电压骤降事故中升降机跳闸的缓解措施

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1、电压骤降事故中升降机跳闸的缓解措施 。梁嘉杰关浩辉何兆光 ( 香港中华电力有限公司) 摘要与全球其他电力系统一样，香港的电压骤降事故大部分是由雷暴、闪电、植物 增生、第三者干扰及投入高负荷设备引起。在某些情况下，电压骤降可能会引发安全风 险，例如扶手电梯和升降机跳闸而突然停顿等。在制订切实有效的长远解决方案时，研 究人员进行了多项分析和测试，以核实升降机抵御电压骤降的过渡能力。2 0 0 5 年1 0 月， 香港特区政府将扶手电梯的电压骤降过渡能力列为升降机及自动梯设计及建造实务守 则( 第8 号修订) 的技术规定之一。扶手电梯的电压骤降过渡方案是一项有效而具有成 本效益的投资，有助提升敏感设

2、备的电力质量相容性。有些升降机也可能会在电压骤降 之时出现跳闸。虽然大部分现代化升降机均设有自动重新启动装置，但这项功能偶而会 不能运作而导致乘客被困。除非升降机因被安全装置锁定而必须由维修人员处理，否则 在大部分情况下，适当的缓解措施是可以改善跳闸情况。有关措施包括遥距警报、可抵 御电压骤降的马达驱动器、缓冲组件，及自动拯救装置( A R D ) 等。 本文件阐述为改善升降机系统电力质量而制订的主要措施，以及有助升降机系统应 付电压骤降的缓解措施。 1 简介 中华电力是香港最大的电力公司，为九龙、新界、大屿山及太部分离岛的住宅和商业用户提供电力 服务。公司经营发电、输电及供电的纵向式综合服务

3、，致力为供电地区内超过两百万用户提供高度可靠 的电力供应及优质的客户服务。 在香港，电压骤降是目前最受关注的电力质量问题之一。电压骤降的自然成因包括闪电、投入高负 荷设备、供电系统故障，或树木增生所导致的线路故障等。由于许多电压骤降情况是自然现象所导致， 因此无法完全避免。即使完全使用地底电缆以避免外在干扰，供电系统仍可能因设备或电缆故障而出现 电压骤降现象L IJ 。 今天，用户需要极高质素的电力供应，以确保其设备正常运作。电脑化设备的出现，使电力质量 成为个重要议题。客户购买新设备时通常不会留意电压骤降的影响，原因是设备制造商并没有提供 电压骤降兼容度的标准或指引。一旦设备的运作因电压骤降

4、而中断，客户便会责难电力公司的电力质 量太差。因此，用户要求电力公司提供极优质电力，而不寄望制造商提供具有适当电力质量兼容性的 设备。 踏入新千禧年后，中电成立了一个小组，专责处理所有电力质量相关事宜。小组的使命是透过与客 户、制造商、电网经营商及规管机构密切合作，提供符合成本效益的电力质量解决方案。 2 电力质量计划 客户方面，电力质量小组与客户及其设备供应商合作，并向他们灌输有关电力质量问题及规格的知 识以努力帮助用户减少电力质量问题1 _ 2 3 。团队提供的增值服务包括： 电力质量服务。小组提供电力质量服务，直接帮助用户减轻电压骤降对其生产运行构成的影响。 电压骤降事故中升降机跳闸的缓

5、解措施| 2 4 L 一 其主要职责包括透过外展访问，了解客户的电力质量问题，并进行调查以识别用户设备中的“薄弱环 节”，从而提高设备对电压骤降的过渡能力；此外，亦提供检测服务帮助客户确定电力质量问题。“薄弱 环节”是指对电压骤降过于敏感因而导致设备跳闸的组件。 评估电力质量缓解设备。此项工作包括搜集、测试、评估及推介市场上的电力质量缓解设备装置， 以减轻电压骤降造成的影响。 沟通及宣传。此项工作包括就电力质量相关事宜与内外客户，相关人士进行沟通。主要活动包括为 大型客户举行电力质量研讨会；透过小册子、传单及网站开展用户及大众宣传活动，以及为用户、顾问， 承办商、制造商及内部员工提供培训。这些

