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浅谈炼化企业抗晃电措施

范文

娄春刚杨维东梁乐

摘要：电网电压波动会对炼化企业造成很大的影响，为了确保电网晃电时电动机不跳闸，落实抗晃电措施势在必行。该文针对炼化企业连续生产的特点及供电系统发生“晃电”时所造成的影响，分析了解决“晃电”的原因并提出了各种应对措施，对解决同类问题起到举一反三的作用。该文就炼化企业的特点和抗晃电的各种原理提出了几种办法，达到工厂平稳生产的目的。

关键词：电网波动;晃电;UPS

中图分类号：TM712? ? ? ? 文献标志码：A

1 背景

“晃电”指的是电网因雷击、对地短路、重合闸、设备启动、发电厂故障及其他原因造成的在几秒甚至几毫秒内电网电压短时失压、电网电压短时大幅度波动、高低压电动机保护跳闸等事件。对于连续型生产企业，尤其是石化企业，重要设备往往与整个工艺生产流程是连锁的，因晃电而造成非计划停机，造成设备停运或空转、工艺流程中断，甚至造成整套装置停工，全厂非计划停工，进而导致轻者几十万、上千万的经济损失，重者还会引起火灾、爆炸乃至人身安全。

2 晃电跳闸原因

工业上广泛应用交流接触器进行控制低压电动机。根据电磁式交流接触器的工作原理，当电网出现波动时，会造成电磁或交流接触器工作线圈电压降低甚至短时断电，导致靠线圈电流保持吸合的动、静铁芯吸力小于释放弹簧的弹力，使接触器释放引起跳闸停机事故。根据国际IEC标准规定，电磁式接触器的动作电压不低于额定电压的80 %，方可称为临界可靠吸合电压;电磁式接触器的释放电压为额定工作电压的20 %～70 %，电磁式交流接触器一般都在标称电压的50 %释放，这就是晃电导致电磁式交流接触器不受控制而自然跳闸停机的原因。

3 解决措施

3.1 加装抗晃电模块

3.1.1 解决的问题

对于因晃电使电机停运可能造成工艺流程中断，甚至非计划停工，我们要对重要的电机回路采取必要的抗晃电措施。

在实际运行的过程中，带变频器的电机配电回路对晃电更加敏感，瞬时晃电往往能造成停机，所以也要对带变频器的电机配电回路加装抗晃电模块。

由交流电机的运行特性可知，短时间断电对电机转速的影响有限，电网电压恢复正常后，立即恢复电机运行是完全有可能的，而且启动的冲击电流较小（接近额定电流），从而保证了重要动力负荷运行的安全性和连续性。

3.1.2 工作原理

（1）BKP系列新型抗晃电模块采用旁路工作模式。

（2）安装在低压电机的控制回路中，取系统母线电源作为模块电源，起到向模块浮充和芯片采集电压波动的作用。

（3）系统电源正常时BKP处于监控状态。系统电源发生晃电时BKP可在极短的时间内从系统电源切换至BKP供电。

（4）在保证接触器抗晃电特性的同时减少了模块运行时间，设置了故障退出机制，保证了供电回路的可靠性。

对于普通电机回路，在每个回路加装一个JB型“接触器保持型”抗晃电模块，为接触器提供抗晃电保护。

对于软起电机回路，在每个回路加装2个“接触器保持型”抗晃电模块，为2台接触器提供抗晃电保护。

对于变频电机回路，如原回路为双接触器切换型，在回路内加装1个“变频器复位型”抗晃电模块及1个“接触器保持型”抗晃电模块;如原回路为三接触器一继电器或四接触器一继电器型，则在回路内加装1个“变频器复位型”抗晃电模块及2个“接触器保持型”抗晃电模块。另外，还有部分变频回路是变频故障自动转工频工作方式，当晃电发生时，变频器由于自身的保护功能而切换至工频回路，当电压恢复时，工频回路能自动再起动，因此对该类型回路不配置抗晃电模块。

3.1.3 技术改造内容

低压电机供电回路中交流接触器在电压降至60 %时会发生抖动，50 %时发生脱扣，当晃电深度达到这一阀值时会引起接触器非正常脱扣。大量交流接触器在晃电时自动脱扣会造成生产工艺的整体崩溃，对生产连续性造成直接破坏，经济损失巨大。

该项目共有352个低压电气回路安装了抗晃电模块。

2016年1月24日的晃电导致110台电机停机，随后上马抗晃电项目。该项目效果显著，偶尔有停机数多的时候，经过检查多是没有安装抗晃电模块的回路。

3.2 采用UPS抗晃电技术

UPS不间断电源由整流器、逆变器、旁路开关和蓄电池组等部分组成。一般情况下，主电源和旁路电源是两路来之不同系统的电源，再加上蓄电池的电，相当于有三路电源保证系统的供电安全。在实际应用上有以下3种形式。

（1）炼化企业大量采用高精端的仪表和DCS系统，这些设备和系统对电网系统的稳定性要求很高。为此企业采用大容量的UPS系统供电，来避免因晃电导致的仪表设备失灵引起的生产事故。

（2）有的高压电机或高压变频器控制回路对于电压的要求较高，在控制回路安装一台小型的UPS，以达到在系统晃电的情况下稳定控制回路电压的目的，从而确保高压电机不跳闸。

（3）由于UPS供电稳定，还可以为重要机组的励磁设备、通信系统供电，甚至可以直接给小功率的关键机泵供电。

3.3 更换抗晃电交流接触器

抗晃交流电接触器是一个双线圈结构，相对于传统交流接触器多了一个储能装置，在正常状态下，控制模块处于储能状态，接触器的启动和停止与常规接触器一样，当有“晃电”发生使电压降到接触器的维持电压以下时，控制模块以储能释放的形式保持接触器继续吸合。当电源恢复正常后，控制模块又转回储能状态。

由于控制模块使用了特先进的电源转换装置，使得抗晃电接触器的体积和安装结构保持了原有的特性，而且还有不依赖辅助工作电源和辅助机械装置，体积小，可靠性高的特点。

3.4 优化系统快切和电动机继电保护参数

快切装置能同时发出分合闸命令，使两段电源能短时间能进行切换，几乎实现了系统的不间断供电。因此现在很多煉化企业用快切装置取代备自投装置。由于上下级变电所继电保护要相互配合，我公司在35 kV变电站和6 kV变电所母联柜上均装设了快速切换装置，晃电时上级变电所通常能快速成功切换，下级装置变电所母联快切时间适当延长，能避免在上级所已成功切换的情况下，下级所提前切换或继续切换事故。

继电保护装置可以根据实际情况适当地优化定值参数，比如延时跳闸、开启再启动功能等。

3.5 加强抗晃电的管理措施

除了上述的技术措施，我们还应该加强这方面的管理措施。比如完善各种规章制度、操作方法、编制应急预案、组织应急演练和加强培训等。

4 结语

根据不同的抗晃电原理还制定了很多抗晃电措施，例如关键机泵的软启动控制回路，应急灯的EPS系统等。根据生产的实际需要，选用适合的抗晃电技术措施，来避免装置停机甚至停工造成的安全事故和经济损失。

参考文献

[1]陈琳，严金云.石化企业晃电影响及抗晃电措施[J].电气时代，2012（10）：72-74.

[2]郁娟.几种防晃电措施在化工企业电气系统中的应用[J].南通职业大学学报，2013，27（1）：101-104.

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