淺談電壓波動對企業安全生產影響及改進措施

易曉東

摘 要：供電系統運行過程中，受惡劣氣候條件、外力破壞、企業內部電氣設備短路故障、大設備起動等原因，會造成電壓瞬間較大幅度波動即又恢復，導致高壓電動機低電壓保護跳閘，電機控制柜交流接觸器釋放，造成企業用電設備損壞、生產裝置停車、原材料報廢，帶來重大經濟損失。因此，如何解決電壓波動對企業安全、有序生產的影響，將企業的經濟損失降至最低，意義重大。

關鍵詞：電壓波動；安全生產；改進

中圖分類號：TM711 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0120-01

由于省政府對江北地區發展策略調整，六合區成為南京市重要的化工、冶金業基地，尤其是南京化學工業園的落成，帶動了化工產業的飛速發展。由于化工、冶金行業用電特性，其生產裝置對電源的連續性及供電電壓質量的要求高，如何做好客戶應對電壓波動的技術措施，極大限度降低客戶經濟損失，防范重、特大供用電安全事故的發生，成為用電檢查人員當前面臨及迫切需要解決的問題。

1 電壓波動形成的原因

（1）用電設備具有沖擊負荷或不對稱負荷，如電弧爐、軋鋼機、電焊機、起重設備、軌道交通、電氣化鐵路及短路試驗負荷等。（2）發生短路故障引起電網波動。（3）系統設備自動投切時產生操作波的影響，如備自投裝置、自動重合閘裝置動作等。（4）系統遭受雷擊或外力破壞引起的電網電壓波動等。

2 電壓波動對客戶生產的影響

連續性生產企業對供電的可靠性要求很高，一旦出現電壓波動，會使得電動機低電壓保護跳閘，交流接觸器釋放，造成企業用電設備損壞、生產裝置停車、原材料報廢，甚至環境污染、人身傷亡。下面以案例來具體說明系統電壓波動給生產裝置帶來的影響。

2.1 220千伏線路受外力破壞引起電壓波動

2009年8月下午某倉儲中心，一吊車在220千伏盤三2#線下調運貨物，與線路安全距離過近導致放電，供電電壓瞬時降為0伏，單相接地故障擴大為相間短路，光差保護、距離保護動作跳閘，造成南鋼三總降220千伏副母線、五總降220千伏正母線失電，企業內部變電站低電壓保護動作，失電母線所帶發電機組在進入“孤島模式”后因發供負荷失衡（過載），低周保護動作1秒內解列，直接造成南鋼二分之一生產設備停車，經濟損失達800萬元。

2.2 系統發生短路故障引起電網波動

2010年110千伏中新變10千伏普橋1#線遭外力破壞兩相短路跳閘，影響同一段母線的菱天線電壓瞬時波動，導致菱天化工循環水車間5臺3千伏高壓電機低電壓保護動作停機。企業采用排空裝置廢氣、迅速出料、消防水冷卻反應釜等非電保安措施，將生產裝置安全停車，因原材料報廢造成經濟損失30萬元。

3 客戶端改進措施

電網系統發生電壓波動是不可避免的，如何解決電壓波動對企業安全、有序生產的影響，盡可能保持裝置的穩定運行，把損失降至最低。下面結合自己工作中的經驗體會，淺談電網系統發生電壓波動客戶端改進措施。

（1）合理調整運行方式，最大限度發揮自備電廠作用。自備電廠客戶合理調整運行方式，將重要負荷掛接在自備電廠母線段，并確保發供負荷平衡性。必要時非重要負荷加裝低電壓保護，在電壓波動或失電時將非重要負荷切除，確保自備電廠順利進入“孤島模式”運行。

揚子巴斯夫有限責任公司現有1座220千伏變電站，裝接2臺24萬千伏安主變，自備電廠發電機組4臺。考慮系統電壓波動因素，現客戶調整運行方式如下：220千伏母線合環，11#主變帶110千伏1M、2M、3M母線運行，12#主變帶110千伏4M母線運行，母聯710合閘位置、730分閘位置。重要負荷701、702、703、704、751、110kV1#變和2#變分掛接于I段、II段、III段母線，由11#主變及4臺發電機組同供。

2010年春節因周邊220千伏線路故障導致槽坊變220千伏母線電壓瞬時降為0伏，槽巴1#線4997開關動作，揚巴變電站110千伏系統脫網，因發供負荷平衡，順利進入“孤島模式”。

（2）重新校核電動機低電壓保護定值。按照繼電保護選擇性原則，低電壓保護在時限上應能躲過系統變電站重合閘時限。

菱天化工裝接5臺250千瓦高壓電機，額定電壓3千伏，型號YKK355-4W，生產廠家南陽防爆集團。

由上表1可知，電壓波動或失壓，進線開關不動作，3千伏電機因延時時限與變電站重合閘不匹配低電壓保護動作跳閘，導致電動機停機，對生產裝置造成較大影響。經用電檢查人員重新校核保護定值并咨詢電機廠家南陽防爆集團變更低電壓保護延時定值對電動機的影響，調整如下：10千伏進線低電壓定值不變，退出10千伏進線低電壓保護，3千伏進線低電壓保護電壓定值仍設定為60V，延時時限設定為2S。通過以上保護定值調整，有效解決了系統電壓波動導致的電動機停機事故。

（3）配置帶再啟動功能的電動機保護裝置，減小供電系統電壓波動帶來的影響。對于連續運行的電動機回路，系統出現電壓波動時，為盡快恢復工藝流程，再啟動模塊檢測母線電壓，當電源恢復時自動重新啟動。

鐘山化工有限公司主要從事乙醚生產，生產裝置安裝500余臺2.2-160千瓦低壓電動機，申請用電初期就電壓波動對生產裝置可能產生影響進行多次交流。經經濟、技術比較，在低壓電動機控制柜采用帶再啟動功能微機電動機保護監控裝置。失電后，當電壓恢復至95%額定電壓值時，按照失壓延時2S加上再啟動裝置延時0.5-1S的時間分批次自啟動電動機，避免多臺電動機同一時間啟動造成變壓器過載跳閘。

（4）電動機控制回路采用不間斷電源供電。電動機控制回路對于電能質量要求極高，采用不間斷電源供電，利用其零切換時間的功能特點，電壓波動時，蓄電池變換成交流持續供電，避免交流接觸器欠壓釋放及電動機控制設備正常工作在電壓瞬時恢復后，保證電動機在慣性下自啟動達到平穩運行。

空氣化工有限公司主要從事氣體分離及生產，裝接一臺27000千瓦同步電機，原電機勵磁盤采用市電供電。2009年、2010年兩次由于系統電壓波動導致高壓電機停運。2010年4月將其110千伏變電站直流屏蓄電池出線回路串入勵磁盤控制回路，同時咨詢ABB廠家AMS-900-LH型電動機低電壓延時最大允許值，經廠家人員校核低電壓延時由0.5S調整至0.8S，至今未發生因電壓波動引起的高壓電機停運。

4 結語

對于連續性生產的企業，系統電壓波動造成生產裝置的波動和非計劃停車較多，如何解決系統電壓波動并將電壓波動對企業的影響降至最低一個亟待解決的課題。一是供電企業加強電網管理，提高供電可靠性、連續性，提高電能質量；二是企業在日常用電過程中加強電氣運行管理、設備管理，積極利用各種先進的技術手段提高供用電設備可靠性，從管理上、技術上有效防范因系統電壓波動給企業帶來各種不利影響，從而帶來較好的社會效益、經濟效益、環保效益。

參考文獻

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