贝尔系统安全节电器解决如下电力系统问题.doc

贝尔系统安全节电器解决如下电力系统问题波动和闪变GB/T 12326-2008《电能质量 电压波动和闪变》规定：电力系统公共连接点，在系统运行的较小方式下，以一周（168h）为测量周期，所有长时间闪变值Plt满足：≤110kV，Plt=1；>110kV，Plt=0.8以及单个用户的相关规定电压骤降是指在工频下，电压的有效值短时间内下降典型的电压骤降值为0.1~0.9倍标称值，持续时间为0.5个周期到1分钟电压骤降产生的原因主要有电 　　力系统发生故障，如系统发生接地短路故障；大容量电机的启动和负载突增也会导致电压骤降 　　电压骤升是指在工频下，电压的有效值短时间内上升典型的电压骤升值为1.1~1.8倍标称值，持续时间为0.5个周期到1分钟电压骤升产生的原因主要有电力系统发生故障，如系统发生单相接地等故障；大容量电机的停止和负载突降也是电压骤升的重要原因 　　供电中断是指在一段时间内，系统的一相或多相电压低于0.1倍标称值瞬时中断定义为持续时间在0.5个周期到3秒之间的供电中断，短时中断的持续时间在3~60 秒之间，而持久停电的持续时间大于60秒 　　电压瞬变又称为瞬时脉冲或突波，是指两个连续的稳态之间的电压值发生快速的变化，其持续时间很短。

电压瞬变按照电压波形的不同分为两类：一是电压瞬时脉冲，是指叠加在稳态电压上的任一单方向变动的电压非工频分量；二是电压瞬时振荡，是指叠加在稳态电压的同时包括两个方向变动的电压非工频分量电压瞬变可能是由闪电引起的，也可能是由于投切电容器组等操作产生的开关瞬变 　　电压切痕是一种持续时间小于10ms的周期性电压扰动它是由于电力电子装置换相造成的，它使电压波形在一个周期内有超过两个的过零点由于其频率非常高，用常规的谐波分析设备无法测出，因此以前一直末把此项作为电压质量的一个指标可控硅换相在励磁系统交直流侧出现尖峰过电压的机理及危害在静止可控硅励磁系统中，励磁电源输出的大小由可控硅的导通角控制，在可控硅换相关断过程中，由电路中激发起电磁能量的互相转换和传递，其交流和直流侧产生了尖峰过电压这种过电压峰值高，并具有三个特点：一是周期性很强，每个周期产生六个换相缺口，其中有两个是本相可控硅换相产生，另外四个是其它相可控硅产生；二是一致性也很强，换相过电压尖峰毛刺都是在可控硅换相关断瞬间产生，这是由于可控硅反向恢复电荷不能突变的原因；三是尽管每个尖峰毛刺能量不是很大，但每个周期产生6个尖峰，连续运行总能量很大。

该尖峰过电压的峰值可达阳极电压的三倍左右，容易引起励磁变、功率柜和转子系统软击穿事故，甚至引起器件烧毁和停机事故，使发电机组安全运行受到威胁可控硅励磁电源出现误强励和失磁故障的几率比二极管整流电源高得的多，这主要是由于可控硅换相时产生的尖峰过电压引起的当可控硅触发角α与重叠角β之和，为500左右时，尖峰过电压值最大对于换相尖峰电压引起的励磁故障，由于过电压时间短（仅几微秒），能量不集中，一般对绝缘形成不了直接击穿，多为闪络放电，形成非金属击穿，事故后绝缘能恢复，故障点不易查找对于可控硅微秒级上升前沿的尖峰电压来说，通过变压器高低压线圈的匝间杂散电容耦合也可产生感应过电压或反射波叠加过电压在脉冲变压器的一侧是可控硅几千伏的高压电位，另一侧是十几伏的低压电子线路，稍有一点电位扰动，就会从高压侧传到低压侧，引起电子线路的紊乱这种在高低压悬殊的连接点、隔离点产生的感应过电压也是非可控硅电源没有的，所以励磁故障多从脉冲变处产生、发展对不动声色这种过电压曾经发现脉冲变发生击穿，引起多次误强励和失磁故障但更多的是故障发生后找不到脉冲变的击穿点对于尖峰过电压问题必须引起充分的重视，对已运行的机组，可加强尖峰过电压的吸收，并对薄弱的局部加强绝缘，但最终应该用新的可靠的技术来解决问题。

