晃電是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網(wǎng)短時(shí)電壓波動(dòng)或短時(shí)斷電,時(shí)間在1.5s之內(nèi),又恢復(fù)正常的現(xiàn)象。供電系統(tǒng)產(chǎn)生晃電的基本類型有電壓驟降、驟升、短時(shí)斷電、電壓閃變。在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中,晃電會(huì)使需要連續(xù)運(yùn)行的主通風(fēng)機(jī)、局部通風(fēng)機(jī)中斷,從而造成生產(chǎn)中斷甚至導(dǎo)致事故發(fā)生,切除故障線路后由于不能平衡功率而導(dǎo)致功率振蕩,更有可能導(dǎo)致煤礦電網(wǎng)發(fā)生停電事故。
一、晃電現(xiàn)象原因分析及危害
煤礦供電系統(tǒng)采用雙電源雙回路方式不間斷供電,主要分地面供電系統(tǒng)和井下供電系統(tǒng):地面供電系統(tǒng)主要由地面電源進(jìn)線、35kV變電站、地面機(jī)房配電點(diǎn)組成;井下供電系統(tǒng)主要由變電所、采區(qū)變電所、巷道配電點(diǎn)組成。產(chǎn)生晃電的原因有很多種,按類型可以歸納為電力系統(tǒng)(電源)和電力用戶(生產(chǎn)設(shè)備)2個(gè)方面。電力系統(tǒng)方面產(chǎn)生晃電的主要原因有地面線路由于刮風(fēng)、雷擊等因素造成的短路故障等。在實(shí)際的煤礦電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生斷電故障的概率很低,事實(shí)上系統(tǒng)中眾多支路上任意點(diǎn)發(fā)生短路的情況要比外網(wǎng)主線路出現(xiàn)開(kāi)路的情況多得多,不易處理。而用戶方面的原因主要是煤礦中大功率采掘運(yùn)設(shè)備的啟動(dòng)和一些對(duì)配電網(wǎng)系統(tǒng)具有較大沖擊影響的主排水泵等負(fù)荷投入運(yùn)行等。
二、晃電對(duì)繼電器的危害
晃電故障發(fā)生時(shí),會(huì)引起電壓驟隆,電網(wǎng)電壓的跌落會(huì)導(dǎo)致一些低壓閉鎖或者受低壓保護(hù)的設(shè)備停止工作。由于煤礦大量使用了電磁繼電器,如果電網(wǎng)發(fā)生晃電,繼電器的線圈電壓會(huì)降低,此時(shí)繼電器的電磁吸力就會(huì)減小或者消失,當(dāng)電磁吸力小于繼電器內(nèi)彈簧彈力時(shí)銜鐵就會(huì)釋放,繼電器斷電而停止工作[。當(dāng)電壓恢復(fù)時(shí),該繼電器不自動(dòng)合上,其結(jié)果仍是造成生產(chǎn)用電的中斷。
三、晃電對(duì)變頻器的危害
當(dāng)晃電故障發(fā)生時(shí),電壓陡降,變頻器直流母線電壓高于交流側(cè)電壓,此時(shí)二極管受到反向電壓而不導(dǎo)通,交流側(cè)不能向直流側(cè)提供能量。變流器設(shè)計(jì)了保護(hù)功能,即當(dāng)直流電壓U下降到額定電壓U的70%時(shí),立即變頻器的觸發(fā)脈沖,使電容器不再繼續(xù)向電動(dòng)機(jī)提供能量,將殘存的電壓保持在0.7U.。如果晃電持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),有可能使變頻器電壓不能得到恢復(fù)而停止工作,變頻器停止工作會(huì)導(dǎo)致所控制的電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
四、晃電對(duì)電動(dòng)機(jī)的危害
當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生晃電故障時(shí),電壓驟降期間,電動(dòng)機(jī)不但要繼續(xù)給機(jī)械負(fù)載提供機(jī)械能,同時(shí)還要作為發(fā)動(dòng)機(jī)向短路故障提供短路電流。電壓驟降持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng),電動(dòng)機(jī)就會(huì)向短路點(diǎn)輸送的能量越大;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降越多,電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相位與短路前同步轉(zhuǎn)速的相位間的電角度差就越大。當(dāng)電壓凹陷結(jié)束時(shí)電網(wǎng)電壓突然恢復(fù),此時(shí)的電壓電流角度差越大,產(chǎn)生沖擊電流的可能性就越大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)大幅超過(guò)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流,如果有多個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)在系統(tǒng)中,共同作用的結(jié)果可能會(huì)使保護(hù)裝置動(dòng)作。不論電動(dòng)機(jī)的機(jī)械時(shí)間常數(shù)為多少,晃電造成的電壓凹陷都會(huì)給電動(dòng)機(jī)帶來(lái)很大的電壓沖擊,而這種沖擊有可能造成電動(dòng)機(jī)損壞。
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