110KV電網波動引起高低壓設備跳車的分析與防范

孫娟妮 石耀軍(陜西陜化煤化工集團有限公司，陜西渭南 714100)

110KV電網波動引起高低壓設備跳車的分析與防范

孫娟妮 石耀軍(陜西陜化煤化工集團有限公司，陜西渭南 714100)

110KV電網波動引起部分高壓電動機及低壓設備跳車，造成系統停車，為降低由于外網瞬間波動對系統影響，通過對高壓電動機定值的調整、低壓進線斷路器欠壓脫扣的調整及低壓電動機接觸器控制電源改造等措施，降低晃電對化工企業帶來的危害。

電壓波動;定值;失壓脫扣;UPS裝置;防晃電裝置

1 故障情況

2016年6月18日凌晨00：28分左右，陜化變301總變控制室后臺報警，10KV高壓電動機部分低電壓跳車，低壓配電室低壓電動機低電壓全部跳車，造成系統停車。

2 檢查分析

檢查高壓電動機低電壓跳車情況，保護定值為低電壓60V，時限1.5S，跳車時電壓為38.8V。10KV未跳閘高壓設備低電壓定值為60V，時限為3S或5S。低壓進線斷路器失壓脫扣跳閘，低壓電動機接觸器由于電壓降低到一定值，線圈產生的磁場減弱，造成吸力不足而釋放。經與渭南地調聯系，得知西安南郊330千伏變電站3#、4#主變壓器起火后爆炸引起供電電網波動，晃電時間大于1.5S小于3S。

3 防范措施

3.1 對高壓電動機定值進行調整

根據現場工藝要求及安全條件，當系統電壓降低時，逐步切除部分負荷以維持線電壓，使剩余重要負荷能在允許的范圍更好的運行。當電動機的供電母線電壓短時降低或中斷又恢復時，為防止線路上電動機同時自啟動使電源電壓嚴重降低，將不重要電動機上低電壓保護定值設為70V，時限為0.5S，次要電動機根據工藝要求低電壓定值設置為60V，時限為1.5S或3S。對重要設備（工藝聯鎖有可能造成生產系統停車或重大安全事故的），低電壓保護定值設為60v，時限設置為5S。以確保供電母線電壓恢復到足夠的電壓時，保證重要電動機的自啟動。避免電壓恢復正常時高壓電動機群起造成對電網的沖擊。

3.2 對低壓配電室進線斷路器欠壓脫扣進行調整

3.2.1 一般電力系統中除因永久性故障引起的暫時不可恢復的供電外，大多數為瞬時性故障，可采用延時欠壓脫扣器，這樣對于一般性短時電壓波動、閃變等，低壓斷路器將不會跳閘。（其工作原理為當低壓斷路器正常工作時，電源通過欠壓延時裝置對欠壓脫扣器進行充電，使其保持吸合并監視電網狀態，同時欠壓延時裝置通過內部電路儲備電能，當電網電壓處于額定電壓的70-35%或瞬時斷電時，電源無法提供足夠的電壓保持電壓脫扣的吸合，此時欠壓延時裝置釋放儲備的電能，對欠壓脫扣器進行供電，使其得以延時動作）。對于長時間低于欠壓脫扣器動作電壓及75%額定電壓，此時電網狀況已經非常惡劣，理應跳開低壓斷路器保護用電設備。

3.2.2 根據我企業實際運行情況及經驗，解除部分低壓配電室（相對不重要）進線失壓脫扣保護，確保電網波動或失壓后400V母線不失壓。因全廠低壓配電室較多、較散，全部斷電后逐一恢復工作量大，速度較慢，對系統開車造成影響。

3.3 對低壓電動機接觸器控制電源進行改造

3.3.1 采用不間斷電源UPS供電

晃電造成低壓電動機停機的主要原因是接觸器線圈在晃電期間釋放，主接觸器斷開造成停機。在低壓配電柜內設計構建一個獨立于一次電源的二次電源系統，可將配電柜電動機接觸器的工作電源取自“獨立”的二次電源。在系統發生晃電時，接觸器的線圈能夠依靠UPS提供的可靠電源正常工作，保持主觸頭的吸合，避免電機停機甩負荷事故。（UPS工作原理是當市電正常時，機器會將市電的交流電轉換為直流電，而后對電池充電，以備電力中斷時使用，遇到電壓過低或過高、瞬間波動等，不間斷系統均會動作。一旦失電發生異常時將儲存于電池中的直流電轉換為交流電，供給負載繼續使用，達到不斷電功能。）。另外，當配電柜的主母線失電超過一定時間后，系統根據二次控制部分設定斷開輸出，避免電壓恢復時電動機群起過程對電網形成大的沖擊及設備事故。

3.3.3 對重要設備接觸器加裝防晃電裝置

針對化工企業由于電網波動單臺電動機跳車后可能導致停車或引起工藝聯鎖動作的重要設備加裝防晃電裝置。正常工作時，防晃電裝置進入時刻監視狀態，主要是監視接觸器的線圈電壓，檢測設備運行電流，并根據設置輸入的線圈電阻，計算輸出電壓。當檢測到接觸器的電壓降低到設定值時，瞬間將接觸器控制電源切換到智能型防晃電裝置供電。（防晃電裝置工作原理是，正常運行時間依然是原來的運行模式，交流啟動，交流運行。防晃電裝置作為旁路采用超級電容儲能，晃電發生時，裝置快速自適應輸出直流電壓保持接觸器運行，可根據需要設定直流輸出時間為1-5S，電壓恢復后，又切換至交流運行模式）。而正常的分閘或保護跳閘，裝置判斷為外部故障，不輸出直流電壓，接觸器瞬間釋放，不改變原來的運行方式。

4 結語

化工生產是個連續的過程，在此過程中任何一個與生產主流程相關的設備出了問題都有可能直接或間接地影響甚至中斷生產，供電電網波動難以避免，電網晃電對生產將會造成致命的打擊，因此如何避免電網晃電以及預防電網發生晃電盡可能不對生產系統造成影響，將是化工企業目前生產過程中所面臨并且必須防止的重要問題。

[1]《防晃電技術在我公司的應用》帥主編河南科技2016年16期.

[2]《應對電網晃電防止事故擴大方案探討》閆迎洲編電工技術2013年02期.

[3]《防晃電技術在石油化工企業中的應用》宋玉才編電氣技術2007年07期.

[4]《變電站繼電保護安全風險分析和改進措施》胡義生2012年.