一、概述
代工業企業的低壓電動機廣泛采用了交流接觸器控制,它的控制電源通常取自空氣開關后側,帶電自保持,無壓釋放。然而,電動機正常運轉時遇電源瞬時失壓,接現觸器就會釋放,當電源自動恢復后則需人工重新操作恢復電動機運轉,造成運行中的電動機不必要停機,使生產中斷,從而對許多重要的自動化連續化生產的企業造成了一定的經濟損失,甚導致事故。為此,石化、石油、化工、化纖、發電、冶煉、鋼鐵等行業采用了各種類型的自起動裝置,來應對這種因電源瞬間失壓引起的電動機的非正常停機,以保證一些極重要負荷的自動再起動。
然而,隨著電網并網、環網的日益擴大,以及饋電變壓器容量增大帶來的配出回路的增多,電源瞬時失壓即“晃電”的現象越來越頻繁,其原因是相鄰回路故障引起的瞬時失壓幾率增加了。最長持續時間一般是故障保護的切除時間,大約在300毫秒以下,也有保護元件來不及動作的電壓閃降故障的。其時間更短,而交流接觸器電保持條件大致是:電壓不小于45%或者是失壓時間不大于60毫秒,并且離散性非常寬,對于這類 “晃電”引起的接觸器釋放,常規微處理器型再起動設備是無法識別處理的,因為故障時間遠小于微處理器的數據刷新周期時間。
所以對電源瞬時失電應該有兩類電機重合裝置,第一類是配合備用電源自投或電源重合閘的自起動設備,適用于失壓時間較長。由于其再起動可能會對電源帶來較大的沖擊,只限在重要負荷電動機的控制中采用。另一類是用于克服電源相鄰回路故障切除的瞬時失壓“晃電”引起的接觸器釋放后的重合,其時間極短(300毫秒以下)而不會對電源造成沖擊,可以在電動機接觸器控制電路中普遍使用。由于“晃電”是造成接觸器非正常釋放的絕大多數原因,顯然再起動控制器響應時間必須滿足“晃電”的瞬時要求。
二、性能
我公司自主研發、生產的KBD-SEC220防晃電智能控制器,適用于380/220V電源,并聯在電動機的交流接觸器的控制電路上,當發生電源切換或重合以及瞬時失壓“晃電”時,對原運行的電動機,來電后交流接觸器自動重合,而非屬以上原因引起的接觸器釋放則不予保持或重合,從而保障了生產的安全連續進行。
KBD-SEC220智能控制器采用了繼電電子一體化方式,等同常規電磁繼電器控制;內置超級電容作電源后備,超長的使用壽命;模擬算式和邏輯判式相互閉鎖;先進的轉頻率電勢比較箝位技術;對瞬間失壓的響應時間可達40ms,電壓的采集精度可達1V/220V。
KBD-SEC220-DII型控制器具有輔助保持和來電重合雙時段控制特性,輔助保持時段為被控接觸器“晃電”跳停后瞬間閉鎖其運行指令,來電后接觸器立即閉合,以接觸器鐵芯線圈吸合電壓作為電壓閥值判式,一般為70%以上。若輔助保持時段內電源沒有恢復則其運行閉鎖指令解除,進入來電重合控制時段,當來電達到控制器設置的重合允許電壓閥值時,則通過延時元件發出重合指令。雙時段控制能夠區分處理“晃電”和備用電源切換時電動機再起動方式,特別是對小于0.5s的失壓故障,原則上所有電動機均允許來電即起而不會對電源形成沖擊,從而極大減輕了“晃電”對生產帶來的擾動影響。
KBD-SEC220-DII型控制器的出口繼電器接點狀態為組合輸出,在輔助保持時段是延時斷開,由被控接觸器“晃電”跳停激勵;在來電重合時段是延時閉合,由來電恢復激勵。
控制器為故障安全型設計,只有在被控接觸器閉合約3分鐘后(電動機進入正常運行)才被加載激活;只有在被控接觸器因“晃電”跳停后才會發出輔助保持或重合指令;如被控接觸器人為跳停,控制器將失電并且超級電容立即放電解除后備。
控制器具有防止接觸器保持線圈回路中接點抖動的功能,對接觸器小于36ms時間的自鎖回路斷開跳停則判作誤動而自動重合。
KBD-SEC220-AII型控制器僅工作在輔助保持時段,一般適用于普通電機防“晃電”或者“0”批電動機群簡單的自起動,是KBD-SEC220-DII的前功能段。
KBD-SEC220-BII型控制器僅工作在來電重合時段,重合延時一般為0.5s,一般適用于軟起動器再起動過程與上電自診斷的時差緩沖配合。是KBD-SEC220-DII的后功能段。
控制器可組成簡單、可靠、分散的電動機群分批自起動系統,也可以與其他電氣聯鎖電路組成多功能電動機群起群控裝置,具有良好的性價比,而且響應時間快,控制可靠而簡單。
KBD-SEC220-CII型控制器在數字式自控裝置控制的電動機外部接觸器、繼電器操作電路中,提供一對狀態信號輸出接點,連鎖相關控制。當電網“晃電”電壓閃降接觸器、繼電器跳停后,此狀態輸出也相應動作,引起數字式自控裝置連鎖啟動。 一般適用于變頻器再起動。
KBD-SEC220-CII型控制器有兩組獨立的繼電器輸出接點,一組用于閉鎖接觸器、繼電器的再起動指令,實施來電即起;另一組高速閉鎖狀態信號,動作時間僅幾毫秒而小于數字式自控裝置I/O(輸入/輸出)的刷新周期,數字式自控裝置相關連鎖出口將不被啟動。
由于電網“晃電”電壓閃降僅約200毫秒時間,只是一個擾動過程,所以強制閉鎖不會給設備及生產安全帶來不利影響。
KBD-SEC220-CII型控制器采用正邏輯輸出控制,只有在被控電動機正常運行后才被激勵;只有在接觸器、繼電器因“晃電”電壓閃降跳停才發出閉鎖脈沖;來電重合成功后自動復位;脈寬時間根據技術要求設置固化。