1 引言
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只有供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行，才能確保發(fā)射任務(wù)順利實施，尤其是在火箭轉(zhuǎn)運至發(fā)射工位后，電能質(zhì)量的優(yōu)劣甚至直接決定發(fā)射任務(wù)的成敗。 在衡量電能質(zhì)量的眾多指標中，電壓暫降是一種無法避免的現(xiàn)象，它主要由外電網(wǎng)故障引發(fā)。 而目前發(fā)射場普遍依靠市電作為主供電源， 因此均面臨不同程度的電壓暫降風(fēng)險。 迄今為止，各發(fā)射場已發(fā)生多次電壓暫降，曾造成電壓敏感設(shè)備供電中斷，甚至影響到發(fā)射流程。
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? ? 本文對發(fā)射場關(guān)鍵設(shè)備(簡稱關(guān)鍵設(shè)備，主要指火箭轉(zhuǎn)運至發(fā)射工位后的關(guān)鍵用電設(shè)備)的負載特性進行分析，得出各設(shè)備的電壓暫降敏感性，定性評估電壓暫降對發(fā)射流程的影響，提出電壓暫降的治理措施以及不同層級的解決方案。
2 電壓暫降的影響分析
發(fā)射場市政電源均采用2 路35 kV及以上電壓等級的線路引入，場區(qū)內(nèi)一次配電經(jīng)變電站降壓后采用10 kV 線路配出，末端集中設(shè)置10/0.4 kV 變電所向設(shè)備供電。 除市電以外，各發(fā)射場基本都設(shè)置自備電站。 受自備電站容量、覆蓋范圍以及能源供應(yīng)等因素，發(fā)射任務(wù)期間，各發(fā)射場普遍以市電作為主供電源，這種供電模式?jīng)Q定了電壓暫降會直接作用于關(guān)鍵設(shè)備的電源輸入端。
2.1 關(guān)鍵設(shè)備負載特性分析
關(guān)鍵設(shè)備主要包括：發(fā)射場測控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、整流罩空調(diào)、發(fā)射塔平臺油泵電機、發(fā)射塔擺桿油泵電機、伺服機構(gòu)等。 其中測控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等特別重要設(shè)備均采用UPS 供電，具有較高的穩(wěn)定性。 其余設(shè)備的用電特性與保障措施有以下特點：①負載側(cè)均為電動機類負載；②電源側(cè)均采用雙電源經(jīng)自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器(Automatic Transfer Switching Equipment，ATSE)供電，遠端由柴油機做備用電源，只有擺桿、伺服機構(gòu)等中小容量設(shè)備增設(shè)UPS 作為應(yīng)急電源；③驅(qū)動方式分為直接控制(接觸器控制)、軟啟動(軟啟動器＋接觸器)、變頻控制(變頻器)。
2.2 關(guān)鍵設(shè)備電壓暫降敏感性分析
測控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)均采用UPS 供電，可以避開電壓暫降影響。 其余未采用UPS 供電的電機類關(guān)鍵設(shè)備，由于負載側(cè)機械慣性的存在，電壓暫降不會直接導(dǎo)致電動機停止運行。 電源側(cè)雖然都采用ATSE，但轉(zhuǎn)換延遲較大(通常不小于100 ms)，況且有可能出現(xiàn)2 路電源同時發(fā)生電壓暫降的情況，即無法通過ATSE 自動切換讓負載不受電壓暫降的影響。 因此，關(guān)鍵設(shè)備受電壓暫降影響的大小直接取決于其驅(qū)動單元(接觸器、軟啟動器、變頻器)的電壓暫降敏感性。
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1)接觸器電壓暫降敏感性：常規(guī)接觸器控制線圈釋放電壓約為0.75 p.u.，釋放延時為3 ～200 ms。 當(dāng)接觸器閉合，主回路接通時，電壓暫降會造成接觸器操作線圈電壓過低甚至短時斷電[7-8]，導(dǎo)致線圈對鐵心的吸力小于釋放彈簧的彈力，進而使接觸器釋放，造成主回路斷電。
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2)軟啟動器電壓暫降敏感性：軟啟動器主要在電動機的啟動階段工作，基本原理是通過控制輸出電壓的斜坡上升，實現(xiàn)電動機的平滑啟動，減少沖擊。 這種工作特性決定了軟啟動器具有較寬的輸入電壓范圍，額定工作電壓范圍一般為230～415 V。 但是，當(dāng)電壓暫降的殘余電壓低于工作電壓范圍下限的百分之85時，也會觸發(fā)軟啟動器的欠壓保護，導(dǎo)致停機。
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3)變頻器電壓暫降敏感性：變頻器由整流器和逆變器2 部分組成。 變頻器欠電壓主要指其中間直流回路低電壓，即逆變器輸入電壓過低。 一般的變頻器都具有欠壓保護功能，欠電壓保護設(shè)定值一般為0.85 p.u.。 變頻器一旦遇到較為嚴重的電壓暫降，會立即觸發(fā)欠壓保護機制，控制電路將短時間內(nèi)(＜20 ms)停止向驅(qū)動電路輸出信號，使驅(qū)動電路和逆變器停止工作，電動機將失去動力，進入自由制動狀態(tài)。
2.3 發(fā)射流程電壓暫降風(fēng)險分析
接觸器、軟啟動器、變頻器均屬于電壓敏感類設(shè)備，極有可能受電壓暫降影響而停機，但各關(guān)鍵設(shè)備因其工作時序、工藝流程分工不同，停機后對發(fā)射流程的影響也不盡相同。 由表1 可見，除采用UPS 保障的測控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以外，其余電機類設(shè)備一旦遭受電壓暫降，會對發(fā)射流程產(chǎn)生較大影響，尤其是擺桿油泵電機、伺服機構(gòu)、加注泵受電壓暫降干擾后，極易造成發(fā)射中斷甚至失敗。 因此，采取有效措施對發(fā)射場電壓暫降問題進行治理。
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