ABB M102—M綜合保護再起動功能在惠州石化的應(yīng)用

高明

摘 要：通過分析電動機的再起動方式的特點和傳統(tǒng)的電動機再起動的裝置在石化企業(yè)供電系統(tǒng)中存在的不足，從而提出解決方案，采用ABB M102-M保護裝置替換傳統(tǒng)電動機再起動裝置，提高電動機再起動的安全性和快速性，最大限度的滿足石化生產(chǎn)的需要，更好地為生產(chǎn)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：ABB；M102-M；再起動

中圖分類號：TM307.3 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）11-0060-02

1 引 言

惠煉石油化工裝置用電負荷的特點是用電負荷主要為6kV及380V電動機，且單機功率大，有些甚至達到幾千千瓦，生產(chǎn)連續(xù)性要求電動機能保持連續(xù)運行，即使因為電力系統(tǒng)的波動打亂了運行方式，也要求能快速自動恢復(fù)運行。這些場合對電機再啟動要求較高，在電動機再起動時不能造成運行中斷或設(shè)備沖擊損壞。

2 電動機的再起動方式

正常運行時記錄電動機的運行信息，供配電系統(tǒng)故障消除后，按故障前記錄的電動機運行信息重新起動電動機即完成了電動機再起動。按電動機再起動的過程中是否可以控制，再起動方法分為無控式與可控式兩種。

對于低壓電動機的控制，電動機的自起動方式宜分為兩種不同的功能來設(shè)置，第一類屬于延時低電壓保護類型，動作時間小于500ms，用于克服電源相鄰回路故障切除的瞬時失壓晃電引起的接觸器釋放后的重合，其時間極短而不會對電源造成沖擊，可以在電動機接觸器控制電路中普遍使用。第二類針對重要負載的電動機，以配合正常的備用電源自投和重合閘，確保少部分重要電動機能再起動。

傳統(tǒng)電動機再起動方式的不足之處：

交流接觸器普遍應(yīng)用于電動機控制回路，它的特性是帶電自保持，無壓釋放。當(dāng)晃電發(fā)生時，電機會瞬時失壓，接觸器就會釋放，造成運行中電機不必要停機，使生產(chǎn)中斷，從而對煉油企業(yè)造成一定的經(jīng)濟損失。隨著煉油廠的規(guī)模日益擴大，以及變壓器容量增大帶來的配出回路增多，電源瞬時失壓即“晃電”的現(xiàn)象越來越多，其原因是相鄰回路故障引起的瞬時失壓幾率增加，最長持續(xù)時間一般是故障保護的切除時間，大約在300ms以下，也有保護元件來不及動作的電壓閃降故障，其時間更短。而交流接觸器電保持條件大致是：電壓不小于45%或失壓時間不大于60ms，并且離散性非常寬，對于這類晃電引起的接觸器釋放，常規(guī)方式的再起動設(shè)備是無法識別處理的。傳統(tǒng)的電動機自起動技術(shù)是配合備用電源自投和重合閘的，備用電源和主電源基本是獨立的或者是有阻抗隔離元件的，電源的失壓時間都在1.5s以上，而參與自起動的電動機群只是少部分極重要的設(shè)備，但是，現(xiàn)在的煉油廠遇到的是大量的瞬時失壓都是小于0.5s的相鄰線路故障。現(xiàn)在的石化企業(yè)都是高速地進行擴容，增加企業(yè)的煉油能力，用電負荷增加地很快，還有企業(yè)內(nèi)的供電系統(tǒng)也更加地復(fù)雜了，傳統(tǒng)電機自起動方式難以滿足目前石化企業(yè)供電系統(tǒng)供電方式靈活多變的要求。傳統(tǒng)電機自起動結(jié)構(gòu)復(fù)雜、安全性差、安裝困難、維護工作量大。

3 ABB M102-M馬達保護器在惠煉的應(yīng)用

3.1 ABB M102-M馬達保護器起動方式的功能特點

M102-M支持多種電動機起動方式。通過微處理器控制內(nèi)部繼電器（CCA，CCB，CCC）的吸合來控制外部的中間繼電器或接觸器。內(nèi)部繼電器CCA，CCB之間電氣互鎖，防止兩個繼電器同時動作。

M102連續(xù)監(jiān)測電機的L1，L3間的相電壓（UL1L3），當(dāng)電機處于運行狀態(tài)且系統(tǒng)電壓瞬間跌落時，M102可以使電機重新啟動。M102-M提供兩種（可選）自動重起動模式：標準型和增強型?；轃挼牡蛪弘妱訖C自動重起動模式為標準型。

