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所谓晃电受到因素的影响,进而电网出现短时电压波动或断电的现象。在大型化工企业中,要确保供电的连续性,否则容易引起危险事故。如果企业内外电网出现大晃电的情况,可能会导致电机跳闸,进而中断生产,影响产品质量,还可能造成设备损坏、人员伤亡、火灾等问题。所以,在大型化工企业供电系统中,要采取有效的抗晃电措施。
导致晃电的原因有很多,包括雷击、短路等原因。供电系统的晃电类型有很多,包括电压骤升、短时断电、电压骤降等等。在化工企业生产的过程中,要保障生产的连续性,因为化工生产环节、工艺比较复杂,还会使用易燃易爆物质,危险性较高。生产设备通常在高压环境下工作,如果供电系统运行不稳定,会影响生产质效,还会造成事故。所以,要避免晃电问题的出现,采取有效的抗晃电措施,为化工企业的生产奠定良好的基础。
1 晃电的概念及危害
1.1 概念
电力系统的运行难免受到因素的影响,包括雷击、瞬时短路等问题,进而导致电网相邻线路故障、电动机启动等问题,系统电压会出现大幅度波动,但会在短时间内恢复,这种情况就是晃电。晃电的类型有很多:一:电压骤升或骤降。持续时间在0.5 周期到1 分钟之间,可能上升到百分之110-180的标称电压,或者下降到百分之10-90的标称电压;二:电压闪变。也就是波形包络线出现比较规则的变化情况,或者电压幅值出现随机变化的情况,如果出现这种能够情况,照明会呈现异常,通过人的眼睛即可感受到电压波动带来的异常;第三,短时断电。这种情况比较好理解,也就是短暂的供电中断,可能持续0.5 周期到3 秒之间。
1.2 危害
晃电虽然持续的时间比较短,但会带来很多危害。如果出现晃电的情况,可能会导致电压降低,运行电机要保障出力条件就要增加电流,进而导致绕组温度上升,空气开关、接触器触头等部件会出现发热的问题,造成设备故障,影响正常运行和使用寿命;在变频器控制应用的过程中,由于该设备具有过压、失压、瞬间停电的保护功能,所以如果出现比较强烈的晃电情况,变频器会发动保护功能停止运行;在晃电发生的情况下,电压会降低,接触器线圈对铁芯的吸力可能会比释放弹簧的弹力要小,接触器会随之释放,进而导致大量电动机出现跳闸的情况,不利于化工企业的生产;大规模化工企业的生产规模比较大,虽然晃电时间较短,但会对生产造成影响。瞬时电压波动会引起电动机跳闸、设备停机的情况。电网电压恢复之后,电机也无法自动恢复运行,连续生产被中断,出现生产混乱、设备故障、事故等问题[1]。以大型装置来说,如果采用人工恢复运作的方式,需要较长的启动时间。一些装置没有专门的值守人员,则需要更长的启动时间,对生产效率有很大的影响。化工企业本身就对生产的连续性有很高的要求,晃电问题会影响生产效率,还会造成原料浪费、产品质量高下降、环境卫生污染等问题,对企业生产效益造成很大的影响。
2 大型化工企业供电系统抗晃电措施的应用
2.1 TPM-QSDVR电压暂降保护系统
TPM-QSDVR电压暂降治理系统以电容器作为储能元件,采用电力电子变换和数字控制,提供后备式短时能量存储解决方案,有效治理电压暂降、电压暂升、短时中断等问题,具有强稳定性等特点。应用于半导体制造、石油石化、化工、汽车制造、制药、造纸、科研院所、烟草、冶金、钢铁、印刷、玻璃、纺织等对电能质量要求严格的行业。
2.2 参数优化
在参数优化方面,主要对系统备自投和继电保护的参数进行优化。根据上级和下级变电所继电保护分级配合的原则,110kV总变电站如果在两侧都设置了电源侧迅速切换装置,则出现晃电问题时,总变电站普遍可以成功且迅速地进行电源切换,下游装置变电所母联备自投时间可以根据实际情况进行延长,进而避免在上级成功切换的条件下,下级提前或持续切换的情况,确保切换装置可以合理发挥作用。通常,晃电的情况下,系统电压瞬间出现比较大的波动变化,但还会很快恢复,甚至不超过100ms。系统电压幅值保持在百分之50-70Ue,这种情况下,电动机负载会在惯性动作的作用下继续保持转动,并不会出现大幅度的转速下降,不需要切断电源主回路,电动机会迅速恢复加速状态,对装置生产的影响并不明显。电动机在加速的过程中,并不会产生较大的电流,所以对电力系统造成的冲击也不是很大。所以,可以对抵押动作值进行优化,从不超过6kV、2000kW 的参数入手,优化为40V,以此减少晃电导致的停机问题,确保生产的稳定连续。
2.3 电机主备机互为联锁
两台电动机之间如果互为备用,则在工艺方面有相应的要求。在压力、流量等联锁自启动功能的作用下,如果出现晃电的情况,则会自动启动。但由于在启动命令发出到建立这个过程中,需要有压力和流量条件的支撑,且需要时间的,在这个过程中,会出现数值下降的变化,可能会做到机组、装置联锁跳车限值,导致备用电动机启动过程完成之前机组、装置联锁跳车。对此,可以增加电气联锁。在启动回路之中,交流接触器常闭辅助接点可以进行电气联锁,也就是将对方接触器的常闭辅助接点与本机启动回路连接在一起。在这种情况下,如果两台电动机都在送电的状态下,一台会一直处在运行状态,另一台一旦受到停机信号就会立刻启动,切换速度较快,可以满足工艺生产的额要求,进而保障化工企业生产的稳定性。
2.4 TPM-QS100电动机再启动柜
TPM-QS100电动机再启动柜是为适应石油化工行业生产高连续性的要求而研制的。主要用于电动机群按照原定的工序运行时,突然发生瞬间的电力供应中断,导致接触器线圈失电而脱扣,电机停止运行。电源恢复后,自动控制柜原定的工序要求对电动机群地进行再起动,恢复工序的正常工作。对于大量电机的起动过程,自动控制柜可实时监测供电系统母线上的三相电压、电流参数,确定电动机再起动时间,避免因再起动使系统母线出现过负荷、欠压等非正常状况的条件下,实现电动机群的顺利再起动。
综上所述,在大型化工企业生产的过程中,要确保生产的稳定性和连续性。如果供电系统出现晃电的情况,会影响设备的正常运行,还会造成设备故障、事故等问题,进而影响生产效益。所以,要采取有效的抗晃电措施,包括TPM-QSDVR电压暂降保护系统、参数优化、互为联锁、 TPM-QS100电动机再启动柜等方式。
郑州泰普科技有限公司是生产TPM-QSDVR电压暂降保护系统和TPM-QS100电动机再启动柜的厂家,自2011年公司成立以来,已为中石化、大唐电力等大型企业解决晃电的问题,在治理晃电领域拥有深厚的经验。