南方某金属矿山φ7.9 m×13.6 m双驱溢流型球磨机采用变频双边同步驱动，电动机采用交流无刷励磁同步电机两台，输出功率2×8 500 kW，电动机极数34极，额定电压10 kV，额定电流510 A，转速176.5 r/min，额定频率50 Hz；两台变频器型号为TMdrive-MVG2-11 000 kVA-10 kV-730 A，选用一拖一方式，负载均衡度控制在1%以内。根据球磨机负载特性，变频器每10 min可以有1 min的179%过载能力。

1 引起晃电的主要原因

晃电也叫电压暂降，根据国家标准《电能质量电压暂降与短时中断》（GB/T 30137—2013）规定：“电压暂将是指电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1～0.9 pu，并在短暂持续10 ms～1 min后恢复正常的现象”，属于电能质量事🔯件之一，严重时将使用电设备停止工作，或引起产品质量下降，而晃电影响的严重性则随用电设备的保护特性而有所差异。晃电一般是由雷击或供电网络、变电和用电设施出现故障或负荷突然出现较大变化引起的，在某些情况下可能会出现供电电压两次或多次连续跌落或中断现象。引起晃电的主要原因包括以下几个方面：

（1）雷击引起的晃电：雷电属于一种自然现象，具有电压高、电流大、破坏性强等特点，高电压强电流雷电进入供电网络时，会造成🔴绝缘最薄弱环节出现闪络或避雷器释放引起电压短时间波动。

（2）电网、供变电设施的短路故障：当电网、供变电设施的某个局部出现短路故障时，导致电流急剧增大，🔯电压骤然降低，故障电路中⛦的保护装置动作，将故障点隔离，电压恢复正常，造成同个母线段的电压瞬间波动，电压短暂降低。

（3）大功率负荷投切：大功率负荷全电压启动时，启动电流为额定电流的5～7倍，需要从电网中汲取大量的有功功率和无功功率，这一大电流流过系统阻抗时，将会引起电压突然下降，导致电压瞬间ꦏ波动。

2 变频器晃电抗治技术现状和存在问题

目前常用的低压变频器基本采用交-直-交的电压型变频器，低压变频器普遍采用以下几种措施抗治晃电引起的设备跳停。

（1）采用直流支撑技术。

DC-BANK直流不间断电源，又叫直流支撑。目前，广泛应用的交流电动机调速控制的变频器是相当成熟的技术和产品，变频器无论是频率控制型，还是矢量控制型或者是转矩控制型，都具有变频软启动功能，变频器的容量在380V电压等级上，功率范围从2.2~1500KW的产品几乎可以覆盖目前所有应用范围。

一般的变频器都具有过压、失压、和瞬间停电的保护功能。变频器在失压或停电时，逆变元件是IGBT的变频器将允许变频器继续工作一段时间(td)，若失压或停电时间to<td，变频器将平稳过渡继续运行，若to > td变频器将保护停机，所以当交流电源变化较大或低电压时间较长时都会造成变频器的运行停止。

目前，常用的变频器都是交-直-交的电压源型变频器，其中间直流回路是三相交流整流得到的，电压大约在510~620V左右，所以若给变频器提供—路510~620V左右的直流电源就能实现变频器不间断保持运行。基于这个原理优发国际（郑州优发国际科技）开发出了一种不间断的电源DC-BANK。

（2）使用抗晃电控制器。

TPM-QC系列抗晃电保护控制器是为解决设备在连续生产过程中由于电网电压不稳定造成停机事故而研发的一种专用控制器，它能够实时检测设备运行中的电压状态，如果电网电压突然发生🐎晃电现象，在设定的时间内电网电压又快速恢复正常，该控制器可以重新启动设备，使设备恢复运转，避免生产事故的发生。

以上措施针对低电压小容量变频器具有一定的控制效果，但对于高🥃电压大容量的变频器就很难实现有效控制，需要有足够大的容量来维持直流母线侧电压不会突降，以免变频器受到晃电影响。

3 高电压大容量变频器晃电解决措施与应用

本文所述球磨机变频器采用高电压多电平，10 kV输出每相采用10个单元串联结构，线电压输出IGBT器件总耐压达到近20 kV，线电压输出电平数为39电平，额定电流为730 A，0%～110%速度可调，可实现球磨机启动与调速功能。由于该变频器额定电压为10 kV，单台功率达到8 500 kW，采用直流母线电压支撑等技术很难实现电压暂降防治功能，需要根据变频器的具体报警信息，有针对性地提出解决措施。双驱变频器ꩲ系统如图1所示。

根据该矿山往年晃电造成变频器跳停的统计信息，2018年共出现12起晃电事故，其中有2起因上一级110 kV侧同个母线段其他回路出现短路故障引起，其他10起全部由雷电引起。变频器的跳停报警信息主要包括：ꦅ励磁丧失、控制𝕴电源丢失、主电源丢失、外部安全开关联锁跳停等。

关于励磁丧失造成设备跳停：主电动机采用无刷同步电动机，励磁机转子和整流桥安装在电动机主轴的非驱动端，励磁机定子通过励磁柜提供三相交流电源，励磁机转子通过电磁感应原理获得感应交流电后经整流桥整流，形成可调的直流励磁电流ꦅ。通过排查，主要是由于励磁变压器低压侧断路器受到电压波动后，出现失压或欠压跳闸引发“励磁丧失”，造成变频器跳闸，而造成断路器跳闸是失压或欠压装置保护动作引起，因此，可针对晃电时电压波动的时限和幅值变化，对断路器参数进行调整。另一种原因是励磁电源进线柜控制回路的变压器选用380/220 V，由于励磁变压器输出侧额定电压为440 V，造成控制回路二次侧电压达到255 V，容易引起二次侧熔断器烧断，同样因“励磁丧失”而引起变频器跳闸问题，对此可将二次回路控制变压器型号更换成440/220 V。

关于控制电源丢失：由于变频器控制回路出现低电压引起的变频器跳停。经查询该变频器相关资料，利用该变频器内金属薄膜电容储能🌌功能，可满足控制回路电源丢失2 s不停机要求，同❀时增加DC-BANK不间断电源，利用该时间实现控制回路市电与不间断电源双路互投，实现控制回路电源丢失不停机功能。

关于主电源丢失：造成主电源丢失的报警信息主要是由变频器主回路前一级10 kV侧真空断路器跳闸引起，查询微机综💙合保护装置出现过负荷告警信息可知，这是由于出现晃电电压下降后负载电流增加引起过负荷跳停，对此可在保护装置整定值ဣ计算时综合考虑晃电时电压及电流的变化，重新整定。

关于外部安全开关联锁跳停：根据生产系统联锁跳停ꦑ的需求，当关联设备出现异常时，会引起变频器保护跳停，保证球磨机不会出现安全事故。经查询变频器联锁跳停控制回路，主要包括球磨机上一级的皮带输送机、下一级的振动筛和皮带输送机及球磨机本身自有的润滑系统和冷却系统等，当某一台设备出现电压波动造成设备异常时，变频器就会出现外部安全开关联锁跳停故障现象。通过对关联设备的跳停回路进行分析，结合晃电引起低电压波动的幅值和时间，采用延时联锁𒉰跳停的方式，可以躲过电压波动对球磨机附属设备的影响，提高关联设备低电压保护功能。

郑州优发国际科技生产的DC-BANK、TPM-QC抗晃电控制器，可以有效解决变频器回路的晃电问题，为企业的生产保驾护航。