當(dāng)選用標準模式時，在電壓突降后，根據(jù)電壓跌落時間的長短，自起動可以分為以下三種情形：

情形1：電壓跌落時間<自動重合閘時間。

若跌落電壓在自動重合閘時間之間恢復(fù)到正常電壓，自動重起動將立即執(zhí)行。

情形2：自動重合閘時間<電壓跌落時間<電壓跌落最大時間。

若跌落電壓恢復(fù)到正常電壓時間發(fā)生在自動重合閘時間之后，在電壓跌落最大時間之前，M102將按電機分組順序起動執(zhí)行，自動重起動將在分組順序起動延時時間過后開始執(zhí)行。

情形3：電壓跌落時間>電壓跌落最大時間。

若跌落電壓恢復(fù)到正常電壓時間發(fā)生在電壓跌落最大時間之后，M102不執(zhí)行重新起動操作（電機的重新起動功能關(guān)閉）。

3.2 ABB M102-M馬達保護器的保護參數(shù)設(shè)定

惠煉大部分的低壓電動機都使用ABB M102-M型馬達保護器，ABB M102-M型馬達保護器在惠煉運行一段時間后，根據(jù)運行期間遇到的各種情況，ABB M102-M型馬達保護器的再起動參數(shù)整定調(diào)整到了最適合的數(shù)值。自動重起動參數(shù)整定情況如下：

（1）電機自動重起動功能：開啟（工藝要求不重啟的電機除外）；

（2）最大自動重合閘時間：500ms；

（3）最大電壓跌落時間：6s；

（4）順序起動時間：根據(jù)工藝要求，重要電機0s，次重要電機1s，非重要電機2s。

3.3 ABB M102-M再起動功能在惠煉的成功案例

2016年8月21日1時48分36秒，220KV風(fēng)煉線因雷擊導(dǎo)致B、C相短路，風(fēng)煉線2893開關(guān)RCS-931縱差保護、RCS-902縱聯(lián)保護動作跳閘，短路故障持續(xù)約50ms；700ms后220kV母聯(lián)2012開關(guān)自投合閘。由于風(fēng)煉線跳閘且220kV母聯(lián)備自投成功，導(dǎo)致惠煉供電系統(tǒng)II段所有用電設(shè)備短時間晃電。同時在短路期間，昭煉線受系統(tǒng)影響，220kVI母線電壓最低降至52.5%Un。101-KM-302-P01、102-K-101A-RH-A、102-C1301-RH-A、102-TV10404-A受晃電影響而跳閘的低壓電動機都能自起動成功。

3.4 ABB M102-M綜合保護器運行維護建議

（1）ABB M102-M綜合保護器的運行巡檢很重要。每次必須檢查ABB M102-M綜合保護器的各種參數(shù)以及裝置的運行燈狀況是否正常，如果裝置異常而得不到及時發(fā)現(xiàn)，是無法實現(xiàn)自起動功能的。

（2）配電柜內(nèi)元器件的運行維護同樣重要，接觸器是自起動執(zhí)行元件，如果它出問題，ABB M102-M綜合保護器自起動功能再好也沒有用。

（3）除了做好ABB M102-M綜合保護器的巡檢及維護工作外，還要對圖紙及原理進行更深層次的研究，以便及時發(fā)現(xiàn)裝置投用時的缺陷及不足，在問題還沒出現(xiàn)之前提前做好整改及防范工作，才能保證保護裝置能正常投用，確保供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，我國石化企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，廠區(qū)內(nèi)的電動機的容量和數(shù)量都不斷地增多。為了保證廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)裝置的安全穩(wěn)定連續(xù)地運行，保證電能質(zhì)量，提高石化企業(yè)的經(jīng)濟效益，必須使用電動機再起動裝置。ABB M102-M馬達保護裝置運行以來，在發(fā)生的多起外線停電事故中都能實現(xiàn)電動機自動重合閘，比往年發(fā)生同類事故造成下游裝置所跳閘的電動機明顯減少，避免因同類事故造成裝置跳車事故，給惠煉公司帶來了良好的經(jīng)濟效益和產(chǎn)區(qū)的生產(chǎn)裝置的可靠連續(xù)運行效果。

參考文獻

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收稿日期：2018-3-15