應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孟曙光

（山東濱化集團(tuán)東瑞化工有限責(zé)任公司，山東濱州256619）

應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孟曙光

（山東濱化集團(tuán)東瑞化工有限責(zé)任公司，山東濱州256619）

介紹了工廠應(yīng)急電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提出了應(yīng)急負(fù)荷分批啟動(dòng)的概念及控制方式，對提高應(yīng)急電源的可靠性提出了建議。

應(yīng)急電源；柴油發(fā)電機(jī)；應(yīng)急變壓器；自動(dòng)啟動(dòng)

化工企業(yè)因突發(fā)事故停電，可導(dǎo)致設(shè)備損壞，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)、爆炸危及人身安全。氯堿企業(yè)事故停電可導(dǎo)致電解槽中的離子膜損壞，引起氯氣外溢，PVC聚合釜突然停電可導(dǎo)致設(shè)備爆炸。因此，在保證化工企業(yè)供電可靠性的同時(shí)，必須引入應(yīng)急電源系統(tǒng)。應(yīng)急電源可在事故停電狀態(tài)下迅速啟動(dòng)，給各環(huán)保裝置、應(yīng)急設(shè)備供電，減小事故停電造成的影響。

1應(yīng)急電源系統(tǒng)圖

山東濱化集團(tuán)東瑞化工有限責(zé)任公司應(yīng)急電源由2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)、1臺(tái)應(yīng)急變壓器及相應(yīng)配套開關(guān)設(shè)備組成。界區(qū)內(nèi)應(yīng)急負(fù)荷主要包括極化整流器、事故照明、引風(fēng)機(jī)、純水泵、堿液循環(huán)泵、消防水泵等，總負(fù)荷為1 700 kW，負(fù)荷較大且比較分散，各裝置均設(shè)計(jì)應(yīng)急電源負(fù)荷。應(yīng)急電源的系統(tǒng)圖見圖1。

2 設(shè)計(jì)說明

受電網(wǎng)限制，10 kV應(yīng)急電源只能取自該公司上一級(jí)110 kV同一所變電站（東郊變電站），在該站全部停電時(shí)，不能保證公司一級(jí)負(fù)荷的正常啟動(dòng)，故該10 kV應(yīng)急電源為非可靠電源。在該公司的應(yīng)急電源系統(tǒng)中額外配置2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)（P1000E、P1375E）與10 kV應(yīng)急電源共同組成應(yīng)急電源系統(tǒng)，當(dāng)35 kV線路故障且柴油發(fā)電機(jī)不能啟動(dòng)時(shí)，可啟動(dòng)應(yīng)急變壓器供電，降低事故率。

2.1 供電方式

P1375E供離子膜裝置，負(fù)荷約為1 000 kW，P1000E供其余裝置,負(fù)荷為700 kW，為將來新增應(yīng)急負(fù)荷留有余量。10 kV應(yīng)急變壓器兼作2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)備用及供給消防水泵負(fù)荷。

2.2 應(yīng)急電源的啟動(dòng)方式

離子膜裝置配電室停電，自動(dòng)啟動(dòng)P1375E柴油發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)在8 s內(nèi)供電至離子膜裝置；其余各裝置配電室停電，發(fā)啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)P1000E柴油發(fā)電機(jī)，8 s內(nèi)供其余各裝置配電室。當(dāng)各配電室市電恢復(fù)正常，自動(dòng)切至市電供電時(shí)，延時(shí)5min停運(yùn)柴油發(fā)電機(jī)。若任何一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)不能啟動(dòng)，在1 min（自失電開始計(jì)時(shí)）之后應(yīng)急變壓器自動(dòng)送電，帶故障柴油發(fā)電機(jī)負(fù)荷、應(yīng)急變壓器為“自動(dòng)”合閘，“手動(dòng)”停運(yùn)的控制方式。

2.3 P1375E應(yīng)急負(fù)荷的啟動(dòng)控制

應(yīng)急負(fù)荷功率較大，不可能同時(shí)啟動(dòng)，又必須在較短的時(shí)間內(nèi)供電，故對應(yīng)急負(fù)荷進(jìn)行了以下考慮。（1）應(yīng)急負(fù)荷的自動(dòng)啟動(dòng)。借助離子膜裝置可靠的DCS系統(tǒng)，取離子膜配電室雙電源切換盤主、備開關(guān)的狀態(tài)及停電前電機(jī)的狀態(tài)自動(dòng)啟動(dòng)機(jī)泵；（2）應(yīng)急負(fù)荷的分批啟動(dòng)。在滿足工藝要求的情況下分4批自動(dòng)啟動(dòng)，每批啟動(dòng)負(fù)荷不超過300 kW，每批間隔時(shí)間為15 s。在停電之前及應(yīng)急電源供給后，啟動(dòng)同一臺(tái)機(jī)泵，保證了設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性（無須對現(xiàn)場閥門等進(jìn)行控制）。（3）手動(dòng)啟動(dòng)。對時(shí)間要求不重要的機(jī)泵采取手動(dòng)啟動(dòng)的控制方式。

