低壓配電裝置晃電治理措施

潘海全

【摘 ?要】電力行業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要性舉足輕重，因此電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行一直是值得研究的課題，本文圍繞低壓配電裝置晃電治理的特點進行分析，提出了幾點的抗晃電治理措施，其案例來源于某化工裝置，值得業(yè)內(nèi)電氣人員進行對比提高。

【關(guān)鍵詞】低壓配電裝置;晃電;化工

引言

某石油化工公司生產(chǎn)裝置眾多，供電結(jié)構(gòu)復(fù)雜，近年來因高壓電氣設(shè)備長時間超壽命（或繼電保護配置不合理）運行，高壓側(cè)的一點故障往往擴大為電力系統(tǒng)的紊亂，經(jīng)統(tǒng)計其中80%的電力故障會導(dǎo)致電力系統(tǒng)電壓暫降，進而導(dǎo)致多套低壓配電裝置大面積停電停產(chǎn)，因此，提高電力系統(tǒng)的抗晃電能力是迫切需要解決的問題。對于整個電力系統(tǒng)而言，晃電治理的思路主要有兩個方面：一方面，要優(yōu)化高壓電氣設(shè)備的繼電保護整定配合，使故障快速切除，避免擴大，減少晃電的發(fā)生及發(fā)生范圍;另一方面，要提高低壓配電裝置的抗晃電能力，使得低壓電氣設(shè)備在系統(tǒng)故障切除時間內(nèi)能平穩(wěn)運行，減少因晃電導(dǎo)致的生產(chǎn)停電停產(chǎn)，將晃電損失降至最小。本文通過實際案例主要分析了外電網(wǎng)電壓暫降下低壓配電裝置抗晃電的措施，高壓電氣設(shè)備繼電保護不在此文進行闡述。

一、晃電治理的目標及特點分析

在治理低壓配電裝置晃電時，不得將低配裝置獨立于整個公司的電力系統(tǒng)進行以偏概全，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的特性進行針對性治理，再根據(jù)需要治理的目標進行投資，將錢花在刀刃上，以該公司為例，通過大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，高配側(cè)故障導(dǎo)致的電壓暫降主要表現(xiàn)為：電壓暫降至80%，動作時間250ms。因此，每套裝置應(yīng)重點圍繞該特性進行治理，這是考慮低壓配電裝置晃電治理的前提，否則所花掉的金錢和人力是極大的浪費。

在明確治理目標的前提下，還必須熟悉每套工藝生產(chǎn)裝置受晃電影響的特點，現(xiàn)以該石油化工公司為例進行說明，該石油化工公司，有2套低配裝置為化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，如PX、BDO，該裝置的顯著特點是易燃易爆場所，事故風險大，生產(chǎn)主流程只有一套，其中小部分關(guān)鍵機組、泵、風機等無備臺不可以切換，以及部分關(guān)鍵機泵有備臺無法實現(xiàn)自動切換，這里的關(guān)鍵是指該設(shè)備故障停機裝置反應(yīng)時間為0s或接近0s;其他大部分電動設(shè)備都可以設(shè)置備臺進行自動切換;化工裝置有小型余熱發(fā)電機，因此，晃電治理的重點是關(guān)鍵機泵、關(guān)鍵變頻器等，只要將這類設(shè)備的晃電風險降至最小，不僅提高的化工裝置的安全性，也提高了裝置的經(jīng)濟性。

另外有4套低配裝置為化纖產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，如短纖、瓶片，該裝置的顯著特點是安全風險較低，生產(chǎn)線有多條，每條線大部分設(shè)備沒有備臺進行切換，且為流水線生產(chǎn)，牽一發(fā)動而全身，電動設(shè)備變頻控制較多，轉(zhuǎn)速控制精度高，很容易受到電網(wǎng)電壓波動影響而導(dǎo)致整條生產(chǎn)線癱瘓，治理的重點是變頻器、PLC等，對該類裝置改造復(fù)雜，投資回收比低，應(yīng)在項目建設(shè)期進行整體考慮來提高裝置的抗晃電能力。

因此可以看出，化工裝置晃電的風險大，治理的范圍相對較小，且有發(fā)電機可以抗外電網(wǎng)擾動，投資必要性高。而化纖裝置晃電的風險較低，治理的范圍廣設(shè)備復(fù)雜，投資必要性低。

二、晃電治理案例

了解了裝置的特點，再根據(jù)治理的措施制定切實可靠的方案，能有效根治“一晃就停產(chǎn)”現(xiàn)象的頻繁發(fā)生。下面根據(jù)近幾年的故障案例，分析系統(tǒng)晃電采取的治理措施，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1、電壓暫降引起的故障

