从故障到防护:抗晃电保护设施如何提升电网可靠性?
时间: 2025-11-01 22:48:15 | 作者: 重点示范
随着工业自动化水平的提升,生产设备对供电连续性和稳定能力的依赖程度慢慢的升高,电网中的电压暂降(俗称“晃电”)问题对工业生产构成了严重威胁。尤其是在化工、冶金、半导体等高敏感行业,晃电引发的设备停机、工艺中断甚至安全事故已成为重要的电能质量上的问题。本文结合国家标准与实际项目经验,重点分析了抗晃电技术在工业低压配电系统中的应用,并以接触器回路与变频回路抗晃电解决方案为例,阐述其技术原理、实施方式及工程效果。
根据国家标准GB/T301372013及GB/T17626.112008,晃电是指电压暂时性下降(电压暂降)或短时中断,通常持续时间为几毫至几,幅值可下降至额定电压的30%以下。其常见成因包括电网短路、绝缘击穿、大功率电机启动、雷击浪涌、备用电源切换等瞬态干扰事件。
引起生产停机:自动化控制管理系统中的接触器、PLC、DCS、变频器等设备易因电压跌落而跳脱,造成整条生产线停产。
产品报废与能耗损失:流水线中断将导致半成品报废,同时重新再启动设备也会带来额外的能源与时间成本。
安全生产风险:某些危险工艺如加氢、高温反应等环节若意外停电将带来严重安全隐患。
据统计,欧美地区80%以上的电能质量投诉都与电压暂降有关,显示出该问题的普遍性与严重性。
抗晃电装置的应用场景大多分布在在对电压暂降(晃电)敏感的工业系统中。以下是一些典型情况下需要用抗晃电装置的情形,适用于判断是否应部署这类设备:
自动化生产线:如汽车制造、包装流水线、数控加工中心等,电压瞬降可能会引起整条线停工,造成生产中断或产品报废。
半导体制造:对供电连续性度敏感,哪怕是几十毫的掉电也会导致芯片制程失败。
精密仪器运行中:如医疗设施、实验仪器、检测系统等,突发掉电会损坏设备或失去关键数据。
化工、制药、冶金等连续性工艺行业,突发停机会导致中间物料报废、温度/压力失控;
涉及危险化学品、高温度高压力反应装置的工厂,为保障人身与设备安全,必须防止因晃电误停。
重大工程项目施工现场或无人值守站点,如风电、光伏、远程泵站,晃电可能会引起远程设备失联或控制失效。
交流接触器作为电动机回路重要的控制元件,在工业生产里承担了重要的作用。雷击、短路重合闸、电网故障、大功率设备启动等原因引发的电压跌落(晃电)现象极度影响接触器的正常工作,并引起相关联锁设备停机,给企业造成巨大的经济损失。安科瑞ARD-KHD-S03系列抗晃电装置,具备 “晃电保持+晃电再起动”功能,能够抵御接触器控制回路晃电引起的接触器释放(不包括直流接触器或带节能功能的接触器),也可以针对变频、软起回路实现再启动,保障设备的连续性运行,为公司制作保驾护航。
根据治理层划分,晃电问题可从电网源头、线路、配电端到设备终端进行治理。但从成本效益比来看,终端治理(即在低压配电末端和关键设备侧实施防护)是性价比的方法。
安装独立抗晃电模块,如ARDKHD系列装置,对控制回路进行直流支撑或控制保持
接触器是工业电机控制中常见的低压元件。其电磁线圈对电压变化为敏感,一般在电压下降至70%以下时即释放,导致电机断电。针对这一问题,目主流治理方案包括:
UPS供电:为控制回路配置备用电源,切换时间1ms,但成本高且对感性负载适应性差。
抗晃电模块(ARDKHDS03A/B):通过内置储能电容,在晃电时维持接触器吸合,电压恢复后自动继续运行或重启动,是当选择之一。
电压暂降是当工业用户面临的突出电能质量上的问题之一。晃电虽短,但影响深远。通过在接触器、变频器、软启动器等关键设备端部署抗晃电装置,可显著提升系统抗扰能力,避免因瞬时电压波动导致的设备跳脱和生产中断。随工业配电智能化水平提升,抗晃电治理将成为工业系统稳定运行的重要保障手段之一,值得在更多敏感负载场景中推广应用。
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