低压交流配电系统防电压扰动决方案江苏国网自控.pptx

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 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 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 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证报告 KHD 100系