抗晃電技術(shù)在石油化工生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用分析

孟慶波

（撫順石化公司洗滌劑化工廠，遼寧 撫順 113000）

在我國眾多企業(yè)中石油化工企業(yè)屬于一種連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)，生產(chǎn)裝置需要處于長周期運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，正是因為企業(yè)特殊性對生產(chǎn)過程中的供電可靠性提出了更高的要求，在整個生產(chǎn)過程中不能出現(xiàn)因電動機(jī)電源供應(yīng)不足而導(dǎo)致跳閘斷電的現(xiàn)象。在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中會受到內(nèi)外因素帶來的影響而導(dǎo)致晃電現(xiàn)象的出現(xiàn)，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致整個生產(chǎn)裝置無法正常連續(xù)運(yùn)行，因此，石化企業(yè)要對抗晃電技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用。

1 晃電對石油化工生產(chǎn)裝置的影響分析

1.1 晃電產(chǎn)生的原因及現(xiàn)象

在通常情況下，石油化工企業(yè)電力系統(tǒng)在實際運(yùn)行過程當(dāng)中受到雷擊、短路故障、大容量電機(jī)直接啟動等帶來沖擊，這樣就會導(dǎo)致整個系統(tǒng)在短時間內(nèi)電壓出現(xiàn)大幅度的波動或者瞬間失電，這種現(xiàn)象就是“晃電”。晃電主要有3種情況，第一種情況就是電壓突然間的上升或者降低，這種時間可以維持在0.5個波長周期到1min，電壓上升到額定電壓的110%～180%，電壓下降到額定電壓的10%～90%；第二種情況就是電壓出現(xiàn)閃變，電壓波形會出現(xiàn)規(guī)則的變化或者電壓幅值會出現(xiàn)隨機(jī)變化，工作人員可以通過肉眼觀察發(fā)現(xiàn)相應(yīng)變化；第三種情況就是短時間的斷電，這種情況持續(xù)時間比較短，但是也會對整個石油化工生產(chǎn)帶來一定程度的影響。

1.2 晃電對生產(chǎn)裝置產(chǎn)生的影響

在通常情況下，我國石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過程當(dāng)中使用到的電動機(jī)都是由交流接觸器控制的，這種類型的電動機(jī)在出現(xiàn)晃電現(xiàn)象時會因為電壓上升或者下降帶來的影響而無法正常進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)內(nèi)部線圈對鐵心的吸引力比彈簧釋放出來的彈力還要小，這樣就會使得接觸器釋放，最終就會導(dǎo)致電動機(jī)停機(jī)，裝置的連續(xù)運(yùn)行也會因此受到一定程度影響，企業(yè)會受到巨大經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，如果交流接觸器內(nèi)部電壓比線圈額定電壓的50%還要低，一旦時間超出一個周期就會導(dǎo)致接觸器釋放；如果電壓要比80%還要低，那么持續(xù)的時間就是五個周期就會導(dǎo)致接觸器釋放。另外，企業(yè)在使用變頻器來對電動機(jī)進(jìn)行控制時，通常變頻器都具有失壓、過壓或者一瞬間停電的保護(hù)等功能，當(dāng)GTR為變頻器的逆變器件，在出現(xiàn)失壓或者停電的時候，控制電路就會向驅(qū)動電路輸出停止信號，這樣就會導(dǎo)致驅(qū)動電路和GTR無法正常進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，電動機(jī)在這個時候就會處于自由制動狀態(tài)。當(dāng)IGBT為逆變器件時，變頻器會在失電或者停電之后還可以工作一段時間，如果失電或停電時間沒有超過這段時間，變頻器可以平穩(wěn)運(yùn)行，如果超過這段時間就會自我保護(hù)而停止運(yùn)行。在石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程中受到晃電現(xiàn)象帶來的影響而出現(xiàn)變頻器跳閘的情況比較多，晃電導(dǎo)致電動機(jī)出現(xiàn)過電流的情況也比較少，由于交流接觸器比變頻器的應(yīng)用情況較多，這樣就減少出現(xiàn)變頻器停止的情況。

