低壓配電裝置晃電治理措施

潘海全

【摘 ?要】電力行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性舉足輕重，因此電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行一直是值得研究的課題，本文圍繞低壓配電裝置晃電治理的特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出了幾點(diǎn)的抗晃電治理措施，其案例來(lái)源于某化工裝置，值得業(yè)內(nèi)電氣人員進(jìn)行對(duì)比提高。

【關(guān)鍵詞】低壓配電裝置;晃電;化工

引言

某石油化工公司生產(chǎn)裝置眾多，供電結(jié)構(gòu)復(fù)雜，近年來(lái)因高壓電氣設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間超壽命（或繼電保護(hù)配置不合理）運(yùn)行，高壓側(cè)的一點(diǎn)故障往往擴(kuò)大為電力系統(tǒng)的紊亂，經(jīng)統(tǒng)計(jì)其中80%的電力故障會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓暫降，進(jìn)而導(dǎo)致多套低壓配電裝置大面積停電停產(chǎn)，因此，提高電力系統(tǒng)的抗晃電能力是迫切需要解決的問(wèn)題。對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)而言，晃電治理的思路主要有兩個(gè)方面：一方面，要優(yōu)化高壓電氣設(shè)備的繼電保護(hù)整定配合，使故障快速切除，避免擴(kuò)大，減少晃電的發(fā)生及發(fā)生范圍;另一方面，要提高低壓配電裝置的抗晃電能力，使得低壓電氣設(shè)備在系統(tǒng)故障切除時(shí)間內(nèi)能平穩(wěn)運(yùn)行，減少因晃電導(dǎo)致的生產(chǎn)停電停產(chǎn)，將晃電損失降至最小。本文通過(guò)實(shí)際案例主要分析了外電網(wǎng)電壓暫降下低壓配電裝置抗晃電的措施，高壓電氣設(shè)備繼電保護(hù)不在此文進(jìn)行闡述。

一、晃電治理的目標(biāo)及特點(diǎn)分析

在治理低壓配電裝置晃電時(shí)，不得將低配裝置獨(dú)立于整個(gè)公司的電力系統(tǒng)進(jìn)行以偏概全，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的特性進(jìn)行針對(duì)性治理，再根據(jù)需要治理的目標(biāo)進(jìn)行投資，將錢(qián)花在刀刃上，以該公司為例，通過(guò)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，高配側(cè)故障導(dǎo)致的電壓暫降主要表現(xiàn)為：電壓暫降至80%，動(dòng)作時(shí)間250ms。因此，每套裝置應(yīng)重點(diǎn)圍繞該特性進(jìn)行治理，這是考慮低壓配電裝置晃電治理的前提，否則所花掉的金錢(qián)和人力是極大的浪費(fèi)。

在明確治理目標(biāo)的前提下，還必須熟悉每套工藝生產(chǎn)裝置受晃電影響的特點(diǎn)，現(xiàn)以該石油化工公司為例進(jìn)行說(shuō)明，該石油化工公司，有2套低配裝置為化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，如PX、BDO，該裝置的顯著特點(diǎn)是易燃易爆場(chǎng)所，事故風(fēng)險(xiǎn)大，生產(chǎn)主流程只有一套，其中小部分關(guān)鍵機(jī)組、泵、風(fēng)機(jī)等無(wú)備臺(tái)不可以切換，以及部分關(guān)鍵機(jī)泵有備臺(tái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，這里的關(guān)鍵是指該設(shè)備故障停機(jī)裝置反應(yīng)時(shí)間為0s或接近0s;其他大部分電動(dòng)設(shè)備都可以設(shè)置備臺(tái)進(jìn)行自動(dòng)切換;化工裝置有小型余熱發(fā)電機(jī)，因此，晃電治理的重點(diǎn)是關(guān)鍵機(jī)泵、關(guān)鍵變頻器等，只要將這類(lèi)設(shè)備的晃電風(fēng)險(xiǎn)降至最小，不僅提高的化工裝置的安全性，也提高了裝置的經(jīng)濟(jì)性。