6、活动旨在让所有相关人士，尤其是用户了解电力质量事宜， 并让他们充分掌握解决方法。 3 扶手电梯及升降机 在某些情况下，电压骤降可能引致安全问题，例如扶手电梯及升降机跳闸而突然停顿等。对扶手电 梯及升降机等运输系统而言，晟终目标是安全、高效地运送乘客。为维持运输系统，例如铁路的日常客 运流量，扶手电梯的速度与设计均是需要审慎考虑的重要因素。为纾缓繁忙时间的挤迫情况，扶手电梯 必须具备相当的运行速度。升降机及自动梯设计及建造实务守则b 。规定，扶手电梯倾斜角度达到3 0 。 时，运行速度不得超过0 7 5 m s ，倾斜角度在3 0 。3 5 。时，则不得超过O 5 m s 。这是为了防止扶手电梯

7、 不正常地突然停顿时，乘客不致因急剧的震动而跌伤。每部扶手电梯都配有制动系统，可于供电中断时 将扶手电梯煞停。在电压骤降情况下，电梯亦可能会跳闸而停顿。对于减轻电压骤降的影响，仍有改善 的空间。2 0 0 5 年l O 月，香港特区当局将扶手电梯的电压骤降过渡能力列为升降机及自动梯设计及建 造实务守则( 第8 号修订) 的技术规定之一。 符合过渡( 持续运行) 要求可尽量减少扶手电梯因突然跳闸而出现的强烈颠簸。经改良的扶手电梯， 在成功过渡电压骤降时出现的颠簸，远比跳闸时轻微。一般而言，我们可透过改善扶手电梯的控制及紧 急操作来达致过渡能力的要求。这可有效确保乘客安全、减少运行中断、保持乘客流

8、量，并带来更舒适 的乘搭体验。 有些升降机的运行亦会受到电压骤降的影响，给乘客带来不便和安全问题。据消防处和相关机构报 告，一些电动升降机在出现严重电压骤降时跳闸，使乘客被困。香港约有5 0 ，o o o 部升降机，据报受电 压骤降影响的升降机最多只占o 0 8 9 。尽管升降机因跳闸而停止运作的比例不高，但对被困的乘客却 是一个非常不愉快的经历。在市民对优质服务的要求不断提高、人口持续老化之时，这已成为现代都市 一个备受关注的问题。参考扶手电梯过渡电压骤降的成功例子，可以作为改善升降机因电压骤降引起乘 客被困这问题上的借镜。 3 1 香港的升降机系统 香港的升降机总数约在5 0 ，0 0 0

9、 部以上，扶手电梯总数则约在6 , 0 0 0 部以上( 包括香港岛、九龙、新 界及大屿山) 。 升降机包括全球不同制造商的各种型号，其中不同的驱动类型包括： ( 1 ) A C 2 交流马达双速驱动。 ( 2 ) A C V V 交流马达可变电压驱动。 ( 3 ) D C w I 一直流马达变速控制驱动( 配有马达发电机组) 。 ( 4 ) D C 卜直流电晶闸管相控( 无马达发电机组) 。 ( 5 ) A c v V V F _ 一交流马达变压变频驱动。 ( 6 ) 液压。 事实上，A C V V V F 是香港升降机最普遍使用的驱动类型，其稳定性、可靠性和能源效益均较高。 部分液压升降机

10、以高度运载能力，取得香港升降机市场较小的占有率。然而大部分升降机都采用微处理 器进行控制。 2 4 8l 第日届电能质量f 国际) 研讨会论文集 3 2 潜在的弱点 人多觳S I 降目【都配备P 】动重肩功能 鼍? 挚摆：簖 I 要封 鹾肄 一J l j ! r 璺 鼻 乜 i | ! 曼：蚓 图1 电载客升降机一主要H 件 I N 此驯使在电压骤降时跳俐，也能自动重设井回复运作。 然而柏时丌降机可能被机械安全保护闭锁，使自动重脑 装置七沾运作。导或川降机跳闸的机械安全保护( 如图1 所币) ，包括位r 川降机fJ 转r 、限边器、艘损钢带( 机 槽内的选层器铜带安伞升咒) 、l 。，F 限安

11、夸开芰及计数器。 跳闸的其他嫌幽包括系统战障( 控制【U 路的故障j ，升降 机在隧道范幽内跳刚、驱动器故障，以搜控制处理器失灵 等。 根据这些现蒙，我们可咀总结出两类导致升降机跳州及 乘客被围的原因 ( 1 ) 机械故障。 ( 2 ) 系统数障。 机械故障由引降机的安仝保护引起，需要承建商派出适 当员I 前祉现场，咀手动方式重新设定煽动川降机。 系统故障也括： ( 1 ) 隧道区内跳闸。部分升降帆的设是分区运作高 层用爿降机小亡停留较低楼层，而小停留的通道称为隧道区。有些类型的升降机( 址例2 ) 可能在隧 道i x _ 内跳闸，原崮是超时( 4 5 s ) 保护装置动作，此保护原本的作用足

