淺析化工企業(yè)中晃電的危害及預(yù)防措施

王巖

【摘 要】在不間斷供電的化工企業(yè)中，由于晃電，給企業(yè)造成了不必要的經(jīng)濟(jì)損失。本文從晃電的產(chǎn)生原因、特點(diǎn)、危害的分析，結(jié)合化工企業(yè)的特點(diǎn)，提出解決晃電問(wèn)題的具體預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】化工企業(yè)；晃電；預(yù)防措施

中圖分類(lèi)號(hào)： TM307.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）08-0238-002

Analysis of the hazards and preventive measures of Akira Electric in chemical companies

WANG Yan

（Qingdao Mingyue Seaweed Group Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266400，China）

【Abstract】In the uninterrupted power supply of chemical companies，due to Akira， it caused unnecessary economic losses to the company.Based on the analysis of the causes，characteristics and hazards of Akira Electric and the characteristics of chemical companies，this article proposes specific preventive measures to solve Akira Electric's problems.

【Key words】Chemical company；Akira Electric；Preventive measures

1 晃電的定義及分類(lèi)

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于外部線路受到雷擊、瞬時(shí)短路等故障或企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)相鄰線路短路故障、大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等原因，會(huì)造成電壓瞬間較大幅度波動(dòng)后恢復(fù)，這種現(xiàn)象通常稱(chēng)為“晃電” 晃電的基本類(lèi)型有：電壓驟降、驟升、短時(shí)斷電、電壓閃變。電壓驟升，持續(xù)時(shí)間0.5個(gè)周期至1min，電壓上升或下降至標(biāo)稱(chēng)電壓的110～180%。電壓暫降/驟降是電壓有效值降至標(biāo)稱(chēng)值的10%-90%，且持續(xù)時(shí)間為10ms至1min（典型持續(xù)時(shí)間為10ms～600ms）的電能質(zhì)量事件之一。短時(shí)斷電，持續(xù)時(shí)間在0.5個(gè)周波至3s的供電中斷（如備自投、重合閘等）。電壓閃變。電壓波形包絡(luò)線呈規(guī)則的變化或電壓幅值一系列的隨機(jī)變化一般表現(xiàn)為人眼對(duì)電壓波動(dòng)所引起的照明異常而產(chǎn)生的視覺(jué)感受[1]

2 晃電產(chǎn)生的影響

隨著電網(wǎng)并網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)的日益擴(kuò)大，以及饋電變壓器容量增大帶來(lái)的配出回路的增多，電源瞬時(shí)失壓即“晃電”的現(xiàn)象越來(lái)越頻繁，其原因是相鄰回路故障引起的電壓波動(dòng)幾率增加了。最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間一般是故障保護(hù)的切除時(shí)間，大約在200毫秒以下，也有保護(hù)元件來(lái)不及動(dòng)作的“一過(guò)性”瞬時(shí)失壓特殊情況的?；坞婋m然產(chǎn)生的原因復(fù)雜，但是其造成的影響卻是有章可循的。

2.1 晃電對(duì)配電所的影響

廠用變配電所的配電柜一般配有低電壓保護(hù)，晃電引起的電網(wǎng)電壓波動(dòng)會(huì)造成變配電所進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜欠壓，低電壓整定值設(shè)定過(guò)高的情況下，低電壓保護(hù)誤動(dòng)作，母線失電造成該母線上所有設(shè)備停電。

2.2 晃電對(duì)接觸器的影響

交流接觸器電保持大致要求是：電壓不小于80%Ue（額定電壓）或者是失壓時(shí)間不大于60毫秒。對(duì)于此類(lèi)因“晃電”引起的接觸器釋放，常規(guī)微處理器自起動(dòng)設(shè)備是無(wú)能為力的，因?yàn)楣收蠒r(shí)間小于微處理器的電壓采集周期時(shí)間而無(wú)法識(shí)別。

2.3 晃電對(duì)變頻器的影響

變頻器由整流器和逆變器二部分組成，一般的變頻器都具有過(guò)壓、失壓及瞬間停電的保護(hù)功能。當(dāng)變頻器的逆變器為GTR時(shí)，一旦失壓（指電壓等于70%Ue，西門(mén)子IVIDV系列為76%Ue）或停電，控制電路將停止向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)電路和GTR全部停止工作，電動(dòng)機(jī)將處于自由制動(dòng)狀態(tài)；逆變器為IGBT時(shí)，在失壓、停電后，將允許變頻器聯(lián)系工作一個(gè)短時(shí)間td（15ms或主電路的直流電壓下降到原值的85%所需時(shí)間）。若失壓、停電時(shí)間totd，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，一般td取15-25ms，只要晃電較為強(qiáng)烈，都有可能使變頻器調(diào)速的電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行[2]. “晃電”短短的數(shù)秒鐘，對(duì)連續(xù)生產(chǎn)中要求大量設(shè)備在工藝流程上不允許電動(dòng)機(jī)跳閘停機(jī)的企業(yè)是災(zāi)難性的，輕者幾十萬(wàn)、上千萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的還會(huì)發(fā)生火災(zāi)、爆炸乃至人身安全，對(duì)企業(yè)來(lái)講真是災(zāi)難的幾秒鐘。

3 現(xiàn)階段應(yīng)對(duì)晃電的主要對(duì)策

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們對(duì)晃電的逐步理解，人們除了實(shí)行雙電源供電以外，還從軟件和硬件兩個(gè)方面入手來(lái)消除晃電造成的影響，由于軟件方面對(duì)于硬件設(shè)備、技術(shù)力量的要求較高，其應(yīng)用有很大的局限性，在此，對(duì)于軟件方面本文不做分析，主要著重介紹硬件方面。

