煉化廠防晃電技術(shù)的分析及對(duì)策

孫安民

中國(guó)石油大慶煉化公司機(jī)電儀廠電氣一車間，黑龍江 大慶 163411

前言

晃電具體指的是電網(wǎng)由于短路、雷擊或是電廠發(fā)生故障等因素而導(dǎo)致電網(wǎng)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的故障，這是電網(wǎng)的電壓在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生大幅度的變化，更嚴(yán)重的會(huì)有斷電現(xiàn)象的發(fā)生。然而由于煉化廠的生產(chǎn)需要，在電力系統(tǒng)發(fā)生類似的電壓波動(dòng)時(shí)，有一部分的設(shè)備會(huì)在較低電壓的保護(hù)功能上除去，然而較大一部分的設(shè)備在電壓穩(wěn)定之后會(huì)加速啟動(dòng)，這樣也就保證了在工業(yè)生產(chǎn)上的連續(xù)性。

1 晃電產(chǎn)生的原因現(xiàn)象及其影響

1.1 晃電產(chǎn)生的原因以及現(xiàn)象

在供電系統(tǒng)正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，若是突然遭受到短路的故障或是受到雷擊的情況，再或者是由于較大容量的電動(dòng)機(jī)在直接啟動(dòng)的情況下引起的沖擊等，這些情況都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的電壓在很短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生較大幅度的波動(dòng)以及瞬時(shí)的失電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做“晃電”?；坞姰a(chǎn)生的原因中晃電的情況主要有三種現(xiàn)象：其一，電壓在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)驟降或是驟升的情況，在這個(gè)周期內(nèi)持續(xù)的時(shí)間大概在0.5至1分鐘之間，而且電壓在上升或是下降的幅度上較大。其二，電壓會(huì)出現(xiàn)閃電的現(xiàn)象，在電壓的波形上其包絡(luò)線會(huì)呈現(xiàn)較規(guī)則的幅度變化，或者是會(huì)出現(xiàn)電壓的幅值會(huì)有一系列隨機(jī)的變化，這一現(xiàn)象主要表現(xiàn)在人眼對(duì)于電壓變化會(huì)引起的照明異常進(jìn)而產(chǎn)生的視覺(jué)感受。其三，會(huì)出現(xiàn)較為短暫的斷電，持續(xù)的時(shí)間在0.5至3s的斷電現(xiàn)象。

1.2 晃電所產(chǎn)生的影響

煉化廠的電動(dòng)機(jī)中較大一部分是由于交流電的接觸器來(lái)控制的，在出現(xiàn)晃電的時(shí)候，會(huì)由于電壓額定的下降或者是中斷，線圈對(duì)于鐵芯的吸引力小于彈簧所釋放出來(lái)的彈力，這就會(huì)導(dǎo)致接觸器的釋放，因此很大一批的電動(dòng)機(jī)停止工作，進(jìn)而影響裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失。根據(jù)資料的介紹，一般情況下交流接觸器在電壓低于線圈的額定電壓的百分之五十時(shí)，整個(gè)過(guò)程超過(guò)一個(gè)周期時(shí)就會(huì)引起接觸器的釋放；在電壓低于百分之八十或是更高的情況下，持續(xù)了近五個(gè)周期時(shí)接觸器就會(huì)釋放；另外在使用變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制電機(jī)的場(chǎng)合中，一般情況下會(huì)由于變頻器的過(guò)壓或失壓以及在瞬間發(fā)生斷電的保護(hù)功能，其中，變頻器的逆變器件，在失壓或是停電的情況下，控制的電路會(huì)停止進(jìn)而向驅(qū)動(dòng)的電路來(lái)輸出信號(hào)，這樣就使驅(qū)動(dòng)電路停止了工作，此時(shí)的電動(dòng)機(jī)就處在一個(gè)自由的制動(dòng)狀態(tài)中，能夠允許變頻器在很短的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)工作，然而若是在失壓和停電的階段內(nèi)，變壓器將能夠平穩(wěn)的過(guò)渡運(yùn)行，否則變頻器將自我保護(hù)而停止正常的運(yùn)行。

在晃電現(xiàn)象較為強(qiáng)烈的情況下，就有可能導(dǎo)致變頻器的調(diào)速電動(dòng)機(jī)而停止工作。煉化廠發(fā)生晃電時(shí)會(huì)由于電壓較低，而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)中有電流通過(guò)，進(jìn)而也就導(dǎo)致了電動(dòng)機(jī)的自我熱保護(hù)功能而發(fā)生跳閘。在煉鋼企業(yè)中，很大量的使用交流接觸器會(huì)受到晃電的影響而釋放出跳閘的現(xiàn)象，晃電則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)通過(guò)電流的現(xiàn)象很少出現(xiàn)，但是由于變頻器的使用較交流接觸器的使用較少，因此晃電而導(dǎo)致變頻器停止工作的現(xiàn)象也很少見(jiàn)。

2 防晃電技術(shù)即對(duì)策研究

2.1 采取分批自動(dòng)啟動(dòng)技術(shù)

