言

　　随着用電裝置的技術更新，特别是數字式自動控制技術在工業生産中的大規模應用，如變頻器、PLC、自動化生産線以及計算機系統等用電裝置的大量使用，對供電系統的電壓品質提出了更高的要求。短時間的電壓降低就可能導緻用電裝置停運，使企業遭受巨大的經濟損失。電壓暫降及短時中斷已成為歐美發達國家面臨的較為重要的電能品質問題，在我國的工業企業中，這類問題的影響也越來越突出。

關鍵詞：電壓暫降；晃電；電機保護

2.電壓暫降的危害

　　晃電學名為電壓暫降(voltage sag/dip)，是指供電電壓合理值在短時間内突然下降之後又恢複到正常運作狀态的現象。對于電壓暫降的名額，國際上至今尚未有統一标準定義。國際電氣與電子工程師協會（IEEE）将電壓暫降定義為供電電壓合理值下降到額定值的90%～10%，持續時間為10ms～1min；國際電工委員會（IEC）将其定義為下降至額定值90%～1%，持續時間為10ms～1min。

　　一些對電壓驟降非常敏銳的使用者及設施 (例如：半導體行業、電子數控裝置、變速傳動的電動機裝置、IT産業裝置企業等)一旦發生電壓暫降，帶來的損失将是巨大的。

　　接觸器作為低壓配電網絡的重要控制開關器件，在企業連續穩定運作中承擔重要責任。在末端低壓電機回路，接觸器在電壓跌落期間觸頭可能彈開，并引起相關聯鎖裝置動作，導緻生産線停車，使企業造成巨大的經濟損失。對于石油、化工等存在大量連續生産裝置的行業來說，晃電産生諸如安全、環保、廢品、原料浪費、産量降低、效益低下等一系列後果。因晃電現象引起的電能品質問題近年來愈發受到用電企業重視。

3.電壓暫降的不可避免性

　　造成電壓驟降的原因很多，如電力系統遭受無法預期的雷擊。動物、外物的誤碰，狂風及其他自然環境因素引起的線路故障，以及電源故障切換所産生的現象等。這些故障所引起的瞬問斷電或電壓驟降是目前電力系統仍無法完全避免的，電壓驟降發生的幾率遠高于完全斷電情況。

　　電力使用者開始認識到一味要求電力公司從供電側提高供電可靠性對解決電壓驟降意義并不大。進而逐漸将焦點放到要求裝置生産商提供的裝置具有良好的抗電壓驟降的性能，并力求從企業使用者内部的裝置着手來解決電能驟降造成的影響。

4.晃電治理

　　電壓驟降從電力供應源頭治理到整條生産線的治理、裝置級的治理，再到裝置控制級的治理，治理費用以數量級的比例下降。是以從治理成本及合理性來說，更提倡在裝置末端進行治理，甚至是深入到裝置内部的電氣控制元器件處治埋。越是靠近末端進行治理，所花費成本越少，亦能達到同樣的治理效果。

　　本文介紹安科瑞電機保護産品、抗晃電裝置抵禦末端裝置晃電的解決方案，合理避免電機裝置因晃電而停機停産。

5.解決方案

       目前針對末端接觸器的抗晃電解決方案主要分為晃電保持和晃電再啟動兩種。保持式可以通過線上式UPS或者獨立子產品實作。采用UPS方式集中電源處理，對UPS的可靠性要求較高，一旦出現問題，會導緻整個電源網絡故障。采取獨立子產品方式，出現問題式不會影響其他回路的控制電壓，優勢更為明顯。再啟動式屬于彌補方案，當電壓暫降時間較長時，電機已經停機，可以采用分批延時再起動電機方式，避免同時起動造成系統電壓沖擊。

5.1帶抗晃電功能的電動機保護器

　    針對需要綜合測量、保護的電動機回路，可選擇帶抗晃電功能的電動機保護器，功能代号“SU”。

　　保護器在實作電參量測量、保護、控制及通訊組網的同時，通過内置超級電容，在晃電發生時為保護器持續供電。保護器繼電器輸出可維持一段時間（0.0-10.0s可調）後釋放，期間電壓恢複，接觸器自動吸合，否則進入再起動階段，在預設的允許時間内電壓恢複，起動繼電器延時閉合，使接觸器重新吸合實作電機再起動。通過合理設定重新開機參數，可以實作電機分批延時再起動。

5.2抗晃電裝置

　  針對僅需要實作抗晃電保護或者已經安裝無抗晃電功能的電動機保護器的回路，可選ARD-KHD-S03系列抗晃電裝置。

　  ARD-KHD-S03A具備“晃電保持+再起動”功能，發生晃電時裝置持續為接觸器線圈供電，維持其持續吸合，在此期間電壓恢複，電機繼續運作；超出保持時間後，接觸器釋放，進入“再起動”階段，電壓在設定時間内恢複則裝置輸出再起動信号，使接觸器重新吸合，實作再起動。

　　裝置具備節能輸出模式，減少控制回路功耗，降低噪音。

6.結束語

　　帶抗晃電功能的電動機保護器和ARD-KHD-S03A抗晃電裝置都能合理抵禦晃電造成的裝置停車停産，各具優勢，且相對于源頭治理，成本更低，針對性更強，是企業治理抗晃電問題，保障生産連續性的理想選擇。

參考文獻：

（1）企業微電網設計與應用手冊 2020.06