“晃电”对石化企业生产的影响及应对措施

本文从分析外电网“晃电”对工业生产造成的影响着手，较全面的先容了几种常用的预防外电网“晃电”的措施，重点先容了以可编程控制器为硬件平台的时差、电压与电流控制法电念头群再起动技术，以及如何确定再起动的批次容量、时间距离等问题的探讨。“晃电”是指由于雷击、短路或其他原因造成电网短时电压颠簸或短时断电的现象。石化企业生产中，经常因“晃电”引起许多重要的低压电机停机，进而导致一连生产历程紊乱，给企业造成庞大经济损失。2008年7月23日17点38分，清江石化炼油厂35KV I段进线关石349线发生晃电，由于防晃电措施做的不到位，造成生产装置上许多低压电念头停机，影响了企业生产、造成较大经济损失。

因此，如何降低“晃电”给企业生产带来的影响，淘汰因“晃电”给企业带来的经济损失是我们现在迫切需要解决的问题。预防外电网晃电的措施常用的防晃电措施主要有以下几种1 接纳抗晃电带延时脱扣功效的接触器（FS系列接触器）图1是FS系列抗“晃电”交流接触器控制的电念头直接起动电气原理图，正常情况下，控制模块处于储能状态，接触器的起动与停止与通例接触器一样，但当“晃电”发生时，KM接触器线圈由于储能延迟释放，其辅助触头延迟发出断开的控制信号，由此来躲过“晃电”的时间；当电源电压恢复后，控制模块又转入储能状态。如果“晃电”的时间凌驾控制模块设定的延时时间，则KM释放，电念头跳闸。

当停止按钮发出正常分闸指令时，FS抗“晃电”交流接触器能正确区分出来，实时分闸。图1 FS抗“晃电”交流接触器控制原理图2 在每个电念头控制回路中安装一个再起动继电器该技术接线很简朴，可实现可控式再起动方法，但由于再起动继电器仅安装在各电念头控制回路，各控制回路间无任何联系，只能接纳时差控制式的再起动方法。以前常接纳时间继电器来实现延时，由于时间继电器恒久通电经常发生线圈崩烧现象，再起动可靠性较低。

3 接纳分批自启动柜来实现自启动按电念头再起动的历程中是否可以控制，再起动方法分为无控式与可控式两种。3.1 无控式再起动方法在供配电系统故障后电压恢复瞬时，按电念头的运行信息，立刻将所有到场再起动的电念头全部同时再起动既为无控式再起动方法。该方法电路简朴，使用电器元件很少，用度低，但存在如下缺点：受到供配电系统容量的限制不能完玉成部运行电念头均到场再起动。

可因电念头残余电压而发生电流及转矩打击。由于多台电念头同时起动会发生很大的非周期打击电流，可能造成变压器跳闸，同时也会造成电念头端电压显著下降，电念头最大转矩低于负载转矩，使再起动失败。3.2 可控式再起动方法供配电系统故障时，将电念头的运行信息做瞬时的记载，供配电系统电压恢复后，使用种种控制方法按电念头的运行信息，逐步将全部停运的电念头分期分批地再起动既为可控式再起动方法。

1）时差控制法时差控制式电念头群分批再起动方法是预先将全部到场再起动的电念头分为牢固的多个批次，每台电念头牢固在一个批次中，每批再起动电念头牢固一个再起动时间，各批次再起动时间有一个时差，而且再起动时间越长时差越大。时差控制法的优点是控制方法简朴，缺点是时差难以选择。时差选大了会使再起动历程拖延很长时间，最后一批电念头险些在完全停转的情况下满载起动，这使许多电念头因过流掩护跳闸；时差选小了会泛起相邻批次的再起动电流叠加，会造成母线电压下降。由于电念头的转矩是随着端电压的平方成正比而变化的，电念头的起动转矩也会大幅度的下降，再起动的时间也随之越发延长，以至多批次再起动电流叠加，直至变压器过流掩护行动，再起动失败。

在石油化工企业，许多机泵是一用一备的，每段母线运行的电念头台数也是凭据生产和设备的需要而变化的，电念头的运行状态是随即的，一般在装机容量的30%～80%之间，特殊情况可达10%～100%，但该控制方法只能按100%再起动装机容量来摆设批次和时差，如某批次内没有运行电念头，该控制方法只能空等一个时差。2）电压与电流控制法该方法也是预先将全部到场再起动的电念头分为牢固的许多批次，每台电念头也牢固在一个批次中。正常运行时监测电念头群的母线电压，而在故障后电压恢复时是用再起动电念头群的母线电压与母线总电流配合控制各批电念头完成再起动任务的。在再起动历程中始终检测母线电压和母线总电流，如母线电压和母线总电流满足了再起动要求就立刻起动下一批电念头，直至再起动完成。

电压与电流控制法的优点有：①再起动速度快，再起动时间是与负载成正比，与恢复电压平方成反比，即负载越大再起动时间越长，恢复电压越高再起动时间越短。而此法是在保证母线电压的情况下完成再起动的，因此再起动是在高起动电压条件下执行的，从而使再起动时间淘汰。②可控再起动电流，事先对各个批次的再起动电流举行估算，获得单个批次的最大再起动电流，用母线最大允许事情电流减去单个批次最大再起动电流获得的差值作为母线的允许再起动电流，即可保证母线电流始终在最大允许事情电流之下，降低了因过流掩护行动造成变压器跳闸的风险。

