企業(yè)晃電的電氣解決方案

趙麗梅

【摘 要】電網(wǎng)晃電影響供電系統(tǒng)的可靠性，導(dǎo)致裝置停車，長期困擾著企業(yè)。論文提出了解決負(fù)荷抗晃電停電的電氣方案。

【Abstract】The reliability of power supply system is affected by the power grid sloshing， which causes the device to stop， and has been troubling enterprises for a long time. This paper puts forward an electrical scheme to solve the load anti - shake power outage.

【關(guān)鍵詞】電壓暫降;動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié);電網(wǎng)晃電

【Keywords】 voltage sag; dynamic voltage regulation; power grid sloshing

【中圖分類號】TM712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）02-0156-02

1 晃電概念及特點(diǎn)

“晃電”是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網(wǎng)短時(shí)電壓波動(dòng)或短時(shí)斷電，而在很短的時(shí)間內(nèi)（一般是幾秒以內(nèi)）又恢復(fù)正常的現(xiàn)象。供電系統(tǒng)產(chǎn)生晃電的基本類型有：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1 min，電壓上升或下降至標(biāo)稱電壓的110%～180%。電壓暫降、驟降是電壓有效值降至標(biāo)稱值的10%至90%，且持續(xù)時(shí)間為10 ms至1 min（典型持續(xù)時(shí)間為10～600 ms）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[1]。 晃電具有突發(fā)性和不可預(yù)見性，晃電無法避免。

2 晃電影響統(tǒng)計(jì)

某廠在投運(yùn)的十年里進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，晃電事故的電壓降幅統(tǒng)計(jì)記錄數(shù)據(jù)匯總：電壓暫降共發(fā)生154次，平均每年發(fā)生15.4次，發(fā)現(xiàn)晃電時(shí)90%持續(xù)在0.5個(gè)周波之間，晃電時(shí)電壓暫降幅度在50%內(nèi)的情況占 98%，引起設(shè)備停機(jī)的占73%[2]?；坞娨痣妷后E降的主要原因?yàn)槔纂姷恼?3%。

3 針對晃電的綜合治理方案

將某廠受晃電影響的低壓設(shè)備按重要和敏感程度分為A、B兩組， A組為敏感負(fù)荷，數(shù)量約占10%，設(shè)備總?cè)萘啃?。B組設(shè)備為一般負(fù)荷，總?cè)萘看?，?shù)量約占90%。

技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兼顧，針對這兩組設(shè)備采用兩種方案，敏感而少量的A組設(shè)備采用動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器方案。B組設(shè)備在利用電氣及控制系統(tǒng) 采取晃電后分批自起動(dòng)方案 。

3.1 A組設(shè)備動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器方案描述

動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器方案如圖1所示。

串聯(lián)在現(xiàn)有配電變壓器低壓側(cè)和現(xiàn)有配電盤之間，用于集中保護(hù)多個(gè)敏感負(fù)載?；坞姲l(fā)生時(shí)，動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器同時(shí)完成了電壓暫降補(bǔ)償、電壓暫升校正、連續(xù)在線調(diào)壓、相角誤差修正、電壓不平衡修正、電壓波動(dòng)與閃變修正。電壓暫升保護(hù)功能校正了過電壓。持續(xù)在線調(diào)節(jié)電壓保證了供電可靠性。設(shè)備本身故障不會(huì)引起負(fù)載掉電， 0.25 ms內(nèi)開始補(bǔ)償，10 ms內(nèi)補(bǔ)償完畢。無電池、電容等儲能元件，免維護(hù)，電能損耗低。

電壓調(diào)節(jié)器在自身設(shè)備發(fā)生故障時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為旁路供電，內(nèi)部旁路模式下，逆變器不生成補(bǔ)償電壓， 市電通過注入變壓器次級繞組直接為負(fù)載供電。經(jīng)過電壓調(diào)節(jié)器補(bǔ)償后，供電系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了較好效果，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

3.2 B組設(shè)備利用現(xiàn)有裝置電氣及DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)晃電后分批自起動(dòng)

B組設(shè)備的低壓配電回路方案如表2所示。

下面針對表中方案分別闡述。

3.2.1 斷路器配電方案

斷路器欠電壓脫扣器結(jié)合安裝在斷路器外部的電子延時(shí)繼電器配合使用，預(yù)先設(shè)定調(diào)整時(shí)間來延遲欠電壓脫扣器的動(dòng)作;利用延遲性防止系統(tǒng)因短時(shí)的壓降或斷電而造成斷路器脫扣。欠電壓脫扣器：在脫扣器電壓達(dá)到額定電壓的 35%～70% 時(shí)，斷路器分閘;在脫扣器電壓達(dá)到85%～110% 時(shí)，斷路器合閘;延時(shí)繼電器整定時(shí)間為3s[3]。

3.2.2 斷路器+接觸器+電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)器配電方案

斷路器的功能同以上描述，盡量避免了晃電引起的電動(dòng)機(jī)停車。接觸器在線圈電壓達(dá)到額定電壓85%～110% 時(shí)吸合，在線圈電壓達(dá)到 40%～65% 時(shí)釋放。利用馬達(dá)綜合保護(hù)器自起動(dòng)功能，通過參數(shù)設(shè)置，使電動(dòng)機(jī)在晃電停車之后，系統(tǒng)電壓恢復(fù)時(shí)重新啟動(dòng)。

示意圖

3.2.3 斷路器+變頻器配電方案

斷路器的功能同以上描述，盡量避免了晃電引起的電動(dòng)機(jī)停車。利用變頻器的欠壓自復(fù)位自起動(dòng)功能，通過調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置使變頻器檢測到特定的故障后，延時(shí)重新起動(dòng)。

3.3 分批自起動(dòng)通過DCS自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)

該廠裝置中全部A組、大部分B組設(shè)備的控制進(jìn)入現(xiàn)有的DCS系統(tǒng)。該系統(tǒng)涉及晃電處理的變頻器、馬保（現(xiàn)場設(shè)備為風(fēng)機(jī)、水泵、調(diào)功器）統(tǒng)一采用系統(tǒng)自帶的模塊控制[4]。模塊為單DO輸出電機(jī)控制模塊。 DO輸出為ON時(shí)，輸出繼電器常開觸點(diǎn)始終保持閉合狀態(tài)，為OFF時(shí)，則保持?jǐn)嚅_狀態(tài)。在電機(jī)運(yùn)行過程中，DO始終保持ON狀態(tài)。

4 結(jié)語

解決方案運(yùn)行近2年，由于電網(wǎng)晃電導(dǎo)致裝置事故停車很少，尤其是A組敏感負(fù)荷更少。供電系統(tǒng)的可靠性提高，裝置穩(wěn)定運(yùn)行給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，收回用于解決晃電設(shè)備的部分投資，證明解決方案技術(shù)可行且經(jīng)濟(jì)合理。本文所涉及的裝置，在工業(yè)企業(yè)中具有一定的代表性，值得現(xiàn)有裝置改造時(shí)借鑒。

【參考文獻(xiàn)】

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【3】馮旭東.煉化企業(yè)中的防晃電裝置應(yīng)用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2016，11（8）：124.

【4】孫安民.煉化廠防晃電技術(shù)的分析及對策[J].中國科技信息，2015，15（18）：119.