為石化電氣系統可靠運行提供有力保障--本刊專記中達電通動力一體化產品開發處產品處經理李冀

■ 本刊記者 王玉勝 李智

石化行業是國民經濟的命脈，是關系國家能源供應與安全的重要行業。石化企業由于技術及資金集中度高，企業生產工藝復雜，生產環境惡劣，現場要求苛刻，因此對電氣系統的可靠性和安全性提出了很高的要求。所以，如何不斷優化和完善電氣系統，進一步提高其可靠性永遠是石化行業最重要的課題之一。

因應市場需求，業內知名的電力電子產品和技術供應商——臺達集團將于2012年中發布兩款電能質量新品，不僅可以滿足石化行業對于電氣安全性的需求，更可協助企業完成節能減排的任務。為此，本刊記者就有關問題采訪了臺達集團大陸子公司中達電通公司動力一體化產品開發處經理李冀。

石化電氣系統中的可靠性“短板”

運行穩定，安全、經濟、可靠，是石化行業電氣系統的一個重要主題。業內專家指出，石化企業對電氣設備和系統運行的基本要求是“安全與經濟并重”。在實際生產中，當安全運行與經濟運行發生矛盾時，經濟運行應讓位于安全運行。因此，不斷優化和完善的電氣系統，是石化行業進一步提高其可靠性的保障。

此外，石化企業既是能源生產大戶，又是能源消耗大戶，在石化企業推進節能降耗工作對石化行業的經濟運行具有重要意義。李冀認為，“石化企業首先要在確保可靠性的基礎上不斷優化，逐步實施各個環節的節能降耗措施。而電能質量的相關技術和產品，在上述兩個關鍵環節中都可以起到重要作用。”

目前，石化企業的電能質量問題已經日益復雜化。隨著電氣技術和電力電子技術的不斷發展和深入應用，很多石化工業現場的負載性質都發生了本質的改變。其中整流負載的比例越來越大，使得多數現場的諧波含量普遍提高，有些動態負載場合還會導致功率因數的波動進而造成電壓波動等問題。

李冀表示，石化工業現場環境下的電能質量問題已經從原來單純的靜態無功治理問題轉變為諧波環境下的動態無功治理問題，甚至在有些場合變成了諧波環境下動態及雙向無功治理問題。這些諧波環境下動態無功的問題，一方面直接導致了傳統電能質量治理方式的不足甚至失效，同時也造成了一些新的故障隱患，還會帶來附加能耗和對用電設備的不良影響，進而影響到石化工業現場的運行可靠性和能效指標。

李冀進一步指出，系統功率因數補償措施一直都是大型煉化企業電力系統的基本配置要求，通常要求就地與集中補償相結合，改善功率因數從而降低無功損耗和配電設備負擔。但在實際應用中，尤其是低壓側的補償受到諧波影響，導致L/C串聯諧振，進而導致過電壓等嚴重的問題時有發生。因此，在新的負載形式下，諧波環境下的無功補償會經常導致電容自身的故障損壞，并連帶造成更加嚴重的事故。

此外，傳統的基于電容器的補償設備中，電容器對電壓和溫度的敏感性也很高，不當的電壓甚至瞬態過電壓會導致電容的損壞；而溫度環境對電容的壽命和容量影響也非常大，電容很容易在較高的溫度環境中快速降容，壽命大幅縮短，影響治理效果。更加嚴重的是電容器從安裝開始受到溫度等影響造成的降容或自然降容過程無形中與系統的阻抗構成了L/C調諧電路的調諧過程，大大增加了系統中諧波擊中諧振點的機會。這些使得基于電容器的補償設備越來越成為整個配電系統的可靠性短板。長期以來，這是問題并沒有得到根本的改變，李冀強調。

“總的來說，電能質量問題會對電氣設備造成兩個方面的影響，”李冀總結道。

第一，諧波電流和無功電流對配電設備的影響。變壓器、開關、母排等重要的配電設備會因諧波和無功電流導致發熱、過載（負擔加重），嚴重時可能會導致故障損壞和燃燒等；電容補償柜還容易在諧波環境下產生諧振，導致過電壓過電流，進而導致更大范圍的故障和損失。配電設備的運行壽命要求15～20年，在不良的電能質量環境下，尤其是電容壽命大幅縮短（往往只有幾年甚至不到一年），變壓器和開關設備也會因附加發熱導致壽命的降低；此外，這些附加的發熱產生了大量的能耗，造成能源浪費，也進一步使現場的工況下降，溫度上升。

第二，無功波動造成的電壓波動和諧波電壓畸變對用電設備的影響。電機、變頻器、現場控制設備等用電設備會因為諧波導致的電壓畸變（尖峰）和無功電流波動導致電壓波動，從而造成機械抖動、性能降低、電壓擊穿損壞和干擾死機等問題。諧波導致電動機的高頻軸電流會造成“電子刻槽”現象就是一種壽命降低和附加能耗的例子。