2 防晃電技術(shù)在石油化工生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用

2.1 分批自啟動技術(shù)

石油化工企業(yè)在過去使用的電動機(jī)是自動啟動，這種電動機(jī)通過斷電延時時間繼電器來完成自動啟動，在電動機(jī)失去電力的時候，時間繼電器會受到一定程度的影響而延時斷開，在規(guī)定的時間內(nèi)電壓恢復(fù)到正常狀態(tài)，電動機(jī)在延時觸點的影響下而將自動回路接通，電動機(jī)可以重新啟動，并且恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。

這種技術(shù)的缺點就是相關(guān)控制線路比較復(fù)雜，在時間方面很難達(dá)成一致，而且大部分石油化工企業(yè)還沒有采用該控制技術(shù)。然而，分批自啟動電動機(jī)在PLC控制下進(jìn)行順序控制啟動，工作人員在系統(tǒng)運(yùn)行之前將相關(guān)控制邏輯輸入到PLC當(dāng)中的CPU模塊當(dāng)中的存儲區(qū)，并且有專門的鋰電池來維持PLC斷電之后的程序運(yùn)行和數(shù)據(jù)儲存。這個系統(tǒng)晃電現(xiàn)象恢復(fù)之后，依據(jù)設(shè)計的程序來對電動機(jī)進(jìn)行批次控制，在控制之下快速啟動，分批自啟動技術(shù)可以應(yīng)用在多臺電動機(jī)的順序啟動當(dāng)中，在后期進(jìn)行操作和維護(hù)也比較方便，在石油化工企業(yè)當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用，除此之外，這種技術(shù)還可以有效防止大部分晃電帶來的跳閘影響。

2.2 采用專門的抗晃電交流接觸器

現(xiàn)階段，在我國石油化工企業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，最經(jīng)常使用的抗晃電交流接觸器型號就是FS系列，這種類型的接觸器采用的是雙線圈結(jié)構(gòu)，不僅吸合速度比較快，而且具有良好的動作特性，在吸合或釋放的時候不會發(fā)生有害的抖動，整體的控制模塊在電源正常的情況下可以處于儲能狀態(tài)。另外，接觸器的啟動和停止與其他接觸器一樣，如果發(fā)生晃電現(xiàn)象就會導(dǎo)致實際電壓降低到接觸器的維持電壓之下，這時候控制模塊就會開始工作，接觸器可以通過儲能釋放的形式來進(jìn)行吸合，電源恢復(fù)以后又可以重新進(jìn)入到儲能狀態(tài)當(dāng)中。這種控制模塊在實際運(yùn)行過程當(dāng)中使用了比較特殊的電源轉(zhuǎn)換部件，這樣可以讓FS接觸器的體積和安裝結(jié)構(gòu)之間保持在正常范圍之內(nèi)，對于一些離水井群或油品裝置等相對位置比較分散的石油化工加工廠區(qū)可以對抗晃交流接觸器進(jìn)行應(yīng)用，不僅可以達(dá)到良好的運(yùn)行效果，而且還可以降低由于低電壓引起的電動機(jī)跳閘現(xiàn)象發(fā)生的概率。

2.3 TPM-MD延時節(jié)能模塊

這種類型的模塊不僅可以達(dá)到良好的節(jié)能效果，而且還具有延時功能，交流電可以在通電的時候通過整流轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，這樣可以讓接觸器吸合效果得到進(jìn)一步提高。在這之后通過控制部分將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)殚_關(guān)提供的直流低電壓小電流，接觸器可以進(jìn)行正常的吸合，在一定程度上能夠降低接觸器的功耗，在晃電情況發(fā)生的時候，控制電路可以按照規(guī)定的延時時間來對控制開關(guān)電源進(jìn)行控制，這樣可以繼續(xù)向繼電器輸出電源。這種模塊整體尺寸比較小，工作人員可以根據(jù)實際情況來對線路進(jìn)行改造，不需要更換接觸器就可以達(dá)到預(yù)期效果，而且還具有較高的節(jié)能效果，部分石油化工企業(yè)應(yīng)用該模塊還在處于試用階段，后期運(yùn)行效果較為良好的情況下可以進(jìn)行大面積推廣。