在早期的電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)技術(shù)中，通常采用的是利用斷電的延遲時(shí)間的繼電器來(lái)進(jìn)行的，但是如果在整個(gè)的過(guò)程中電壓恢復(fù)了正常水平，這時(shí)時(shí)間繼電器的延時(shí)功能將被啟動(dòng)，即延時(shí)觸電會(huì)使電動(dòng)機(jī)的整個(gè)回路接通起來(lái)，使電機(jī)重新啟動(dòng)。在這個(gè)過(guò)程中，控制作用的原理是，在電壓有波動(dòng)的情況下，低于吸和電壓的線圈會(huì)失電。在電網(wǎng)的電壓恢復(fù)正常情況下，斷電延時(shí)的觸電仍會(huì)處在閉合的狀態(tài)，能夠通過(guò)觸頭來(lái)接通接觸器的線圈，這是主觸頭被重新接通，而電動(dòng)機(jī)的主回路也重新得電。整體來(lái)講，分批自動(dòng)啟動(dòng)技術(shù)的原理是：在晃電現(xiàn)象發(fā)生之后電壓恢復(fù)正常的時(shí)候，能夠檢測(cè)到電壓的恢復(fù)，再根據(jù)預(yù)先所設(shè)定的時(shí)間來(lái)閉合觸點(diǎn)，進(jìn)而能夠使線圈得電，即主觸點(diǎn)能夠吸合，使電動(dòng)機(jī)得到電。因此這一過(guò)程需要根據(jù)工藝的生產(chǎn)和需要來(lái)設(shè)置不同的啟動(dòng)時(shí)間，這樣就能夠達(dá)到電動(dòng)機(jī)的分批啟動(dòng)。

這一功能的實(shí)現(xiàn)，功能強(qiáng)大，能夠設(shè)置很多電動(dòng)機(jī)有序的連續(xù)啟動(dòng)，并且在進(jìn)行操作方便維護(hù)簡(jiǎn)便，在煉化廠中得到了非常廣泛的應(yīng)用。在經(jīng)過(guò)了這么長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際運(yùn)行實(shí)踐中，能夠在很大程度上減少晃電的影響。因此這種晃電措施很廣泛的應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)比較密集的地方，如變電所，而在電動(dòng)機(jī)較分散的地區(qū)會(huì)由于經(jīng)濟(jì)因素而不適應(yīng)。

2.2 采用專門的防晃電交流接觸器設(shè)備

在煉化廠發(fā)生的一次晃電事故中，因?yàn)樯罹碾妱?dòng)機(jī)以及負(fù)荷較分散的裝置電動(dòng)機(jī)沒(méi)能夠及時(shí)采取防晃點(diǎn)的措施，就導(dǎo)致了對(duì)生產(chǎn)造成了巨大的影響，因此解決晃電事故帶來(lái)的影響具有很大的意義。在對(duì)比不同的選擇和比較，有許多利用電源儲(chǔ)能的原理來(lái)進(jìn)行防晃電接觸器。有些防晃電接觸器采用了雙線圈的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有吸合速度快，動(dòng)作特性非常好等特點(diǎn)。能夠使接觸器在進(jìn)行吸合或是釋放的時(shí)候能夠干凈利落，不會(huì)引起其他的不利影響。在電源的正常情形下，控制的模塊始終處于儲(chǔ)能的狀態(tài)，接觸器的接觸與分離正常使用，但是當(dāng)有晃電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，電壓會(huì)降到接觸器所能維持的電壓以下，這是控制模塊啟動(dòng)工作，釋放所存儲(chǔ)的能量使接觸器能夠保持吸合狀態(tài)。在電源的電壓恢復(fù)正常值之后，控制模塊會(huì)切換模式進(jìn)入儲(chǔ)能狀態(tài)。在這一過(guò)程中，控制模塊能夠利用較為特殊的電源轉(zhuǎn)換部件使接觸器一直處于其原有的特征上。采用專門的防晃電交流接觸器設(shè)備，在經(jīng)過(guò)了實(shí)際的檢驗(yàn)之后，運(yùn)行的效果較好，能夠有效的防止因?yàn)榈碗妷憾鸬碾妱?dòng)機(jī)跳閘的現(xiàn)象。

2.3 采用節(jié)能型交流接觸器

一般的交流接觸器在正常的情況下，吸合電壓的范圍會(huì)在 85%～110%之間，而釋放的電壓在 30%～70%U之間，但是節(jié)能型的交流接觸器的釋放電壓會(huì)相對(duì)較低，其最低能夠可達(dá)到 20%，因此，采用此類接觸器能夠防止很大一部分的電壓下降而引起的晃電影響。但是節(jié)能型的接觸器對(duì)于電源在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生中斷的現(xiàn)象卻不能保證，所以在防晃電的功能上還沒(méi)能夠得到較為廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

總而言之，有效的降低或是防止因晃電而帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失，一定會(huì)有越來(lái)越多的抗晃電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。借鑒經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)前人的技術(shù)，在經(jīng)過(guò)我們長(zhǎng)期的應(yīng)用研究中，我認(rèn)為只要能夠保證應(yīng)用的產(chǎn)品、技術(shù)得當(dāng)，并且能夠結(jié)合使用的場(chǎng)合，大部分晃電對(duì)煉化廠的生產(chǎn)的影響，在現(xiàn)行的技術(shù)條件下是能夠避免的。

[1]蔣兵.低壓配電設(shè)備防晃電的措施[J]. 湖南農(nóng)機(jī) ,2012.

[2]程美林，王興珠，楊偉，姜偉.低壓系統(tǒng)“晃電”故障的解決研究[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012.

[3]劉龍舞.電動(dòng)機(jī)抗晃電技術(shù)在石化企業(yè)中的應(yīng)用[J]. 電工電氣, 2011, 6.