变频器尖峰电压吸收器开辟电机保护新时代 由于现在所有市售电机保护器，全都是通过采集电流或电压变化的数值，从而达到保护电机的目的；但因各种原因造成的电机轴承损毁，转子偏心，进而造成电机扫膛，烧毁电机的问题这些保护器都起不到保护的功能了，因为只有当电机扫膛后，绕组烧坏短路了，这类保护器才会动做，但为时已晚；到目前为止还没有一种智能化的针对电机轴承进行保护的产品；许多用户只能用人工时刻监视或定期巡检测试轴承处温度变化的方法，对一些大电机进行人为地保护这种方法有两个弊端存在：1、是增加了人员工作量，加大了企业的人员费用，同时还无法对所有电机进行看护2、是人工检测必竞是有时间限制的，24小时内不可能时刻不离人，那么在非检测的时间内如果轴承损毁，导致转子信心，电机扫膛，烧毁电机的事故就无法避免了普通电机由变频器驱动时，寿命大幅度缩短，严重时，几个月就出现定子绕组损坏由此导致的停产给企业造成巨大的损失电机损坏的原因是变频器在电机的定子绕组上产生很高的尖峰电压，尖峰电压的幅度超过了绕组的绝缘强度，导致绕组损坏尖峰电压的幅度会达到变频器额定工作电压的3倍以上，例如，对于额定电压380V的变频器，尖峰电压的幅度超过1200V。

这种尖峰电压每秒对电机定子绕组冲击上千次，很快就会导致定子绕组的损坏，如图1(a)所示另外，变频器还会在电机的轴承中产生轴承电流，轴承中长时间流过轴承电流，会造成轴承的烧毁，如图1(b)所示功率越小的电机，定子绕组越容易损坏；功率越大的电机，轴承越容易损坏SVA(Spike Voltage Absorber)尖峰电压吸收器就是针对上述问题推出的创新性电机保护产品SVA并联安装在电机的电源输入端，能够有效吸收变频器在电机上产生的尖峰电压和轴承电流，使电机与变频器完美匹配与传统的du/dt滤波器或正弦波滤波器相比，SVA优点有：1)与电动机并联安装，简便易行；2)没有电压降，不降低力矩，也不影响变频器对电机的控制；3)体积小、重量轻，性价比高，特别是对于大功率电机，优势更加明显；4)选用方便，与电机的转速和载波频率无关，不用与特定功率的电机配型；5)智能控制，根据载波频率和电缆长度，自动调节吸收功率，确保效果最佳；6)面板显示信息丰富，可随时了解吸收器的工作状态；7)内置保险，故障时自动从系统中脱出，同时，面板上显示故障状态；8)全密封设计，适应恶劣的工业现场环境 图2 SVA吸收尖峰电压的效果SVA尖峰电压吸收器的核心是高速尖峰电压缓存器（HSSB）和高效尖峰能量吸收器（HESA）。

当电机输入电源线上出现尖峰电压时，HSSB实时吸收并暂时存放尖峰电压能量当缓存器中的能量超过一定量时（具体数值在出厂时设定），控制器打开HESA的阀门，将HSSB中储存的尖峰电压能量泄放到HESA中，将电能转变成热能，耗散到空间这时，HSSB被清空，准备接收下一个尖峰电压的能量SVA面板上的显示信息含义如下表所示：显示字样含 满载负荷SVA的尖峰电压吸收能力已经全部发挥使用方法与注意事项1)SVA与电机并联连接，接线没有相序的要求；2)SVA的连线不要大于2米，SVA的安装位置与电机之间的距离不要超过8米；3)SVA工作时，外壳发热，这是吸收能量的正常表现；4)面板上的“满载负荷”点亮时，建议安装散热选件技术规格过冲电压吸收原理实时检测尖峰电压，高速缓存尖峰电压能量，然后将电能转变成热能，耗散到空间轴承电流吸收方式高频共模电流旁路网络额定电压变频器的输入电压为400Vac，690Vac，型号中用后缀“4”或“6”表示变频器载波频率小于12kHz允许电机电缆长度300米工作时壳体温度小于90ºC，环境温度为40°义待机状态SVA内部电路工作正常，可以进入尖峰吸收状态吸收尖峰SVA正在吸收尖峰电压能量壳体高温SVA的表面最高温度超过60 50，4公斤´180´ºC面板显示信息吸收能量状态，负荷状态，故障状态工作环境-40 至 +50ºC，最高海拔3000米，相对湿度95%尺寸、重量350。