提高長輸管道供電可靠性的幾點措施

徐　烺（中國石化銷售有限公司華南分公司搶維修中心,廣州 511455）

提高長輸管道供電可靠性的幾點措施

徐烺
（中國石化銷售有限公司華南分公司搶維修中心,廣州 511455）

本文針對長輸管道連續生產的特殊性以及發生晃電時所造成的影響，結合了華南管網在長期運行中的總結的經驗和技術改造，提出了幾點提高電力系統供電可靠性的措施以供參考。

管道；停晃電；可靠性；措施

華南管網是成品油長輸管道，肩負華南廣東、廣西、貴州、云南四省的成品油儲運任務，有著連續生產的特殊性，一旦發生晃電造成機泵停車，將導致輸量減少或中斷輸油，更有可能造成管道水擊動作，甚至造成安全事故。因此，長輸管道對供電可靠性要求更高，在生產過程中不允許出現機泵因供電問題而停車。

1　晃電產生的現象、原因及危害

“晃電”是指因雷擊、短路或其他原因造成的電網短時電壓波動或短時斷電的現象。供電系統產生晃電的基本類型有：電壓驟升，電壓暫降/驟降，短時斷電，電壓閃變。電壓暫降/驟降及短時斷電占“晃電”現象90%以上。電壓暫降、驟降是電壓有效值降至標稱值的10% 至90%，持續時間為10ms至1min，典型持續時間為10ms～600ms；短時斷電是指持續時間在0.5個周波至3s的供電中斷。

華南管網的核心動力為主輸泵和給油泵，其電動機分別采用真空斷路器、交流接觸器控制。晃電時，電壓下降或中斷，低電壓保護動作真空斷路器分閘，交流接觸器線圈對鐵心的吸力小于釋放彈簧的彈力造成接觸器釋放，導致機泵停車。一般情況下，電動機真空斷路器低電壓保護動作時間為0.5s，而交流接觸器當電壓低于線圈額定電壓的50%，時間超過一個周波時接觸器釋放，當電壓低于80%甚至更高，持續五個周期時接觸器也釋放，從而造成機泵停車。

2　提高供電可靠性措施

根據晃電持續時間短、電壓波動范圍大等特點，華南管網結合現有的防晃電技術，不斷應用于實踐，通過無擾動電源快切裝置取代傳統備自投裝置、變頻器轉速捕捉再啟動、低壓備自投改造和低壓電動機防晃電改造相互配合，提高供電可靠性。

2.16/10kV無擾動電源快切裝置應用

華南管網35kV及10（6）kV變電站均采用雙回路供電。正常時，運行方式為單母分段母聯備自投，自投時間一般設置為1.5～2s。“晃電”時，自投裝置先跳開QF1（QF2），后合QF3，每臺斷路器固分/合時間約為45ms，備自投動作時間總計約2～3s，遠大于電動機低電壓保護動作時間0.5s，電動機柜斷路器跳閘。

2011年華南管網采用MFC5103A型無擾動電源切換裝置取代原有的備自投裝置，實現方式包括快速切換、同期捕捉切換、殘壓切換、長延時切換，快切動作時間為70ms，斷路器的動作時間45ms，電源切換時間總計為115ms，小于0.5s的低電壓保護動作時間。電源切換時，電動機先惰行，后重新從電網獲取能量，恢復正常運行。近4年統計，切換電源成功率超過97%。

2.26/10kV變頻泵轉速捕捉再啟動

變頻器失壓后，頻率f持續下降，由于慣性，持續電動機轉動約9s，轉速r＞0，電動機產生反向電動勢ε＞0，能量消耗在制動電阻上。當f≥0，r＞0時斷電再啟動，電動機饋送給變頻器的反向電動勢ε與變頻器輸出電壓U產生疊加，對電路產生一定的沖擊，嚴重時可能擊穿單元體。因此，斷電再啟動功能僅適用于電動機轉速很低，產生的反向電動勢最小時。轉速捕捉再啟動通過矢量控制器通過捕捉電流、時間和轉速原理如圖1，實現3s內轉速捕捉再啟動，與快切裝置相互配合，基本上消除了變頻泵因晃電甩泵的風險。

2.3可編程控制器在低壓進線自投上的應用

變電所低壓系統大都采用單母分段，母聯備自投方式。傳統備自投有一定的局限性：一是自投時間長，約2～3s，造成大量交流接觸器脫扣；二是自投方式單一，當系統恢復正常時，進線斷路器并不能自動復位，必須人工復位。

可編程控制器可采集低壓進線電壓、進線和母聯斷路器狀態，通過邏輯判斷來實現低壓備自投。QF1為I段進線斷路器，QF2為II段進線斷路器，QF3為母聯斷路器。

（1）備自投邏輯：正常情況下QF1和QF2合閘，QF3分閘；當I段進線失電，QF1分閘，QF3合閘；當II段進線失電，QF2分閘，QF3合閘。

（2）采用可編程控制器邏輯：a）母聯自投條件：備自投自動位置——I（II）段有壓——QF1合閘，QF2合閘，QF3分閘——無保護等閉鎖條件投入；b）母聯自投邏輯：I（II）段進線失壓——II(I)段母線有壓——無保護等閉鎖條件輸入；c）進線自投邏輯：備自投自動位置——I（II）段進線有壓——QF1(QF2)分閘，QF2(QF1)合閘，QF3合閘——無保護等閉鎖條件投入。

當滿足條件a、b時，先分QF1（QF2），延時0.4s后合QF3，共耗時約1.2s；當滿足條件c時，先分QF3，延時0.4s后合QF1（QF2），共耗時約1.2s，與快切裝置配合能夠在不大于1.4s的時間內恢復低壓雙回路供電。

2.4 380V低壓給油泵防晃電改造

給油泵電動機一般采用LC1系列交流接觸器，晃電時交流接觸器在0.02S～0.1s內脫扣，給油泵停車，導致主輸泵出現抽真空甩泵。針對這一問題，華南管網采用了FS系列防晃電交流接觸器取代原有產品。

防晃電接觸器采用雙線圈結構，正常狀態下，控制模塊內部電容器處于儲能狀態，晃電時電壓降到接觸器187V的維持電壓以下，控制模塊以儲能釋放的形式保持接觸器繼續吸合。當電源電壓恢復后，控制模塊又轉入儲能狀態。

防晃電交流接觸器利用了電容器作為儲能原件的非線性放電原理，對線圈進行充電，達到不脫扣的目的。我們結合低壓自投時間，將控制模塊的時限設置成1.5s，從而使給油泵不停車持續運行。

3　結語

華南管網的提高供電可靠性的重點在于快切裝置、低電壓保護、變頻器斷電捕捉再啟動、低壓備自投、防晃電交流接觸器等多個環節相互配合，以達到提高供電可靠性的目的。我們認為，在一定條件下進行技術改造，晃電造成的危害是可以避免的。

[1]FS系列抗晃電交流接觸器及TPM-MD延時節能模塊說明書[S].

[2]MFC5103A工業企業電源快速切換裝置說明書[S].