2.4 P1000E應(yīng)急負(fù)荷的啟動(dòng)控制

該柴油發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷比較分散，根據(jù)工藝要求，設(shè)置了2種啟動(dòng)方式。（1）自動(dòng)啟動(dòng)。現(xiàn)場采用帶有自動(dòng)功能的轉(zhuǎn)換控制開關(guān)，運(yùn)行時(shí)將開關(guān)打至“自動(dòng)”狀態(tài)，將啟動(dòng)回路一直處于“閉合”狀態(tài)，保證了應(yīng)急電源供給后啟動(dòng)同一臺(tái)機(jī)泵。（2）手動(dòng)啟動(dòng)。控制方式為手動(dòng)，由操作工現(xiàn)場開啟。采取以上方式保證了柴油發(fā)電機(jī)初次帶負(fù)荷的能力，避免了由于啟動(dòng)負(fù)荷過大而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)過流故障。

2.5 其他控制

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，消防水泵必須設(shè)計(jì)為一級(jí)負(fù)荷，消防水泵功率較大（315 kW），在設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到該泵為備用狀態(tài)，只有在裝置發(fā)生火災(zāi)等嚴(yán)重情況下使用，且為手動(dòng)啟動(dòng)，將應(yīng)急變壓器作為第一電源，將柴油發(fā)電機(jī)作為第二應(yīng)急電源。當(dāng)應(yīng)急變壓器失電而需啟動(dòng)時(shí)，由人工操作切換至柴油發(fā)電機(jī)P1000E，并控制柴油發(fā)電機(jī)所帶應(yīng)急負(fù)荷，確保消防水泵可靠運(yùn)行。

2.6 設(shè)備選型及功能設(shè)置

（1）化工行業(yè)要求應(yīng)急電源必須在很短的時(shí)間內(nèi)供電，選擇柴油發(fā)電機(jī)時(shí)，必須考慮具有自動(dòng)啟動(dòng)功能及帶負(fù)荷能力；

（2）在進(jìn)行負(fù)荷分批啟動(dòng)設(shè)置時(shí)，應(yīng)根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)的特性曲線來選擇每批帶負(fù)荷功率的大小。

（3）應(yīng)急變壓器的設(shè)置包括自動(dòng)啟動(dòng)、過流、速斷、失壓保護(hù)等。

（4）柴油發(fā)電機(jī)與應(yīng)急變壓器雙電源開關(guān)的切換設(shè)置為：在應(yīng)急變壓器初送電時(shí)，由于勵(lì)磁涌流較大，不宜立即帶負(fù)荷；當(dāng)檢測到應(yīng)急變壓器供電時(shí)，延時(shí)5 s后開關(guān)閉合對外供電，同時(shí)將切換功能設(shè)置為不可逆，即當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)又啟動(dòng)后不切至主電源供電，防止電源切換時(shí)設(shè)備重啟造成沖擊（可導(dǎo)致柴油發(fā)電機(jī)停運(yùn)）。

（5）在自動(dòng)啟動(dòng)的設(shè)備中，熱保護(hù)必須選擇“手動(dòng)”復(fù)位，所有的雙電源開關(guān)帶機(jī)械互鎖裝置。

（6）直流電源的可靠性必須引起重視。柴油發(fā)電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)控制與應(yīng)急變壓器的控制均采用DC 220 V控制，可選擇雙直流電源供電，當(dāng)一路直流電源故障時(shí)切換至另一路供電，2臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)各采用一路直流電控制。在直流系統(tǒng)中增加各項(xiàng)參數(shù)檢測功能，如每節(jié)電池電壓、絕緣檢測、進(jìn)線失壓等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)直流盤故障，保證直流盤處于良好狀態(tài)。

（7）雖然應(yīng)急電源系統(tǒng)的容量較小，但本身具有自動(dòng)調(diào)壓功能，在電纜選型時(shí)考慮壓降時(shí)，按大系統(tǒng)容量選擇，無需考慮發(fā)電機(jī)本身的壓降。

3 其他事項(xiàng)

3.1 維護(hù)及試運(yùn)

柴油發(fā)電機(jī)（可帶一部分負(fù)荷）應(yīng)定期試運(yùn)（15天試運(yùn)一次），保證實(shí)時(shí)處于備用狀態(tài)，各自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)在每年的大修期間全面試運(yùn)一次（包括應(yīng)急負(fù)荷），試運(yùn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)的使用說明對柴油發(fā)電機(jī)及各配電系統(tǒng)的各部位詳細(xì)檢測。

3.2 日常培訓(xùn)

應(yīng)急電源系統(tǒng)為緊急備用設(shè)備，不經(jīng)常操作，在注重可靠性的同時(shí),必然會(huì)增加其復(fù)雜性。應(yīng)急電源發(fā)生故障，員工在進(jìn)行緊急處理時(shí)可能會(huì)無從下手或手忙腳亂，因此，必須重視對應(yīng)急電源系統(tǒng)操作的培訓(xùn)。

Design and application of emergency power

MENGShu-guang
(DongruiChemicalCo.,Ltd.,of Shandong BinhuaGroup,Binzhou 256619,China)

Design of emergency power system was introduced.The concept and controlmode of emergency power partstart,and suggestionsof reliability ofemergency powerwere put forward.

emergency power;dieselgenerator;emergency transformer;automatic start

book=36,ebook=78

TM611.2

B

1009－1785(2010)07－0036-02

2009-09-03