基于電網(wǎng)的晃電問題解決方案探討

孫威　任孝岐

摘 要：文章結(jié)合相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)延安永坪煉油廠長(zhǎng)期以來存在的晃電問題進(jìn)行了研究，分析了永坪煉油廠的主供電源永坪110kv變電站的電網(wǎng)情況，從電網(wǎng)改造的角度提出了永坪煉油廠的晃電問題解決方案，并對(duì)該方案進(jìn)行了仿真計(jì)算；為以后化工企業(yè)供電方案的確定提供了參考。

關(guān)鍵詞：晃電；電壓降；短路；阻抗；電氣距離

引言

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。化工企業(yè)生產(chǎn)一般都為連續(xù)性生產(chǎn).因此它對(duì)供電的可靠性要求較高，而供配電系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)發(fā)生晃電故障。嚴(yán)重的晃電故障會(huì)導(dǎo)致交流接觸器、電磁式脫扣器等電磁電器的動(dòng)作跳車，進(jìn)而造成化工企業(yè)部分或整個(gè)工廠的停車.將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

文章就是針對(duì)延安永坪煉油廠因經(jīng)常發(fā)生晃電故障，造成廠內(nèi)部分電機(jī)跳閘，從而造成全廠的連續(xù)生產(chǎn)中斷的問題，分析該問題產(chǎn)生的主要原因，提出相應(yīng)的方案和措施。

1 永坪煉油廠供電現(xiàn)狀及存在問題

1.1 供電現(xiàn)狀

永坪煉油廠隸屬于延長(zhǎng)石油集團(tuán)公司，主要生產(chǎn)多種規(guī)格石油產(chǎn)品，對(duì)供電可靠性有較高的要求。目前由永坪110kv變電站以1回35kv線路和4回10kv線路供電。

永坪110kv變電站位于延安電網(wǎng)北部，主供永坪煉油廠生產(chǎn)及生活用電，目前裝設(shè)2臺(tái)50MVA主變；110kv電氣主接線采用單母線分段接線，出線3回，2回至朱家變，1回T接于家子線路；正常方式下由家永雙回線路主供，永子T線路備用；35kv目前為單母線分段接線，出線4回，其中永油線路為永煉生活負(fù)荷供電；10kv目前為單母線分段接線，全部出線均為永煉生產(chǎn)負(fù)荷供電。1.2 供電存在問題

根據(jù)永坪煉油廠的事故記錄和運(yùn)行人員反映的情況，永坪煉油廠經(jīng)常發(fā)生瞬間失電現(xiàn)象，造成部分電動(dòng)機(jī)跳閘，影響工廠的正常生產(chǎn)；經(jīng)事故統(tǒng)計(jì)，在5年間，共發(fā)生停電事故24起，其原因大部分是35kv永鐵線故障所致，共計(jì)16起，占總故障次數(shù)的67%，其余故障也會(huì)造成永坪煉油廠瞬間失電，但概率相對(duì)較小。

通過上述計(jì)算可以看出，在永鐵線路發(fā)生短路故障后，會(huì)造成永坪變10kv母線發(fā)生電壓驟降的晃電現(xiàn)象，而永坪10kv母線直接為永煉的生產(chǎn)負(fù)荷供電，這樣就造成部分電機(jī)跳閘，影響了正常生產(chǎn)。可見，消除或減弱永鐵35kv線路故障對(duì)永坪變10kv母線的影響，是提供永煉供電質(zhì)量的關(guān)鍵。

2 解決方案研究

目前，對(duì)于電動(dòng)機(jī)的抗晃電措施，一般采用專門的防晃電交流接觸器，來降低發(fā)生晃電時(shí)的電機(jī)跳閘機(jī)率；但是這種措施具有一定的局限性，對(duì)于永坪煉油廠來說，可以通過電網(wǎng)方面的措施來降低晃電的發(fā)生機(jī)率，從而提高供電質(zhì)量。

從表1中的數(shù)據(jù)分析可知，故障點(diǎn)距離永坪變?cè)浇瑒t對(duì)永坪變10kv母線電壓的影響越大，在600m左右處發(fā)生短路時(shí)，10kv母線電壓會(huì)降至10%左右；但是隨著故障點(diǎn)距離變電站越來越遠(yuǎn)，則電壓降越來越小，這是因?yàn)殡S著故障點(diǎn)和10kv母線之間電氣距離即阻抗的不斷增加，短路故障造成10kv母線的電壓驟降幅度逐漸減小，當(dāng)故障點(diǎn)距離變電站超過9km時(shí)，10kv母線電壓能夠保持在70%以上。

根據(jù)上述分析，可以通過增加永鐵線路和永坪變10kv母線之間阻抗的方法，將該線路和永坪煉油廠生產(chǎn)負(fù)荷進(jìn)行一定程度的隔離，減弱35kv側(cè)相關(guān)線路故障對(duì)于永坪煉油廠生產(chǎn)用電的影響。

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，交流接觸器操作機(jī)構(gòu)應(yīng)在85%額定電壓下可靠吸合，一般工廠為了保證接觸器在低電壓下可靠工作，把電磁機(jī)構(gòu)的最低吸合電壓設(shè)計(jì)在70%～75%額定電壓。考慮一定的裕度，最后使永坪變10kv母線電壓在故障時(shí)不低于80%，根據(jù)表1的計(jì)算結(jié)果，增加的阻抗值應(yīng)與永鐵線50%長(zhǎng)度的線路阻抗值相當(dāng)，約為0.4p.u.。

增加阻抗最常用的方法是在主變低壓側(cè)或線路側(cè)串聯(lián)電抗器，但是串聯(lián)電抗器一般主要用于限制短路電流，如果串聯(lián)在線路上，雖然可以改善永坪變10kv母線即永煉生產(chǎn)用電的晃電問題，但是這樣會(huì)造成線路所帶負(fù)荷端母線的短路容量下降，使得線路所帶負(fù)荷端母線的電壓降增大，電壓波動(dòng)變大。

根據(jù)上述情況和分析，在考慮到永坪110kv變電站的擴(kuò)建條件，提出在站內(nèi)增加一臺(tái)主變壓器，帶全站的35kv負(fù)荷，而現(xiàn)有的2臺(tái)主變專為永坪煉油廠生產(chǎn)負(fù)荷供電，這樣就可以實(shí)現(xiàn)重要負(fù)荷與其它負(fù)荷的隔離。4 結(jié)束語

文章通過對(duì)永坪煉油廠晃電事故頻發(fā)的問題進(jìn)行了分析和研究，提出了通過增加主變的方案，將經(jīng)常發(fā)生故障的35kv線路與為永煉重要生產(chǎn)負(fù)荷供電的永坪變10kv母線進(jìn)行了隔離，這樣在發(fā)生因35kv線路引發(fā)的晃電事故時(shí)，永坪變10kv母線電壓均能夠保持在80%以上，這樣就能夠避免引起電機(jī)跳閘，造成生產(chǎn)的停車。

根據(jù)事故的統(tǒng)計(jì)情況，上述方案能夠使得永坪煉油廠停電事故發(fā)生概率降低約2/3。

通過文章研究結(jié)論，建議對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性要求較高，大部分負(fù)荷為重要負(fù)荷電力用戶，應(yīng)盡量自建專用變電站，避免從公用變電站供電，這樣可以有效地提供供電質(zhì)量，降低晃電引起停電的概率。

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