另外有4套低配裝置為化纖產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，如短纖、瓶片，該裝置的顯著特點(diǎn)是安全風(fēng)險(xiǎn)較低，生產(chǎn)線有多條，每條線大部分設(shè)備沒(méi)有備臺(tái)進(jìn)行切換，且為流水線生產(chǎn)，牽一發(fā)動(dòng)而全身，電動(dòng)設(shè)備變頻控制較多，轉(zhuǎn)速控制精度高，很容易受到電網(wǎng)電壓波動(dòng)影響而導(dǎo)致整條生產(chǎn)線癱瘓，治理的重點(diǎn)是變頻器、PLC等，對(duì)該類(lèi)裝置改造復(fù)雜，投資回收比低，應(yīng)在項(xiàng)目建設(shè)期進(jìn)行整體考慮來(lái)提高裝置的抗晃電能力。

因此可以看出，化工裝置晃電的風(fēng)險(xiǎn)大，治理的范圍相對(duì)較小，且有發(fā)電機(jī)可以抗外電網(wǎng)擾動(dòng)，投資必要性高。而化纖裝置晃電的風(fēng)險(xiǎn)較低，治理的范圍廣設(shè)備復(fù)雜，投資必要性低。

二、晃電治理案例

了解了裝置的特點(diǎn)，再根據(jù)治理的措施制定切實(shí)可靠的方案，能有效根治“一晃就停產(chǎn)”現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。下面根據(jù)近幾年的故障案例，分析系統(tǒng)晃電采取的治理措施，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、電壓暫降引起的故障

1.1、低壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)低電壓動(dòng)作跳閘，導(dǎo)致整段失電。

某化工裝置低壓進(jìn)線開(kāi)關(guān)因外電網(wǎng)晃電導(dǎo)致整段母聯(lián)失電，查低壓進(jìn)線母聯(lián)備自投邏輯為當(dāng)電壓低于200V時(shí)，低電壓繼電器動(dòng)作進(jìn)線開(kāi)關(guān)跳閘，延時(shí)2S后母聯(lián)合閘，后查該外電網(wǎng)電壓波動(dòng)導(dǎo)致低壓400V暫降至320V，故障時(shí)間220ms后即恢復(fù)，針對(duì)電網(wǎng)晃電的該特性，顯然低壓進(jìn)線母聯(lián)的備自投邏輯設(shè)置不合理，后將備自投邏輯改為當(dāng)電壓低于200V時(shí)低電壓動(dòng)作信號(hào)設(shè)置延時(shí)2S再分進(jìn)線開(kāi)關(guān)、合母聯(lián)開(kāi)關(guān)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證可行，徹底解決了該類(lèi)晃電故障。

1.2、變頻器欠/過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘

某化工裝置使用的變頻器因外電網(wǎng)晃電導(dǎo)致變頻器報(bào)欠壓故障停機(jī)，該變頻器負(fù)載為重要的風(fēng)機(jī)，一旦停機(jī)將導(dǎo)致生產(chǎn)停車(chē)，所使用的變頻器為西門(mén)子MM440，其低電壓穿越能力較差。后將其更換為富士G1變頻器，同時(shí)設(shè)置瞬時(shí)停電再啟動(dòng)功能，參數(shù)F14=3，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在空載情況下將變頻器上端開(kāi)關(guān)分閘1s后再投上變頻器正常運(yùn)行。

