智能配电技术防止变频器精度过高导致晃电干扰设备停运

陈朋

摘 要：随着人们生活水平不断提升，对电力需求不断增加的同时，也更加注重电力运行的安全与稳定。科学技术的发展令电力系统逐渐向着智能化、自动化方向发展，智能配电技术开始广泛应用。工业发展中各项设备应用普遍，其对电力需求较大，为实现有效供电，通常会使用变频器。但在设备运行过程中，受某些因素影响，变频器会出现精度过高而导致的晃电现象，这种现象的出现会对设备正常运行产生影响，甚至出现停运问题。存在较大安全隐患，会给企业带来经济损失。

关键词：变频器；晃电；设备停运

变频器是工业生产中应用较广泛的设备，具有效率高、功率大、启制动性好、调速稳定等优点，因此广受工业人员欢迎。但在其运行过程中，因外界因素影响，会出现电压骤降问题，使系统出现晃电。晃电现象的发生会给变频器带来影响，变频器对晃电现象应对能力较低，一旦出现晃电问题，变频器会自动启用保护功能，瞬间停止运行，使设备出现计划外停车。不仅存在经济损失，还会给人们生命财产安全带来威胁。抗晃电技术的应用能够有效缓解电压暂降问题，避免晃电现象发生，从而满足人们用电需求，促进其稳定性与安全性提升。

1 电压暂降

晃电就是电网运行过程中出现的电压暂降现象，电压暂降是交流电网中常见问题。是指在电力运行过程中电压值的大幅度降低，其持续时间在一分钟之内。其出现的主要原因有电压负载超过承受值、电机启动以及电容器切换等。设备存在故障以及雷电等自然因素对电网产生的影响都会引起电压暂降现象。以下从内因与外因两方面进行探讨。

（1）内因：系统本身接有大功率电动机、整流器、电弧炉之类单相负荷等干扰性负荷，对电网产出负面影响，如无功冲击，谐波，负序等。这些影响可能会通过公共连接点涉及到其他终端用户。

（2）外因：外力破坏、雷电、树枝影响以及配电设备故障、线路切换、电容器投切等均由可能干扰系统，造成电压波动甚至断电，严重时会影响相邻线路，造成有害影响的蔓延。对于10kV线路，其特点是面广，用户分布点多，易产生过电流或短路故障，发生故障后，在线路继电保护作用下，发生故障的回路被切除。在故障发生到故障切除期间，其他回路電压会暂降，导致晃电现象的发生。

大部分变频器都具有失压、过压和瞬间断电的保护功能。在变频器断电或失压后，一般的变频器仍会工作一段时间，若断电或失压的时间大于此工作时间，变频器将启动保护功能，停止运行，造成非计划停车。

2 对变频器的影响

在工业生产中，变频器是设备运行的关键，通过变频器能够实现对设备动力源的有效控制。变频器在各环节中都得到了广泛应用。一旦变频器出现晃电现象，会使其所控制设备停止运转，电能质量出现下降，给工业生产带来较大阻碍。

当出现晃电现象时，为了避免出现严重运行事故，变频器会启动保护系统，进行低压保护跳闸。跳闸不可避免会造成经济损失，当变频器跳闸复位时，要想使运行频率恢复至原有状态通常需要3到5分钟。在这段时间内，部分需要在洁净室进行生产操作的环节会出现环境条件超出标准值的问题，最终导致出现残次品甚至废品，给生产带来经济损失。

3 抗干扰措施

电能检测技术能够有效预防晃电现象。当进行测试时，以公共连接点为主要测试点，并测量母线数值。使用继电保护设备中的故障录波功能，对因晃电出现而造成的设备停运进行记录，分析其各项数据，对故障产生原因进行探讨，并制定方案以提升解决方式的合理性与科学性。如果在电网运行过程中，设备存在抗晃电系统，其系统自身会保留有电能运行记录，对电能质量数据进行整理与分析，并记载具体治理状况。

在智能配电技术中防止变频器出现晃电问题的主要技术设备主要有两种：直流支撑技术以及动态电压补偿装置。

3.1 DySC

这种装置的使用能够在出现电压暂降问题时使用逆变器对额外电能进行吸收，从而平衡因骤降而出现的电压值，从而降低变频器中负载设备的影响。当变频器保护装置开启而造成断电时，动态电压补偿装置可以利用其内部含有的储能电容进行供电，从而维持设备运行所需额定电压。

3.2 DC-BANK系统工作原理

DC-BANK系统主要由充电器、储能单元、检测单元和执行单元等组成DC-BANK系统基于变频器的系统组织架构。主回路供电在市电正常情况下，经交流配电系统、变频器、电动机受电端，使得电机带动各种电气设备运行。此时DC-BANK系统仅作为变频器的在线备用电源。当电网出现波动时，系统在检测单元和执行单元协同作用下，DC-BANK自动切入变频器的直流母线，保证电机在直流电源的支撑下不间断运行。当市电恢复正常供电，系统在检测单元和执行单元协同作用下，迅速切断DC-BANK，变频器此后恢复为市电供电，蓄电池转为自动维护状态。

长期以来，在连续性较强的工艺生产中，当电网发生晃电（甚至毫秒级的断电）等供电故障时，均有可能使电机驱动的动力设备受到较大的扰动甚至停机。造成连续性生产中断，设备损坏，产生大量的次品、废品，造成严重的经济损失。

为解决电动机因电网晃电引发的工艺、设备问题，就出现了用于电动机负载的输出电压和输出频率可变的交流不间断电源DC-BANK。DC-BANK即直流不间断电源，是在交流电网晃电或断电时静态开关开通及时为变频器提供稳定、持续、不间断的直流电源设备，在交直流电源之间达到无扰动切换，保证了变频器继续运行并驱动电动机。DC-BANK是低压电机群专用不间断电源系统，特别适用于多负载连续生产的化纤钢铁，石油化工，玻璃等行业。DC-BANK可有效的解决电网晃电对变频器带来的影响，同时还具备可靠性高，利用效率高等优点。DC-BANK相对于同样应用广泛的UPS，具备以下优点：

（1）UPS因系统复杂，可靠性差，没有标准化等问题，导致维护难度较大；DC-BANK与变频器通常采用的是并联连接形式，系统采用框架式结构，可靠性高，维护起来相对方便。

（2）UPS可靠性不高，需要设计复杂的配置方式提高其可靠性；得益于DC-BANK与变频器的并联连接形式，使得每个负载的电源保护都相对独立，通过DC-BANK对直流母线供电，就使得变频器在原有的基础上增加了一路直流备用供电，因而具有更高的可靠性。

（3）UPS在带电机类感性负载时，需要5～7倍电机额定容量，且治理谐波电流需要增加有源或无源滤波器；DC-BANK则需要相对较小的电机额定容量（通常为1.1倍）。

（4）DC-BANK系统较UPS具备更高的外壳防护等级，能适应更加恶劣的工业现场环境。

结束语

随着变频器在各行业中应用逐渐普遍，其在工业生产中作用与地位得到提升，变频器运行稳定对设备运行有着重要作用。能够促进运行效率提升、带来更多经济效益。晃电现象的出现会严重影响到变频器运行，导致设备停运问题。但晃电现象难以避免，因此需要提高对晃电现象的重视，应用智能配电技术，实现抗晃电技术的应用，从而减少晃电问题，满足用户用电需求，降低经济损失。

参考文献

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