电网电压暂态扰动机理与工业设备抗失压防护策略研究

什么是晃电?

国标GB/T 30137-2013 中定义:工频电压方均根值突然降至额定值的90%~10%,持续时间为10ms~1min后恢复正常的现象。Acrel8757+V

晃电的原因

1.系统侧因素

短路故障:雷击、线路接地、设备误碰等导致电网短路,故障点电压骤降,并通过电网传播至用户侧,是造成严重电压暂降的主因(占配电网故障的95.4%)

保护装置动作:自动重合闸、备用电源切换等操作会引起短时电压波动

2.用户侧因素

大容量负荷冲击:如大型电机启动时,定子电流突增(可达额定电流5倍),导致电网阻抗压降。

冲击性设备运行:电弧炉、轧钢机等非线性负荷投切引发电压波动

晃电危害量化分析

电压暂降对工业场景的损害体现在多维度:

1.设备级危害

  • 接触器脱扣:电压低于50%~70%时,接触器线圈失电,导致电机停机(占低压电机停机的80%以上)25。
  • 精密设备故障:PLC、变频器等敏感设备在电压暂降时误动作,造成芯片损坏、数据丢失,半导体行业单次事故损失可达数百万3611。

2.生产级危害

  • 非计划停机:石油化工等行业因连锁停机导致原料浪费、安全风险,恢复成本可达每小时数十万元210。
  • 产品质量下降:如汽车焊接机器人因电压波动导致产品报废率上升

工业场景抗晃电解决方案

晃电治理-接触器回路常见晃电治理方案

UPS供电-通过UPS保障电源侧供电

防晃电接触器-采用带防晃电功能的接触器

再起动控制-通过电动机保护器等设备在二次控制回路弥补

抗晃电装置-通过专用模块对接触器进行保持和控制

方案对比

动作逻辑

晃电治理-变频器常见治理方案

一般变频器都有过压、失压和瞬间停电的保护功能。变频器的逆变器件为IGBT,在失压或

停电后,将允许变频器继续工作一个短时间TD,若失压或停电时间TOTD过长,变频器自

我保护停止运行

UPS供电

变频器自启动

直流支撑技术

控制电路失压再起动

方案对比

软启动器在工业现场多用于45kW以上的大功率电机,具备软启动、软停车和各类保

护功能。其作用是实现在整个启动过程无冲击而平滑的起动电机,防止起动阶段出现大

电流,保障大功率电机的正常起停和使用寿命

相比变频器,软启动器本质上是一个调压器,无法调频调速,变频器几乎具备软起

动器的所有功能,因此适用于变频器晃电再启动的ARD-KHD-S03F同样适用于软启动

器的晃电再启动。

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