[摘要]针对化工企业连续生产的特殊性质，考虑到发生”晃电”时所造成的严重影响和后果，本文介绍了”晃电”类型和影响，以及直流支撑系统DC-BANK在变频器抗“晃电”领域的成功应用。同时，解决“晃电”造成的变频器跳闸停机提供了相关的参考。

关键词：直流支撑系统DC-BANK；抗“晃电”；变频器；

0 引言

电力系统在运行过程中，由于雷击、短路故障重合闸、企业外部或内部电网故障、大型设备起动等原因，会造成电压瞬间较大幅度波动或者短时断电又恢复，这种现象通常称为“晃电”,致使用电设备不能正常工作的现象。“晃电”现象在每个企业中均会或多或少遇到 ,而且是不可避免的。对于连续性要求很高的化工企业，许多低压电动机在工艺流程上是不允许控制回路、变频器跳闸停机的，个别重要机组一旦因“晃电”引起的瞬间低电压保护动作，将会造成后续系统非计划停运，给公司将带来很大的经济损失，甚至引发人员的伤亡和设备损坏等严重事故。目前，采用何种措施减少“晃电”带来的危害 ,把它引起的损失减为最小，怎样在“晃电”的瞬间保证变频器不跳、电动机不停，才是抗“晃电”技术探索核心问题。

1“晃电”现象及其影响
1.1”晃电”的类型
　　① 电压骤降、骤升，持续时间0.5个周期至1min，电压上升或下降至标称电压的110～180%或10～90%。
　　② 电压闪变，电压波形包络线呈规则的变化或电压幅值一系列的随机变化，一般表现为人眼对电压波动所引起的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）。
1.2“晃电”的影响

晃电对供电回路控制电器的影响，交流接触器在低压电动机控制系统中应用非常广泛，占了相当大的比例。由于工作原理的特点，当电网出现晃电时，会造成其操作线圈短时断电或电压过低，导致线圈对铁芯的吸力小于释放弹簧的弹力使接触器释放。据资料介绍，一般交流继电器当电压低于线圈额定电压的50%，时间超过一个周期时接触器释放；当电压低于80%甚至更高，持续五个周期时接触器也释放。在这里，控制回路改用交流不间断电源供电或采用“抗晃电”接触器是是最经济，最实用的办法。
　　而针对变频器调节控制电动机的场合，由于一般的变频器都具有过压、失压和瞬间停电的保护功能。目前绝大部分变频器的逆变器件都采用的是IGBT，在失压或停电后，将允许变频器继续工作一个短时间td（对于td有两种规定方法，一种具体的规定时间；另一种规定为主电路的直流电压下降到原值的85%所需的时间)，若失压或停电时间to＜td，变频器将平稳过度运行；若失压或停电时间to＞td，变频器自我保护停止运行。一般td都在15～25ms，只要电源“晃电”较为强烈，to都在几秒钟以上，变频器自我保护停止运行，使电动机停止运行。解决该问题的关键就是如何使变频器在瞬时低电压时仍能正常工作。

2变频器抗“晃电”主要应对技术措施的筛选
2.1取消变频器低压保护设置，设置快速重启动。缺点是关键电机的停止、重启会影响生产的连续性和造成次品增加，另外低压往往会表现为变频器的过流保护，而取消过流保护会增加变频器本身损坏隐患。

2.2采用普通UPS。因为UPS容量、转换效率低、保护级别高、投资成本高等原因，极少数工厂使用这种方式。

2.3采用专业动力UPS，既DC-BANK直流支撑系统,在电网“晃电”时给变频器直流母线提供电压补偿，使其电压不至于瞬间跌落，从而维持变频器的正常运行，避开“晃电”的干扰，确保变频器能躲过瞬间的低电压且正常运行。

从以上三条措施来看，直流支撑系统DC-BANK是变频器抗”晃电”领域的首选技术。

3 DC-BANK在变频器抗”晃电”领域的的应用

根据空分液氧泵变频器与DC-BANK的使用经验，及当初的调试和运行经验，我们得出以下注意事项：

3.1 电动机、变频器的相关参数

电动机型号：FN355L-2 295kW 380V 630A

变频器型号：ACS800-07-0610-3+F253+F260+R712+H359+(IP22)

