动力EPS在“晃电”中的应用

李兵

摘要

实际生产过程中，由于电力系统“晃电”引起低压系统继电器释放，导致了设备大面积停机，生产装置停工，给企业造成巨大的经济损失，社会造成环境污染。针对“晃电”时所造成的严重影响和后果，本文介绍了应急电源动力EPS在抗“晃电”领域的应用。

【关键词】动力EPS 晃电 变频器 直流支撑

“晃电”系指电网因雷击、短路、大型设备起动等原因而出现电压大幅度下跌或短时断电又恢复，致使用电设备由于自身特性不能正常工作的现象。怎样保证在“晃电”的瞬间保证重要机组不停，才是抗“晃电”技术探索核心问题。

1 动力EPS电源性能指标

动力EPS基于工艺生产的需要自主研发的一种电力系统“晃电”产品，直流供电系统采用DC-BANK直流支撑技术，静态切换开关作为动力EPS系统的切换技术的一部分，在故障时应能满足切换时间要求。当故障清除时，静态开关快速切至主电源（市电）输出位置。动力EPS装置配置专用蓄电池充电模块，充电模块应采用N+1冗余配置。充电模块应具有蓄电池充电管理功能，能自动进行充电、浮充电、自动调压功能，以延长蓄电池有效工作寿命。动力EPS装置配置专用蓄电池监视检测单元，能够监视并及时发现故障电池并发出报警信号。控制电源采用双机冗余UPS供电，动力EPS装置采用多回路集中控制，结构模块化，各回路相互独立，互不影响，动力EPS一套DC-BANK可以同时支持多台电动机在电网“晃电”时无间断工作，同时为多台电机1-30分钟的后备时间。

动力EPS装置配置西门子PLC和西门子人机界面HMI，智能化是动力EPS系统的一个优点，能实时监控系统的运行情况，界面HMI面板有多种监视和报警等功能，使操作和维修非常简单方便，用户可以利用液晶显示板上的启动和关机，就地操纵动力EPS的运行，人机界面HMI实时反应运行的各种数据。因此看动力EPS是针对于低压电动机群的理想不间断电源系统。

2 “晃电”的类型及影响

2.1 “晃电”的类型

（1）电压骤降、骤升，持续时间0.5个周期至lmin，电压上升或下降至标称电压的110?180%或10?80%。

（2）电压闪变，电压波形呈规则的变化，表现为人眼对照明异常而产生的视觉感受。

（3）短时断电，持续时间在0.5个周波至3s的供电中断（如备自投、重合闸等）。

2.2 “晃电”的危害

一般继电器当电压低于线圈额定电压的80%，持续0.1秒释放；当电压低于50%，持续30毫秒释放。“晃电”对供电回路继电器的影响极大，晃电时将造成回路的大面积停电，设备停电，装置停车。

3 “晃电”的预防措施

3.1 控制回路改用UPS不间断电源供电

电网正常工作时，给负载供电，同时给储能电池充电；当市电欠压或突然掉电时，UPS电源利用静态开关在5ms快速切换到储能电池，由储能电池给负载供电。

3.2 采用抗“晃電”接触器

防“晃电”接触器是以储能释放的形式保持接触器一定时间内继续吸合，避免交流接触器跳闸。

3.3 采用带有抗“晃电”功能的电动机综合保护器

电动机保护器具有电流测量、电压测量等测量功能；具备抗“晃电”功能、失压重起等控制功能可以采用启用综合保护器的抗“晃电”功能，在“晃电”时使回路重新启动。

3.4 变频器“晃电”预防措施

针对变频器的“晃电”措施，更改保护设置，取消变频器低压保护设置，设置快速重启动。

上述“晃电”措施都是在短时“晃电”的基础上配置的功能，对于功率为5000KW以上的大功率电机，以上措施不适用。针对大型重要电机采用动力EPS不间断电源是最好的解决措施，动力EPS后备时间是保障电机紧急处理时间，后备时间按用户的需求设计，如中韩（武汉）乙烯循环气压缩机机组目前采用了用专业动力EPS，既DOBANK直流支撑系统提供直流电源保证设备在最低负荷下运行，负载工作原理如图1所示。

正常工况下，电机驱动压缩机运转，电力系统突然晃电，在主电机市电1失电时（同时应急电机市电2失电），压缩机转速开始下降，经过3秒降到1500r/Min，油泵电机失电，备用油泵由于互起功能启动，保证循环气压缩机轴瓦润滑正常，在主备油泵全掉电的情况下，事故油泵快速启动，保证压缩机轴瓦油系统工作正常。同时动力EPS装置检测到事故电机启动命令，快速起动应急电机（恒转矩变频起动），应急事故电机在1.5秒内达到额定转速1500r/Min，能够使超越耦合器耦合，在应急电源的供电下保证应急电机和应急油栗电机运行15min。在运行的15分钟内将管道物料走完，将避免管道物料结块造成次生的危害。

上述动力EPS系统的组织构架是由VVVF（变频器）及DC-BANK（直流支撑系统）组成。该应急电源系统发挥了正常的断电保护功能。DC-BANK直流电源支撑装置主要由电池组、整流充电器、直流接触器、静态开关、检测单元、执行单元等组成。动力EPS采用在线跟踪和电压自动监控，保证主电源电压波动和失电时，同时接到DCS启动命令后，系统在500微秒内切换到电池供电，保证电机恒转矩运行。工艺应急模式完成后，工艺给命令停车，动力EPS应急电源系统自动退出直流支撑，处于热备用状态；当一台变频器故障时变频器逆变器关闭，故障回路静态开关断开。正常或紧急停车时，变频器逆变器关闭，动力EPS处于热备用状态。当变频器正常运行时直流接触器吸合，DC-BANK系统处于热备用状。

4 结束语

根据我厂实际工艺情况，在循环气压缩机机组上使用动力EPS应急电源，使我厂在电力系统“晃电”或断电时避免造成的次生事故的发生，提高了企业的经济效益。相信在动力EPS应急电源技术必将成为连续性生产企业抗“晃电”的新宠，为企业连续性生产保驾护航，免除企业因为“晃电”而带来的种种后顾之忧。

参考文献

[1]大连国彪EPS说明书.

[2]ST500智能型电动机控制器通讯操作使用说明书.

[3]梁永胜.抗“晃电”措施在石化企业中的应用[J].电气时代，2007（11）：78-80.

[4]《安全防范工程技术规范》GB50348—2004.

[5]赵景波.电工电子技术[M].北京：机械工业出版社，2008.

[6]电力工程直流电源设备通用技术条件及安全要求.GB/T19826-2005，GB/T19826-2005.