12、防】I 机厢在 边运行时受R “拖行。 电压骤降过后，升降机将缓慢运行以找寻下一个机fJ 位置。此时， 升降机M 最高处到达隧道底部的下一个机门所需的时间可能超过 4 5 s ，而且隧道的中蚓位置井无感应器。 小同升降机制造商设定的超时保护装置各有不同。其中一个 可行的解决方案是在隧道区安装位胃感应器，f 控制系统传选川 降机正拄运行发未受阻碍的讯寸。有畦升降机于隧道区跳闸后， 在慢速重肩F ，可能需要五分钟以E 才能恢复n 常运作；所以月 一个可行方案址利用隧道区设置的紧急出口门，让乘客在升降机 币新渊牲位置6 i 疏散。第= 个方案可考虑重新 5 定升降机山电j L 骤降全回复正常运作过程

13、r ”的运行速度。 f 2 ) 驱动器故障及# ! 制系统失灵。电压骤降模拟测试丁2 0 0 7 年1 月迸行，其线路配置见附求1 。测试结果( 见表1 ) 丝不，当 川降机下行，模拟相电压降至7 0 ，持续时间达O l s 时升 圈2 高层升降机盈鞋道区 降机便会跳M 并且锁定。当翻降机上行三相电压降至6 0 持续时间达0 0 8 s 时升降机也会m 现 上述现象。 测试发现，直流母线艽皿时，1 5 达驱动器便会跳闸，使乘客被网。需要以 动方式乖新赴定才能恢 复爿降机的运行。 丧1 电压骤降模拟测试结果 目d n M ： m 电H 、g 降2 0 0 7 4 1 月3H “n ，鹰：“峰自u

14、 电压骧降事故中升降机跳闸的缓解措施- 2 4 9 表2 未采取缓解措施的升酶机制试 余电m女目女 “降机T ”( H 机自1 6 楼F i4 楼1 2 喽”横扭电m 女降) 删得E f 电m 8 A Z 异常 跳月镕电g 停逗作 跳目g 动电流4 线X 自目3 一目 跳目一自# A m 毋线戈电 月* 机行( * 降机自4 楼i 1 6 槿，在6 楼H 拟m E g * ) 测得行电流约为4 A 。 X # * g 自8 母线父E ! 月Z S = 棚跳M K 镕电镕停n 4 作 工二二= j 二j 匡习咄i _ 。 | L 二 = 讨互三三司i 图3 未果取缓解措施的升降机三相7 0 0

15、1 s ，下行一跳阐( 直流母线欠压) 2 5 0 第口届电能质量f 国际】研讨会论文集 燃黼绷 臣五互互亘巫巫习 目4 来采取疆解措施的升障饥三相7 0 ，0 1 s 上行一无跳闸 据r 解升降机也可能会在屿达高负荷的情况下跳闸井且闭锁。尽管升降机可过渡轻微的电压骤降， 但电压骤降时升降机会出现振动。此类振动亦可能触发其他保护装置，导致乘客被圃。结粜屁示，升降 机需采用与扶下电梯类似的过渡装置，咀改善电压骤降时的性能表现。 r 3 ) 重启时间过睦。有些升降机可能1 ；会小现驱动器故障或处理器失灵的问题，但电压骤降后的蘑 肩叫唰( 例如处理器重启来校准马达磋极和卅降机位置) 过长。辟管升降机

16、最终能够重脯，但重新启动 时间太长，乘客可能设以为他们被田而感到恐慌。透过采用过渡装置来稳定升降机的控制电源，可尽量 减少此炎不必要的跳闸，晕启操作。 尽管如此，我们亦需妥善处理乘客的心理反应。建议使用显示器或音频系统性乘客知道升降机的 异常情况，例如向他们矗枷及简单说明运行的暂时中断以纾缓乘客的紧张情绪。 3 J 具成本效益的电压骤降缓解方案及预先规划 若然并非机械故障，大多数升降机在电力中断或电压骤降后，一般可透过其内部断电重启重新调 糙位置逻辑电路，恢复运行f q 亦有例外情况。 处理这些情况的其中个方法，是加装过渡装置，在电压骤降时稳定升降机，将运作受到的干扰降 至最低程度。对川降机马达驱动器的两十过渡装置的测试。洋见下文过渡电路及自动救援装置( A R D ) 测试一节。j j 外，辅助系统的过渡能力亦不可忽视。控制电路应配各电压稳定器以防电压渡动引起的