晃電是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網(wǎng)短時電壓波動或短時斷電,時間在1.5s之內(nèi),又恢復正常的現(xiàn)象。供電系統(tǒng)產(chǎn)生晃電的基本類型有電壓驟降、驟升、短時斷電、電壓閃變。在煤礦生產(chǎn)過程中,晃電會使需要連續(xù)運行的主通風機、局部通風機中斷,從而造成生產(chǎn)中斷甚至導致事故發(fā)生,切除故障線路后由于不能平衡功率而導致功率振蕩,更有可能導致煤礦電網(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)主要由地面電源進線、35kV變電站、地面機房配電點組成;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)設備)2個方面。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、雷擊等因素造成的短路故障等。在實際的煤礦電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生斷電故障的概率很低,事實上系統(tǒng)中眾多支路上任意點發(fā)生短路的情況要比外網(wǎng)主線路出現(xiàn)開路的情況多得多,不易處理。而用戶方面的原因主要是煤礦中大功率采掘運設備的啟動和一些對配電網(wǎng)系統(tǒng)具有較大沖擊影響的主排水泵等負荷投入運行等。

二、晃電對繼電器的危害

晃電故障發(fā)生時,會引起電壓驟隆,電網(wǎng)電壓的跌落會導致一些低壓閉鎖或者受低壓保護的設備停止工作。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降低,此時繼電器的電磁吸力就會減小或者消失,當電磁吸力小于繼電器內(nèi)彈簧彈力時銜鐵就會釋放,繼電器斷電而停止工作[。當電壓恢復時,該繼電器不自動合上,其結(jié)果仍是造成生產(chǎn)用電的中斷。

三、晃電對變頻器的危害

當晃電故障發(fā)生時,電壓陡降,變頻器直流母線電壓高于交流側(cè)電壓,此時二極管受到反向電壓而不導通,交流側(cè)不能向直流側(cè)提供能量。變流器設計了保護功能,即當直流電壓U下降到額定電壓U的70%時,立即變頻器的觸發(fā)脈沖,使電容器不再繼續(xù)向電動機提供能量,將殘存的電壓保持在0.7U.。如果晃電持續(xù)的時間較長時,有可能使變頻器電壓不能得到恢復而停止工作,變頻器停止工作會導致所控制的電動機停止運行。

四、晃電對電動機的危害

當電網(wǎng)發(fā)生晃電故障時,電壓驟降期間,電動機不但要繼續(xù)給機械負載提供機械能,同時還要作為發(fā)動機向短路故障提供短路電流。電壓驟降持續(xù)的時間越長,電動機就會向短路點輸送的能量越大;轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降越多,電動機內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)磁場的相位與短路前同步轉(zhuǎn)速的相位間的電角度差就越大。當電壓凹陷結(jié)束時電網(wǎng)電壓突然恢復,此時的電壓電流角度差越大,產(chǎn)生沖擊電流的可能性就越大,嚴重時會大幅超過電動機的啟動電流,如果有多個電動機同時在系統(tǒng)中,共同作用的結(jié)果可能會使保護裝置動作。不論電動機的機械時間常數(shù)為多少,晃電造成的電壓凹陷都會給電動機帶來很大的電壓沖擊,而這種沖擊有可能造成電動機損壞。

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