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晃电的概念,防晃电接触器的原理与应用

2019.11.21

   减少晃电给企业带来损失,是一个长期的工作,因此在防晃电设备上我们需要充分发挥出人的主观能动性,主动探寻晃电产生的原因,继而针对诱发因素做出相应的防范处理,一方面要从电力系统着手,避免高电压等级的不稳定因素,避免 和减少造成电网波动几率、缩短波动的时限,另一方面从下级用电增强抗晃电的能力,和减少区域内的高压设备故障对电网的影响,从而减少企业的损失。

 

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晃电的概念

 

   电力系统在运行过程中,由于外部线路受到雷击、瞬时短路等故障造成企业内部电网相邻线路短路故障、大型电动机起动等原因,会造成电压瞬间较大幅度波动后恢复,这种现象通常称为“晃电”。

 

晃电一般有以下几种情况:

 

   1.电压骤降、骤升。持续时间0.5个周期至1min,电压上升至标称电压的110%~180%,或下降至标称电压的10%~90%

 

   2.电压闪变。电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列的随机变化,一般表现为人眼对电压波动所引起的照明异常而产生的视觉感受。

 

   3.短时断电。持续时间在0.5个周期至3s的供电中断。

 

 

抗晃电参数计算

 

1.晃电电压(80%Ue,176V

 

   装置的低压电动机都是由变电所开关柜内的接触器控制,每台电机的控制回路电源都是取自本柜的电源。对于交流接触器,当电源电压低于接触器线圈额定电压的50%,时间超过1个周期(0.02s)时接触器释放;当电源电压低于80%,持续5个周期(0.1s)时接触器释放。晃电发生时,电源电压值在一瞬间(大于接触器的释放时间)降到低于接触器线圈的吸合电压,使接触器的主触头释放,同时控制回路中的自保持触点释放,造成电动机停机甩负荷。

 

2.恢复电压(90%Ue,198V

 

   电动机起动时,其端子电压应能保证所拖动的机械(负载)要求的起动转矩,且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。为此,交流电动机起动时,配电母线上的电压应符合下列要求。

 

   ①在一般情况下,电动机频繁起动时不应低于系统标称电压的90%,电动机不频繁起动时,不宜低于标称电压的85%

 

   ②配电母线上未接照明或其他对电压下降较敏感的负荷且电动机不频繁起动时,不应低于标称电压的80%

 

   ③配电母线上未接其他用电设备时,可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机,还应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。

 

3.电机起动批次的确定和校核

 

   根据电机再起动时电流模型数据分析:当电网晃电的时间在0.5s以内时,电机立即再起动的电流是额定电流的3倍左右,也即是电机在零转速起动时起动电流的一半左右。一般电网晃电的时间都比较短,通常是在100ms以下,电机立即再起动的电流倍数更低,约为额定电流的2~3倍左右,可取2.5倍计算。因此,从概念上认为电网允许可以再起动的电动机容量比零转速再起动的电动机容量大,但实际上都是按零转速再起动的电动机容量来进行核算。

 

   生产装置按重要程度提出需要再起动的电机位号后,我们要核算变压器允许最大起动容量。如在再起动允许容量范围内的,可以设置一批起动。如不在此范围,可以分两批、三批等,每批间隔时间可设0.5s1s。正常生产时一台变压器是带一段低压母线运行的,但是也要考虑一台变压器带两段低压母线运行的工况。

 

4.允许失电时间

 

   装置的重要电机如果失电的时间过长,就算电机再起动成功,但装置已联锁停车,所以目前设定的允许失电时间一般都设为10s,根据历年发生晃电的数据进行分析,电网发生单次晃电的时间都较短。

 

 

目前抗晃电的方法可归结为如下4

 

   ①应用断电延时继电器、电动机再启动器。通过时序关系,使接触器的主触头在晃电结束后重新吸合(晃电期间断开),实现电动机再启动。这种抗晃电方法的特点是在晃电发生期间主触头断开,电压恢复后电动机重启动,电动机重启动产生的冲击电流大,控制回路原理复杂,而且电动机再启动器的成本很高。


   ②采用储能延时元件对接触器的线圈在晃电期间继续提供能量,保证主触头的吸合。这种抗晃电方式有选型不灵活、选择范围小、增加了控制线路的复杂程度等缺点。

 

   ③延时锁扣头装置,在接触器吸合后线圈转入省电模式,靠锁扣头锁扣作用保持主触头的接通状态。晃电发生时,接触器主触头不断开,在进行正常的停机操作后主触头才断开。但这种锁扣头只能与专门设计的特殊接触器配合使用,并且在断电的情况下由锁扣头锁定的主触头断开需要独立的电源。对于>170A的接触器,并没有与之配套的锁扣装置。

 

   ④采用双电源供电方式,成本高、线路复杂。目前市面上出现了少量的抗晃电交流接触器产品,但是价格居高,同等容量的抗晃电交流接触器是原交流接触器产品价格的5倍左右。

 

 

防晃电接触器结构和工作原理

 

   1、结构:一般由电磁机构、触点、灭弧装置、释放弹簧机构、支架与底座等这几部分组成。


   2、工作原理:当电磁线圈通电后,线圈电流产生磁场,使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁,并带动触点动作,使常闭触点断开,常开触点闭合,两者是联动的。当线圈断电时,电磁力消失,衔铁在释放弹簧的作用下降放,使触点复原,即常开触点断开,常闭触点闭合。

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防晃电接触器选择原则

 

   1、接触器的使用类别应与负载性质保持一致,控制交流负载应选用交流接触器,控制直流负载则选用直流接触器。

 

2、主触点的额定工作电压应大于或等于负载电路的电压。

 

   3、主触点的额定工作电流应大于或等于负载电路的电流。

 


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