中達電通的“短板”解決之道

石化工業現場的這些新變化需要新的治理手段，李冀指出。因此，為了適應現代的負載結構，更加有效和高可靠的治理補償的研發和設計就迫在眉睫。

中達電通秉承母公司臺達集團在電力電子技術方面的深厚積累和自身對電能質量的深刻認識，不斷創新，通過提供系列的更加安全可靠和高治理率的解決方案，幫助石化企業補強電氣系統的可靠性短板，提升配電系統整體可靠性。

李冀表示，早在2006年，中達電通就在一些變頻器或UPS等終端產品上推出改善電能質量的方案和設備。現在，中達電通能夠提供系統級的方案，從低壓400V、690V到高壓6kV、10kV、35kV的主要電壓等級上均由相應的產品分布，可以覆蓋整個工業用戶的電能質量治理需求。

此外，針對高可靠性要求的工業現場諧波環境下的補償問題，中達電通也提供了量身定制的新一代綜合補償系統SVG+。SVG+面向變壓器低壓側的諧波環境下的補償，替代傳統電容補償，提供大容量的精密、快速、雙向無功補償，并濾除主要波段的諧波，同時治理不平衡電流，解決了電壓和電流方面的電能質量問題。李冀指出，SVG+是新一代高可靠的低壓補償方案，“該產品體積小，可以實現嵌入式安裝，在工業現場應用非常方便。”

同時，針對終端設備的精密諧波濾除，中達電通還將推出更具特色的模塊化精密濾波設備（APF），這也是專門用于高可靠性場合的諧波治理設備。模塊化的APF采用新一代高性能模塊化有源濾波方案，適合多種應用場合，可根據不同工況及環境要求，提供第三方機柜嵌入式安裝、或標準機柜安裝，并可根據當前和后續的容量要求靈活配置和現場擴容。無論是在系統設計環節、現場安裝環節還是用戶現場的維修維護環節，模塊化的APF都給用戶提供了最大的靈活度，使用起來簡單方便。

李冀指出，模塊化的APF具有四大突出性能。第一，極強的環境適應能力，具有柴油發電機兼容及保護功能，對極端電氣環境，如電壓畸變、電壓閃變、雷擊等適應力強。第二，應用簡單靈活，本產品具有靈活的模塊化結構，如體積小巧，支持模塊級嵌入安裝，全正面操作支持簡單拔插更換和擴展模塊。第三，具有超強濾波能力，采用三電平電氣拓撲結構，開關頻率拓展到高達60kHz的業內頂尖水準，可做到對2～51次的諧波進行響應，并100%通過EMC測試，對高頻抑制作用強。第四，三個措施保證產品可靠性，如：采用多IGBT并聯冗余技術及智能風冷控制，確保功率部分的高可靠性；全球采購確保關鍵部件均采用國際大廠優質器件；模塊化生產工藝簡單，可確保規模化生產同時產品一致性好。

李冀表示，SVG+和模塊化的APF將于今年年中上市，并且要繼續完善原有產品線，針對對可靠性和性能要求更高的客戶推出專用產品和定制應用，滿足高端客戶的需求。“未來公司將以SVG+和模塊化的APF產品技術為基礎，進一步向智能微網的接入電能控制以及儲能等方向拓展市場。”

致力于成為高端電能質量產品領先供應商

“我們的目標是成為電能質量產品高端應用領域的領先者，”李冀強調，“我們希望通過對可靠性和性能要求更高的高端客戶的深入應用，獲得客戶對臺達產品高可靠性和高性能的認可，從而進一步鞏固公司在電能質量技術和產品方案等方面的良好品牌形象。”

李冀的自信源于中達電通深植中國市場的厚重積累，更來自于其母公司臺達集團在電力電子及控制技術方面的全球領導者地位。

創立于1971年的臺達集團，發展至今已成為全球第一大ODM電源供貨商及直流風扇、消費性電子零組件、視訊、通訊網絡、新能源與工業自動化等領域的主要供貨商。臺達以環保、節能、愛地球為經營使命，致力于提升產品效率及開發替代能源產品，并落實產品綠色設計、生產的理念。自2006年起新建的全球廠辦均采用綠建筑理念，臺達臺南廠，是臺灣第一座獲得鉆石級綠建筑標章認證的廠辦建筑，比普通建筑節省30%的能源與40%的水資源。

1992年，臺達在上海成立中達電通，致力于將高效節能科技與應用工程的完美結合。自1994年公司開始營業以來，通過深入了解客戶營運環境，依據各行各業工藝需求，為中國工業級用戶（如電信、數據中心、電力、石化、鐵道、產業機械等）提供完整解決方案，為客戶創建競爭優勢，從而贏得了廣大行業客戶的信任，公司保持著年平均增長率39%的高速發展態勢。

石化行業是中達電通一個重要的市場領域。目前的中國石化行業在優化調整產業結構的政策指引下，對電氣產品有著廣泛的需求。“中達電通長期關注中國石化行業的發展，”李冀最后強調，“我們將以其在工業自動化和電源及電能控制領域的市場和技術地位，結合石化行業對電氣系統高可靠性和節能環保的要求，通過公司所具有的創新解決方案、優質產品和豐富的行業實踐經驗，助力石化行業大發展。”