低压交流配电系统防电压扰动解决方案(江苏国网自控)V1.3.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2015-12-17,#,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,:0.8Ue,2,释放电压：,0.3,0.7Ue,3,，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。,方案对比,UPS,防晃接触器,再启动,辅助模块,技术特点,电压扰动时，蓄电池储能逆变出备用电源。为接触器持续供电,接触器中存在储能电容，晃电时电容对接触器线圈释放，使接触器继续吸合。,晃电时接触器先释放，电压恢复后输出闭合接点使接触器再次吸合,晃电时，辅助模块输出蓄能的低压直流电压使接触器吸合，电压恢复后再转换为交流电压。,技术优点,电源无扰动时间，备用电源转供,1ms,不占用控制体积，和接触器融合在一起,控制方式简单，可以和马达保护集成在一起。,切换速度快，体积小，对几,ms,至几秒晃电都能支撑。,技术缺点,UPS,对感性负载的操作过压压抗击能力弱，采用单一,UPS,供电可靠性差。,内部电容采用高压电容，高压电容容易受过压等损伤，同时，正常断电时也存在延时等问题。,属于事后弥补方式，同时对十几个,ms,的晃电反应不出来，导致接触器脱扣。,模块的设计可靠性要求高，稳定性应经得住考验。占用一定的体积空间。,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,可以不接,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,420mA,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,技术方案,变频器自复位,动能缓冲,PRT,直流支撑,控制电失压再启动,方案优点,无需投资设备，利用变频器自身自动复位功能，使故障输出继电器自动返回,无需投资设备，利用其电机的能量反馈抵抗电压短时降低,采用直流支撑，可使设备在电压降低过大时，使变频器连续运行。,再控制电压跌落，引起意外停机时，可自动启动变频器。,方案缺陷,故障继电器输出后，运行,/,停止中间继电器已经释放，此时需要人工再启动变频器。,此功能和负荷特性有关，重载设备可能无法反馈多少电能，只是降低了低压跳闸伐值，缓冲时间短。,需要按负载的,1.1,倍容量考虑直流能量，需要投入大量蓄电池组，投资大，占地多，可维护性差。,只考虑了控制电压的跌落，变频器的停机有可能是过压，缺相（或非控制相电压跌落）等造成，如果只判断控制电压，无法满足需求。,投资,无,无,大,小,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,系列产品检测结论：,防电压扰动产品,-KHD-100-X,携手合作,共创共赢,KHD-100,系列产品创新性：,高新技术产品,+,双软产品,+3,项实用新型专利,+2,项发明专利,防电压扰动产品,-KHD-100,携手合作,共创共赢,KHD-100,系列：,中石油准入证书号：,02056045295,中石化,ERP,物料编码号：,2961990086912290,2961990086912291,致谢。,携手合作,共创共赢,我们始终专注于防电压扰动问题，并值得您的信赖！,Thank 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