3.1 低壓綜合保護(hù)器

綜保在正常運(yùn)行時(shí)，檢測(cè)電網(wǎng)電壓和電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于跌落電壓設(shè)定值，接觸器釋放，電機(jī)跳停，系統(tǒng)電壓在設(shè)定的允許時(shí)間內(nèi)恢復(fù)至恢復(fù)電壓設(shè)定值，綜保輸出再啟動(dòng)命令。若電網(wǎng)晃電時(shí)間超過(guò)設(shè)定的允許值，則不再發(fā)出再啟動(dòng)命令。其接線方式如下：其中圖中MCU（X1-6，X1-8）就是再啟動(dòng)接點(diǎn)。

3.1.1 綜保的優(yōu)點(diǎn)

綜?？捎涗洶l(fā)生的再啟動(dòng)記錄，再啟動(dòng)較可靠，原有綜保的電機(jī)增加再啟動(dòng)功能不需要重復(fù)接線，其次綜保還可以一機(jī)多用，綜合保護(hù)低壓電器。

3.1.2 綜保的缺點(diǎn)

由于綜保要采集系統(tǒng)電壓來(lái)判斷是否晃電，所以綜保的再啟動(dòng)試驗(yàn)時(shí)稍微復(fù)雜，其次精度較低，電壓精度≤5%[3]。

3.2 AIX-3B

電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)下，當(dāng)系統(tǒng)電壓低于跌落電壓設(shè)定值，接觸器釋放，電機(jī)跳停，AIX繼電器的輔助輸出節(jié)點(diǎn)（3，4）仍閉合，直到超過(guò)設(shè)定的時(shí)間后該輔助節(jié)點(diǎn)才釋放，避免因電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的改變引起DCS聯(lián)鎖動(dòng)作；當(dāng)系統(tǒng)電壓在設(shè)定的允許失電時(shí)間內(nèi)恢復(fù)至恢復(fù)電壓設(shè)定值，AIX繼電器將在延時(shí)啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定值后動(dòng)作，接觸器吸合，電機(jī)再啟動(dòng)。若電網(wǎng)電壓沒(méi)有在允許的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)正常，則AIX繼電器閉鎖程序，不再啟動(dòng)設(shè)備。電機(jī)正常情況下AIX繼電器的輔助輸出節(jié)點(diǎn)（3，4）和接觸器的NO輔助觸點(diǎn)同步，即電機(jī)正常停機(jī)的時(shí)候，AIX繼電器的輔助觸點(diǎn)（3，4）也是瞬時(shí)斷開(kāi)的，并不會(huì)延遲釋放[3]。

3.2.1 AIX的優(yōu)點(diǎn)

AIX繼電器是專(zhuān)門(mén)為解決電網(wǎng)“晃電”而研制的，保證設(shè)定參數(shù)掉電不丟失，并可查到電機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和再啟動(dòng)次數(shù)，具有可靠性高，體積小，安裝方便、接線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，可直接安裝在現(xiàn)場(chǎng)低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，且AIX繼電器無(wú)用戶(hù)維護(hù)部件，如電池等。繼電器本身故障時(shí)，不影響設(shè)備正常運(yùn)行。若電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)參與到DCS聯(lián)鎖，則可把AIX繼電器的輔助輸出節(jié)點(diǎn)和接觸器的NO并聯(lián)后引至DCS，發(fā)生晃電停機(jī)后，AIX繼電器的輔助輸出節(jié)點(diǎn)仍閉合，直到允許時(shí)間（此時(shí)間可設(shè)定），超過(guò)后釋放該節(jié)點(diǎn)，避免因電機(jī)發(fā)生晃電時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的改變而引起DCS的聯(lián)鎖動(dòng)作。

3.2.2 AIX的缺點(diǎn)

專(zhuān)為解決電網(wǎng)的“晃電”而研制的，功能較單一。

3.3 控制電源改UPS

在低壓配電柜內(nèi)構(gòu)建獨(dú)立的控制電源配電系統(tǒng)，由UPS給電機(jī)控制回路提供電源，在系統(tǒng)發(fā)生短時(shí)的晃電時(shí)，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，避免了由于晃電引起的電機(jī)停機(jī)甩負(fù)荷事故[2]。

3.3.1 UPS的優(yōu)點(diǎn)

可以解決有電機(jī)運(yùn)行信號(hào)參與工藝聯(lián)鎖，需要0S啟動(dòng)的電機(jī)防晃電問(wèn)題，且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，抽屜里的二次控制回路改造簡(jiǎn)單，由于UPS支持冗余技術(shù)，即可用多臺(tái)UPS給共同的負(fù)載供電，可以保證系統(tǒng)更高可靠性的要求，應(yīng)用范圍廣，不僅可以應(yīng)用在電機(jī)控制回路上，對(duì)于變頻器等設(shè)備的控制回路也可應(yīng)用。

3.3.2 UPS的缺點(diǎn)

UPS的價(jià)格貴、成本高、維護(hù)工作量大，只適應(yīng)于有工藝聯(lián)鎖的電機(jī)控制回路，當(dāng)UPS總輸出有故障時(shí)將影響全部改UPS電源的電機(jī)。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)外防晃電技術(shù)的深入研究，新技術(shù)、產(chǎn)品不斷更新，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，采用合理的技術(shù)，保證產(chǎn)品的應(yīng)用，就能有效的防止晃電給企業(yè)帶來(lái)的問(wèn)題。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔡治通，劉軍民，吳斌.防晃電技術(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用.中國(guó)氯堿.

[2]陳琳，嚴(yán)金云.石化企業(yè)晃電影響及抗晃電措施.電氣技術(shù).

[3]上海華建電力設(shè)備股份有限公司.

[4]深圳市亞特而控制技術(shù)有限公司.