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zhang | 18th Feb 2008 | fashion wholesale | (352 Reads)

防晃電技術(Cable Assembly)及其在鋼鐵企業自備電廠的應用(二) 

二.幾種防晃電技術及其應用探索
針對交流接觸器和變頻器兩種受晃電影響情況,相應的防晃電手段也不盡相同。
針對變頻器受晃電影響的情況,通常采用專門的動力UPS(DC-BANK),在電網晃電時給變頻器直流母線提供電壓補償,使其電壓不至於瞬間跌落,從而維持變頻器的正常運行,排除晃電的幹擾。由於筆者所在自備電廠變頻器受晃電影響的情況出現較少,所以主要針對交流接觸器受晃電影響的情況進行了理論和實踐上的探索。
1.采用節能型交流接觸器
節能型交流接觸器通常具有比較低的保持電壓,如CJ□J系列交流接觸器標稱的控制電源吸合電壓範圍為85%~110% Us、釋放電壓範圍為20%~75% Us,采用這種低釋放電壓水平的交流接觸器,可以防止相當一部分電壓驟降的晃電造成影響。
與筆者所在自備電廠屬同一總廠的燃氣作業區部分采用了節能型交流接觸器,取得了較好的防晃電效果。但自備電廠對一部分在用交流接觸器作了試驗,也基本能達到70% Us以下釋放電壓的水平,但防晃電效果較差,且節能型交流接觸器對於電源短時中斷的晃電情況無能為力,所以最後沒有采用節能型交流接觸器作為防晃電手段。
還有一種自保持節能型交流接觸器(Terminals)(如CJC20系列),是將鐵芯原矽鋼片改為使用半硬磁鋼,利用鐵芯剩磁保持吸合,當用反向直流或交流去磁時接觸器才釋放。此類交流接觸器主要用於不頻繁操作場合,且對原有控制方式有一定影響,對於自備電廠重要輔機電動機的防晃電不夠適用。
2.采用自動再啟動技術
在一些大批量電動機需要自啟動的場合,往往采取延時分批再起動方式,早期是通過復雜的繼電器系統實現,或采用以單片機為核心的自起動櫃實現分批再起動。現在通常采用PLC作為自起動櫃的控制核心。
對於自備電廠,跳閘後會導致鍋爐汽輪發電機組停運的電動機數量不會太多,實現大批量電動機自啟動的必要性不大,主要采取單機再起動方式。
早期的單機自動再啟動技術是通過斷電延時的時間繼電器實現——當系統斷電時,時間繼電器延時斷開,如在延時時間內恢復正常供電,未斷開的延時觸點使電動機立即再起動。上圖是一個典型接線圖。此實現方式在原有控制回路更改較多。
國內一些開發了專用的再起動繼電器(如ZQJ),其線路簡單,檢修與更換方便,但自身原理較復雜,主要采用高靈敏的中間繼電器加上電容、電阻、二極管等輔助元件組成。其原理圖如下圖,當投入接觸器KM時,ZQJ也投入,常閉觸點J2打開,轉換觸頭J1的(1)-(2)閉合,保持接觸器KM接通(0-3秒),通過二極管V的整流作用對電容C1和C2充電。當SB2手動跳閘時,流過繼電器(Surge Arrester)J的電流由C1、C2的放電電流和經過C1的交流電流疊加,在下半波時電流有效值很小,J立即釋放, J1的(1)、(3)觸點閉合,C1、C2中的電流迅速通過電阻R1放掉,保證SB2復原後J不致因電容放電而動作合閘。調節R2可改變停電後延時的時間。
我們采用了國內公司代理的加拿大VPT公司MRR低壓電機再起動控制器,這是一個單體式自起動裝置,可靠性高,安裝方便,接線簡單。接線圖及外形圖如下。其低電壓設定值UF為65% ~ 90% Ue,具有RS-485通信接口。由於采用了獨特的技術,可保證設定參數在掉電時不丟失。經過我們在十多臺重要輔機上應用,防晃電效果較好,能防止80%以上的晃電影響跳閘。

但在使用的過程中,我們也發現來此控制器存在一定的局限性:該控制器並接與控制回路的自保持點,在停止按鈕QA正常發出分閘指令而斷開時間太短時,控制器無法區分,會出現分閘不成功的情況。另外,該控制器體積達40×80×124,在一些空間比較小的場合安裝有一定困難——如筆者所在單位引進ABB發電機組配套的MNS櫃開關抽屜單元內非常緊湊,許多單元很難安裝得下。我們合作的試用單位在試用過程中,還發現在較大容量交流接觸器的控制回路中,此控制器觸點(Wire Harness)載流容量不足,必須增加中間繼電器擴展容量,就更增加了其安裝所需空間。所以,我們沒有作更進一步的推廣。
3.采用專門的防晃電交流接觸器
    筆者所在自備電廠二十世紀八十年代末自日本引進的發電機組中,配置了6kV接觸器加高壓熔斷器組成的組合啟動器,其6kV接觸器(YASKAWA產品)在控制回路(AC380V)配備了阻容儲能裝置,具有相當好的抗晃電效果。所以,一直有在低壓交流接觸器中采取相似技術的嘗試欲望,但自制合格的儲能裝置有一定難度,因而立足尋找現成的帶儲能裝置低壓交流接觸器產品。經過努力,找到了具有多項國內專利的利用電源儲能原理的FS防晃電交流接觸器。
    FS防晃電交流接觸器接線圖和外觀圖如下。其采用雙線圈結構,吸合速度快、強勁有力,在吸合或釋放時幹凈利落,動作特性較好。電源正常狀態下,控制模塊處於儲能狀態。接觸器的起動與停止與常規接觸器一樣,當有“晃電”發生使電壓降到接觸器的維持電壓以下時,控制模塊開始工作,以儲能釋放的形式保持接觸器繼續吸合,避免交流接觸器跳閘。當電源電壓恢復後,控制模塊又轉入儲能狀態。當停止按鈕發出正常分閘指令時,正確區分出來,及時分閘。
    由於控制模塊使用了特殊的電源轉換部件,使得 FS 接觸器的體積和安裝結構保持了常規接觸器原有的特征,且不依賴輔助工作電源和輔助機械裝置,其控制器附加在常規接觸器側面,因而體積小,可靠性高。經過我們的試驗,其采用儲能原理實現的防晃電性能比MRR稍好,對於瞬間失壓、瞬間斷電的情況都能起到較好的作用,且克服了MRR的不足,比較適合本單位的應用場合,所以計劃在有停運改造機會時加以進一步的推廣應用。
經過我們的應用探索,筆者認為只要應用的產品、技術得當,大部分晃電影響在目前的技術(Connector)條件下是可以克服的。