2.4 采用節(jié)能型交流接觸器

在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的今天，越來越多先進(jìn)的石油化工生產(chǎn)設(shè)備被不斷的研發(fā)出來，這就要求石油化工企業(yè)要對節(jié)能型交流接觸器予以足夠重視，并且根據(jù)實際情況來對其進(jìn)行充分應(yīng)用，這樣才可以保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)的正常進(jìn)行。節(jié)能型交流接觸器與一般的交流接觸器之間有著一定的優(yōu)勢，前者在釋放出來的電壓比后者還要低，石油化工企業(yè)采用這種類型的接觸器可以有效避免電壓下降而導(dǎo)致晃電情況出現(xiàn)。不過節(jié)能型交流接觸器無法對電源短時間內(nèi)中斷情況進(jìn)行有效處理，這就要求石油化工企業(yè)要根據(jù)自身實際生產(chǎn)情況來對接觸器進(jìn)行合理選擇，這樣不僅能夠讓接觸器的作用充分發(fā)揮出來，而且還可以對晃電情況進(jìn)行有效應(yīng)對。

2.5 UPS抗晃電系統(tǒng)

當(dāng)前有效解決石油化工企業(yè)晃電的一項方法就是使用UPS抗晃電系統(tǒng)，其通常是由主機(jī)與儲能電池兩部分構(gòu)成其電源系統(tǒng)。由于晃電而導(dǎo)致的非常規(guī)性斷電會在很大程度上影響到了石油化工企業(yè)的繼續(xù)生產(chǎn)。而在出現(xiàn)晃電后使用UPS抗晃電系統(tǒng)則能夠繼續(xù)維持接觸器控制線圈的電壓在一定時間中不出現(xiàn)改變，而且在該時間段內(nèi)使用備用電源，那么還能確保電動機(jī)能夠正常運(yùn)行。將時間繼電器模塊設(shè)置于系統(tǒng)中，就能夠防止因為長時間電網(wǎng)停電恢復(fù)時導(dǎo)致的電動機(jī)誤啟動，避免威脅到作業(yè)人員的人身安全。具體來說UPS抗晃電系統(tǒng)的工作原理主要如下。

第一，在出現(xiàn)失電壓或是欠電壓的情況下UPS電源開始啟動，并由電池提供給企業(yè)生產(chǎn)正常運(yùn)行所需的電源。

第二，如若是在低壓系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)晃電，那么單純的憑借UPS電源系統(tǒng)就能夠確保接觸器線圈運(yùn)行正常，避免出現(xiàn)電動機(jī)停機(jī)的情況。

第三，對二次控制部分進(jìn)行設(shè)置，一旦配電柜主母線失電壓一段時間后系統(tǒng)就會將輸出斷開，避免恢復(fù)電壓后有事故出現(xiàn)。

第四，如果出現(xiàn)嚴(yán)重過荷的情況，那么是由電網(wǎng)電壓經(jīng)整流直接進(jìn)行供電。

第五，在工作正常的情況下，儲能電池自動充電，并且給負(fù)載供電。

3 結(jié)語

綜上所述，晃電現(xiàn)象對石油化工企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)帶來很大影響，為了能夠保證石油化工生產(chǎn)正常進(jìn)行，石油化工企業(yè)要對抗晃電技術(shù)進(jìn)行充分分析和了解，在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行充分應(yīng)用，這樣可以對電動機(jī)中存在缺陷的地方進(jìn)行改進(jìn)，對石油化工企業(yè)發(fā)展起到促進(jìn)作用。