1.3、接觸器、繼電器線圈低電壓釋放

某化纖裝置使用的接觸器在外電網(wǎng)晃電時(shí)控制回路電壓低于**V時(shí)接觸器釋放，自保持回路解除，導(dǎo)致低配裝置反應(yīng)器攪拌器停機(jī)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)裝置停車(chē)。后將接觸器控制電源取自UPS，并結(jié)合低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器設(shè)置2S的低電壓保護(hù)，徹底解決了該類(lèi)故障。也可以將關(guān)鍵電機(jī)的接觸器更換為帶電源儲(chǔ)能模塊抗晃電接觸器+延時(shí)模塊某化纖裝置使用的繼電器電壓低壓**V時(shí)繼電器釋放，由該繼電器構(gòu)建的自保持啟動(dòng)回路解除，導(dǎo)致機(jī)泵停機(jī)。由繼電器構(gòu)建的自保持回路為變頻器的外部回路，該變頻器的ACS510系列變頻器，后將變頻器的啟停由兩線制改為三線制，取消自保持回路，徹底解決了該類(lèi)故障。

1.4、低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器低電壓保護(hù)動(dòng)作

某化工裝置使用的電動(dòng)機(jī)保護(hù)器在晃電時(shí)發(fā)生低電壓保護(hù)動(dòng)作跳閘，導(dǎo)致關(guān)鍵電機(jī)停機(jī)生產(chǎn)停車(chē)。后將該關(guān)鍵電動(dòng)機(jī)低電壓保護(hù)參數(shù)由0.8倍0s改為0.5倍1.5S，徹底提高了抗晃電能力。

1.5、DCS集散控制系統(tǒng)控制電源欠壓失電

某化工裝置使用的DCS系統(tǒng)，其控制柜電源模塊因晃電發(fā)生欠壓故障停機(jī)，經(jīng)查雙電源切換模塊故障切換失敗導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)，該DCS系統(tǒng)未配置UPS電源。因此，采取的措施為配置UPS電源，當(dāng)發(fā)生晃電時(shí)，由UPS電源無(wú)擾切換保證DCS控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。同時(shí)定期對(duì)控制柜內(nèi)24V雙電源模塊進(jìn)行切換試驗(yàn)，及時(shí)消除設(shè)備隱患。

1.6、UPS切換失敗引起DCS系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行

某化工裝置因晃電導(dǎo)致UPS主電失電，切換旁路失敗，導(dǎo)致DCS系統(tǒng)失電停機(jī)，經(jīng)查UPS電源蓄電池缺電，且UPS切換板電源取自蓄電池，從而導(dǎo)致UPS切換失敗，采取的措施：1、在采購(gòu)UPS時(shí)必須嚴(yán)格進(jìn)行選型2、定期進(jìn)行切換，進(jìn)行故障模擬切換試驗(yàn)，模擬主電源故障時(shí)因拉斷上端開(kāi)關(guān)，模擬電池失電時(shí)應(yīng)斷開(kāi)電池充電開(kāi)關(guān)3、將UPS故障信號(hào)遠(yuǎn)程至有人值守的控制室并設(shè)置報(bào)警，該報(bào)警應(yīng)包含UPS大部分故障

2、電流驟升引起的故障

2.1低壓交流異步電動(dòng)機(jī)過(guò)流保護(hù)跳閘

某化纖裝置電動(dòng)機(jī)過(guò)流保護(hù)整定不合理，導(dǎo)致電壓低于**V時(shí)，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作跳閘。查該電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行電流接近額定，一旦低電壓，電流必然超過(guò)額定，因此采取的措施為將電動(dòng)機(jī)放大一級(jí)，同時(shí)將過(guò)電流保護(hù)反時(shí)限參數(shù)整定由1倍延長(zhǎng)至1.2倍。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，對(duì)于任何一套裝置在治理晃電時(shí)，必須結(jié)合裝置的特點(diǎn)，根據(jù)電力系統(tǒng)晃電的特性制定切實(shí)有效的治理方案，即根據(jù)晃電的電壓幅值變化和故障時(shí)間，通過(guò)分析低壓配電裝置用電設(shè)備故障物理變化，進(jìn)行針對(duì)性治理，對(duì)不同用電設(shè)備的故障動(dòng)作特性進(jìn)行分門(mén)別類(lèi)的治理是最根本解決問(wèn)題的辦法。

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