3.2 DC-BANK与变频器的结合

采用南京国臣信息自动化技术有限公司专业研制，生产的电动机不间断电源MUPS系统DC-BANK，改造了液氧泵变频器主电路的中间直流回路。具体是将液氧泵变频器主电路中的直流回路P（+）、N（-）引出，接至直流支撑装置的直流输出的接触器MF上，在电网“晃电”时，依靠蓄电池QFB为液氧泵变频器提供稳定的电源，保证变频器输出不变，使液氧泵电机转速不波动或液氧泵变频器欠电压保护功能不动作，达到液氧泵主机不跳车的目的。液氧泵变频器直流电源支撑装置电气原理图如下图所示。

MUPS 系统是基于VVVF（变频器）及DC-BANK（直流支撑系统）的组织构架。该电源系统特别适用于连续生产的化工行业，产品运行稳定，发挥了正常的断电保护功能。GC系列DC－BANK直流电源支撑装置主要由电池组、整流充电器CD、静态开关SW、直流压差控制电子开关、直流接触器MF、检测单元、执行单元等组成。静态开关采用大功率器件组成直流电子开关，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，系统在500微秒内切换到电池供电，变频器的输出频率没有变化。执行单元由断路器和接触器、静态开关等冗余组成。当变频器正常运行时接触器吸合，DC-BANK系统处于热备用状态；当交流进线电压下降到设定阀值时静态开关导通，由DC-BANK系统提供直流电源保证变频器的正常运行；当进线交流电压恢复正常时，DC-BANK系统自动退出直流支撑，处于热备用状态；当变频器故障、正常或紧急停车时，接触器断开,DC-BANK系统退出；停车检修时断开相应直流回路的断路器，可进行单独检修，不影响另外一个变频器的抗晃电直流支撑功能。另外，DC-BANK系统可设定最大工作时间，时间精确到0.1秒，更为准确地执行直流电源子系统的投入/撤出转换。

下图为示波器抓取的DC-BANK系统切换时间图：

直流压差电子控制开关专利技术，专利号为：ZL2007 2 0038405.X,开关切换时间小于500微秒。变频器检测低电压跳闸时间为1毫秒，所以DC-BANK系统完全满足变频器直流后备电源切换时间要求。

3.3使用中的注意事项

① 使用ACS800变频器预设的工厂宏模式，采用10.01里面的“DI1P,2P”DI1输入脉冲的方式来启停，因为此端子启停不需要回路中有明确的接通保持启动或断开保持停止，这样的控制回路简单、明了、稳定、安全，同样，具有抗晃电的能力，因为简化控制回路，可提高排除外界的干扰或误动作的可能性。目前，大部分企业使用的变频器还是采用接触器或中间继电器辅助触头通断的方式启动（接触器在电网波动中由于无抗“晃电”功能而释放等），因此，简化控制回路和控制环节，采用变频器脉冲启停，也是非常不错的抗“晃电”措施。同时，也能防止DC-BANK的误投的几率。

② 需根据液氧泵电机的实际运行情况，合理设置蓄电池放电拖动直流母线的时间，直流支撑时间达到设定值时，将断开直流输出接触器MF。据统计80%以上的“晃电”都集中在0.5-30个周波的时间内，DC-BANK系统最大工作时间一般设定为1至3秒，确保变频器能安全平稳跨越晃电期。

下图是半导体协会统计的晃电相关数据：

③ SIS安全连锁系统，负责监测各种交直流电源信号、保护动作信号，控制直流支撑系统的备份、投运和退出过程。每一回路都由检测、控制和执行单元三部分组成。采用工业级抗晃电监测模块MDS-104做检测单元，保证系统的可用度。采用通过美国SIL3认证的AB LOGIX 顺序控制器做为控制单元。采用ABB断路器和接触器做单一直流回路的冗余执行单元，保证系统的可靠性。主要采集三个信号，变频器的运行信号，变频器故障信号，变频器主进线断路器状态信号。

4 结束语

  根据我厂实际情况，在液氧泵变频器上加装抗“晃电”系统DC-BANK，使我厂在连续性作业时避免了因为“晃电”原因而造成的非计划的停机，提高了我们的经济效益。相信在不久的将来，DC-BANK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。