可是由于批次间没有时差，该法控制的再起动历程使母线电流始终保持在最大允许事情电流四周，就一段母线、一台厂用变来说没有什么问题，但就整个工厂来说，会泛起许多台厂用变同时过负荷的情况泛起，这些过负荷电流的叠加，可能会造成电源开关因大电流打击掩护行动而跳闸。3）时差、电压与电流控制法将时差控制法与电流、电压控制法联合起来，预先将需要到场自起动的电念头分为牢固的几个批次，其中第一批为躲过电念头残余电压的影响，需设置一定的延迟，其后各个批次间设置牢固的时差，但时差距离相对较短。

在再起动历程中始终检测母线电压和母线总电流，即若要再起动某个批次的电机，首先要等到该批次的时差耗尽，然后检测母线电压和母线总电流是否满足再起动要求，若满足就立刻起动该批次电念头，否则延时等候。此法具备了再起动速度快，可控再起动电流的优点，同时又制止了多台厂用变同时过负荷的情况泛起，由于时差距离相对较短，在一定水平上弥补了空等时差造成的影响，通过损失一些再起动效率，换来整个系统的稳定。图2是时差控制法、电压与电流控制法相联合的法式流程图。

图2 时差、电压与电流控制法法式流程图基于时差、电流与电压控制法参数简直定确定接纳时差、电流与电压控制法，进而要确定相关的参数。1 允许再起动电流、电压简直定该系统以电流和电压作为判据，即当母线电压或母线电流不满足再起动要求时延时等候，当母线电压大于U再起动允许电压且母线电流小于I再起动允许电流时，发出再起动信号，可是该系统并不能确定将要起动的这批电念头会发生多大的再起动电流，为了保证母线的电流和电压不凌驾允许的规模，需满足下式：U再起动允许电压-U第N批再起动压降>U母线允许最低事情电压、I再起动允许电流+I第N批再起动电流<I母线允许最大事情电流由上式可以看出，先要确定单个批次的最大再起动压降以及再起动电流，以此盘算出母线的再起动允许电压及再起动允许电流。例如：假设母线允许最大事情电流为6000A，单个批次的最大再起动电流为4000A即可盘算出再起动允许电流为2000A而母线允许最低事情电压要以满足电念头起动为尺度，参照《工业与民用配电设计手册》，一般不应低于额定电压的80%。

即U母线允许最低事情电压 =400×80% = 320(V)2 批次距离时间简直定由于电念头的起动电流与时间的变化关系牵涉到负载类型，惯性时间常数等参数，定量盘算庞大，这里使用ETAP软件举行仿真，仿真图形如下：图3 电压跌落到额定值的30%，连续时间0.1秒电机再起动电流波形图4 电压跌落到额定值的30%，连续时间0.5秒电机再起动电流波形图5 电压跌落到额定值的30%，连续时间1秒电机再起动电流波形从图中可以看出，电压跌落时间越长，再起动时间越长。这说明如果失压时间较长的情况下执行自起动，各个批次电念头的再起动时间会延长，可能凌驾批次的距离时间，从而引起再起动电流叠加，导致变压器过流掩护行动跳闸；另一方面，可能会使最后批次的电念头在完全停转的情况下满载起动，损坏电念头。因此，为了保证再起动历程的宁静，需设置失压的允许时间，当失压时间大于允许时间时，闭锁自起动。

经试验分析，失压允许时间设置为2～3秒较合理。从图中还可以看出，当失压时间很是短时，电念头的再起动电流很小，因此可思量一次性起动全部因晃电停机的电念头。

生产装置中每台电念头的起动时间由于自身参数及负载类型的差别，起动时间也不尽相同，取5.5秒作为均值。通例起动时间为5.5秒的电念头：当失压时间为1秒时，电压恢复时的再起动时间约莫为1.5秒左右；当失压时间为2秒时，电压恢复时的再起动时间约莫为2.3秒左右。

当失压时间为3秒时，电压恢复时的再起动时间约莫为3.2秒左右。按最倒霉的情况思量，即失压时间为3秒，为了制止再起动电流的叠加，就单纯的时差控制法的自起动设备来说，时间距离设置应设置为3.2秒。

由于ETAP仿真是按100%装机再起动容量来统计各个批次的再起动电流的。例如母线允许最大事情电流为6000A，第一批电念头的再起动电流为4000A，第二批电念头的再起动电流为5000A，为了制止两个批次的再起动电流叠加，距离时间需设定大于3.2秒，但实际第一批次的电念头可能只有60%正在运行，即再起动电流为2400A，第二批有70%正在运行，即再起动电流为3500A，两个批次同时再起动都不会凌驾母线允许的最大事情电流，因此可以把时差距离缩短，调整到ETAP仿真值的二分之一，即1.6秒，纵然两个批次允许的再起动电机的容量大于50%，第二批电念头时限到达时，由于母线电流电压不能满足要求，自起动系统仍会延时等候，不会导致再起动电流叠加的情况泛起，保证系统宁静可靠运行。竣事语接纳了上述先容的几种抗外电网晃电的措施，在一定水平上淘汰了外电网对生产装置的影响，但并不能保重在外电网晃电后对生产装置一点影响都没有，因为自启动安装的容量与许多因素有关；电网的系统容量；变压器、进线开关的容量；继电掩护的定值配合；外电网掩护定值的配合。

如果自启动容量及批次选择不妥，都有可能导致整个电网瘫痪。因此我们在设置自启动容量时，必须根据生产工艺的要求，来确定自启动的容量及批次。同时可通过一些检测手段如每次发生晃电后的故障录波，对发生晃电时母线的电压跌落幅度、晃电连续时间、母线的最大运行电流举行分析，来完善自启动容量及批次的设定。（摘编自《电气技术》，原文标题为““晃电”对石化企业生产的影响及其应对措施”，作者为符昭球。

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