1.1、低壓進線開關(guān)低電壓動作跳閘，導(dǎo)致整段失電。

某化工裝置低壓進線開關(guān)因外電網(wǎng)晃電導(dǎo)致整段母聯(lián)失電，查低壓進線母聯(lián)備自投邏輯為當電壓低于200V時，低電壓繼電器動作進線開關(guān)跳閘，延時2S后母聯(lián)合閘，后查該外電網(wǎng)電壓波動導(dǎo)致低壓400V暫降至320V，故障時間220ms后即恢復(fù)，針對電網(wǎng)晃電的該特性，顯然低壓進線母聯(lián)的備自投邏輯設(shè)置不合理，后將備自投邏輯改為當電壓低于200V時低電壓動作信號設(shè)置延時2S再分進線開關(guān)、合母聯(lián)開關(guān)，通過實驗驗證可行，徹底解決了該類晃電故障。

1.2、變頻器欠/過電壓保護動作跳閘

某化工裝置使用的變頻器因外電網(wǎng)晃電導(dǎo)致變頻器報欠壓故障停機，該變頻器負載為重要的風機，一旦停機將導(dǎo)致生產(chǎn)停車，所使用的變頻器為西門子MM440，其低電壓穿越能力較差。后將其更換為富士G1變頻器，同時設(shè)置瞬時停電再啟動功能，參數(shù)F14=3，通過實驗，在空載情況下將變頻器上端開關(guān)分閘1s后再投上變頻器正常運行。

1.3、接觸器、繼電器線圈低電壓釋放

某化纖裝置使用的接觸器在外電網(wǎng)晃電時控制回路電壓低于**V時接觸器釋放，自保持回路解除，導(dǎo)致低配裝置反應(yīng)器攪拌器停機，進而導(dǎo)致整個裝置停車。后將接觸器控制電源取自UPS，并結(jié)合低壓電動機保護器設(shè)置2S的低電壓保護，徹底解決了該類故障。也可以將關(guān)鍵電機的接觸器更換為帶電源儲能模塊抗晃電接觸器+延時模塊某化纖裝置使用的繼電器電壓低壓**V時繼電器釋放，由該繼電器構(gòu)建的自保持啟動回路解除，導(dǎo)致機泵停機。由繼電器構(gòu)建的自保持回路為變頻器的外部回路，該變頻器的ACS510系列變頻器，后將變頻器的啟停由兩線制改為三線制，取消自保持回路，徹底解決了該類故障。

1.4、低壓電動機保護器低電壓保護動作

某化工裝置使用的電動機保護器在晃電時發(fā)生低電壓保護動作跳閘，導(dǎo)致關(guān)鍵電機停機生產(chǎn)停車。后將該關(guān)鍵電動機低電壓保護參數(shù)由0.8倍0s改為0.5倍1.5S，徹底提高了抗晃電能力。

1.5、DCS集散控制系統(tǒng)控制電源欠壓失電

某化工裝置使用的DCS系統(tǒng)，其控制柜電源模塊因晃電發(fā)生欠壓故障停機，經(jīng)查雙電源切換模塊故障切換失敗導(dǎo)致系統(tǒng)停機，該DCS系統(tǒng)未配置UPS電源。因此，采取的措施為配置UPS電源，當發(fā)生晃電時，由UPS電源無擾切換保證DCS控制系統(tǒng)的正常運行。同時定期對控制柜內(nèi)24V雙電源模塊進行切換試驗，及時消除設(shè)備隱患。

1.6、UPS切換失敗引起DCS系統(tǒng)無法正常運行

某化工裝置因晃電導(dǎo)致UPS主電失電，切換旁路失敗，導(dǎo)致DCS系統(tǒng)失電停機，經(jīng)查UPS電源蓄電池缺電，且UPS切換板電源取自蓄電池，從而導(dǎo)致UPS切換失敗，采取的措施：1、在采購UPS時必須嚴格進行選型2、定期進行切換，進行故障模擬切換試驗，模擬主電源故障時因拉斷上端開關(guān)，模擬電池失電時應(yīng)斷開電池充電開關(guān)3、將UPS故障信號遠程至有人值守的控制室并設(shè)置報警，該報警應(yīng)包含UPS大部分故障

2、電流驟升引起的故障

2.1低壓交流異步電動機過流保護跳閘

某化纖裝置電動機過流保護整定不合理，導(dǎo)致電壓低于**V時，過流保護動作跳閘。查該電動機正常運行電流接近額定，一旦低電壓，電流必然超過額定，因此采取的措施為將電動機放大一級，同時將過電流保護反時限參數(shù)整定由1倍延長至1.2倍。

結(jié)語：

綜上所述，對于任何一套裝置在治理晃電時，必須結(jié)合裝置的特點，根據(jù)電力系統(tǒng)晃電的特性制定切實有效的治理方案，即根據(jù)晃電的電壓幅值變化和故障時間，通過分析低壓配電裝置用電設(shè)備故障物理變化，進行針對性治理，對不同用電設(shè)備的故障動作特性進行分門別類的治理是最根本解決問題的辦法。

參考文獻：

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