抗晃電技術在煤化工企業生產中的運用

劉銀東

摘要：我國經濟的快速發展離不開各行各業的努力，各項行業在工作生產當中都離不開對電力的需求，企業數量逐年增加，供電負擔越來越重，電網覆蓋范圍廣，用戶性質復雜，受自然因素、設備因素、人為因素等影響，引發晃電現象[1]。晃電會給許多大型企業帶來嚴重的經濟損失，煤化工屬于大型連續生產企業，受晃電影響的各方面損失都很大，部分關鍵電氣設備需要采取抗晃電技術，減小晃電所帶來的危害。

關鍵詞：抗晃電技術;煤化工;電網

煤化工產業是我國重點鼓勵發展的新興產業，需要保證煤化工產業長期穩定，晃電會導致煤化工產業生產連續性中斷，降低生產質量，帶來經濟損失，因此要進行技術研究，在煤化工企業生產中運用抗晃電技術，保證煤化生產的穩定性，提高企業經濟效益。

1 造成晃電的主要因素分析

1.1 自然因素

夏天頻繁出現的雷電和大風，冬天常見的大霧和大雪天氣，空氣污染嚴重時，灰塵濃度高形成的“污閃”都是造成晃電的主要原因。其中雷電和“污閃”會導致供電電壓暫將時間超過100ms。

1.2 設備因素

連接動力設備的開關、電動執行器等多項設備因為使用時間過長，未能及時更新替換，使得電動閥門或開關，電動設備出現老化絕緣，運行狀況時常失靈，晃電的頻率隨之增高。瞬間的晃電產生出極大的動態電流，加大對供電網的壓力，因此晃電的強度也提升了。

1.3 電網負荷因素

隨著用電需求的日益遞增，加重了電網的負荷。無論重載設備是突然間的起動還是跳停，都會給電網帶來很大的影響。例如在生產過程中，重型設備突然停機，電網中的電流突然斷掉，其線路電感反電動勢引起電壓上升，線路電阻上的電壓降突然消失，造成電壓上升，電網因過載導致電網電壓下降。

1.4 人為因素

人們對電力的不合理使用與調動，對電力設備維護使用不當，故障處理措施不妥當等都會擴大事故的危害性。工作人員的操作失誤也會引起電力系統出現過電壓、欠電壓、電壓短路等問題，相應的就會出現電路過電壓斷路調節、欠電壓保護調節、和各種自投裝置的保護動作，這些調節保護會造成供電電壓的瞬時大幅下降，給生產和設備帶來嚴重損害。

2 電網晃電帶來的危害分析

當電網出現晃電現象，能使正常的電壓值在一瞬間降得很低。對于通過控制接觸器起停的電氣設備，其控制回路電源一般由自身一次回路A相，晃電瞬間A相電壓低于接觸器線圈的吸合電壓（交流接觸器線圈工作電壓達到額定電壓的80%時，接觸器能正常吸合;線圈工作電壓低于額定電壓70%時，接觸器開始出現抖動、吸合不穩;線圈工作電壓低于額定電壓40%—50%且持續時間在3050ms時，接觸器完全釋放），接觸器釋放，造成主回路斷開，電氣設備停運;對于通過繼電器+變頻器控制起停的電氣設備，晃電瞬間電壓的波動，會造成繼電器釋放、變頻器直流過壓，電氣設備停運。部分關鍵電氣設備瞬間停運，又會導致大機組、甚至會導致整個生產裝置聯鎖停機，最終導致連續生產過程被迫中斷，生產裝置被迫緊急停車。

晃電雖然持續時間很短，僅僅數秒鐘，但是對于連續生產中要求大量設備在工藝流程上不允許電動機跳閘停機的企業而言，經濟損失上千萬不止，嚴重的還會發生爆炸、火災乃至人員傷亡[2]。

3 抗晃電方案

3.1 回路增加時間繼電器

部分關鍵電氣設備，短暫停運而不影響工藝裝置連續運行，建議在控制回路中增加時間繼電器，利用其線圈失電后輔助觸點延時斷開的功能，在晃電瞬間起動節點保持閉合，晃電結束后自動起動，以實現抗晃電功能。

3.2 馬達保護器投入晃電再起動功能

部分關鍵電氣設備，特別是低壓電動機回路，一般使用馬達保護器對電動進行保護，對于具有再起動功能的馬達保護器，投入此功能，如果晃電時間在再起動設定時間之內時，馬達保護器立即發出合閘命令，起動電動機;其次是系統發生較長時間停電時，當三相電壓恢復后，馬達保護器根據設定的延時時間，分時分批發出合閘命令，重新啟動電動機，以實現抗晃電功能。

3.3 變頻器實現欠壓自復位

對采用變頻器控制起停，建議控制回路使用UPS供電，變頻器直流母線欠壓故障復位（VDC）方式改為自復位，當出現晃電時變頻器頻率下降并報出“自動復位”信息，之后約2s時間內變頻器輸出頻率恢復正常，變頻器欠壓自復位并跨越晃電，實現抗晃電功能。

3.4 控制回路增加抗晃電模塊

對于運行信號參與聯鎖的關鍵低壓電氣設備，特別是大機組潤滑油泵，建議在控制回路中增加抗晃電模塊，抗晃電模塊在正常工作是處于“交流工作”模式，交流接觸器由控制回路電源供電;當監測到電壓持續下降時，自動切換到“晃電”模式，接觸器的線圈采用超級電容存儲電能維持正常供電，由于瞬間油壓低造成備泵啟動，同時之前運行中的油泵電機控制回路中接觸器不釋放，電力系統恢復正常后主、輔油泵同時啟動，確保油壓滿足工藝要求;當電壓恢復到正常電壓時，自動切換至“交流工作”模式，工藝手動停一臺油泵或者油壓聯鎖自動停止一臺油泵恢復正常運行狀態[3]。

4 結語

企業生產規模越來越大，連續性逐漸加強，如果出現晃電，會引起大規模設備跳車，整個生產系統出現中斷，恢復到滿負荷要一天以上的時間，對于先前投放的所有物料都要白白浪費，造成巨大的經濟損失。因此，我們需要研究新型抗晃電技術，減少因晃電帶來的不良影響，保持生產的穩定性和持續性，創造更多的價值。

參考文獻：

[1]王魯鋒.化工企業供電系統抗晃電技術改造方案設計與實現[D].華東理工大學，2014.

[2]張慶忠，邵長晶，李進，宋玉國.化工企業電氣系統抗晃電技術措施及應用[J].化工設計通訊，2013，39（01）：1517.

[3]張盈軍.新型抗晃電應用技術在煤化工生產中的研究與運用[J].電氣應用，2012，31（03）：5456.