晃電對煤化工裝置的危害及應對策略

李長偉

摘 要：煤化工生產屬于“流水線”作業，其在正常生產時的連續性，穩定性都至關重要。任何一個與生產主流程相關的設備波動或停運都將直接或間接地影響正常生產，嚴重時甚至會造成整個生產線停產。供配電網的電壓、頻率瞬時波動（俗稱晃電）對煤化工的生產會造成致命的打擊，晃電的處理方法對煤化工裝置顯的十分重要。本文主要分析晃電的起因，從技術和管理兩個方面分析，從而降低晃電帶來的危害。

關鍵詞：晃電；煤化工；策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.163

1 引言

電網晃電是一種不可避免的現象，晃電發生時，如何處理才能夠不對生產系統造成影響，是煤化工企業必須面臨和解決的重要問題。

2 晃電產生的原因和危害

煤化工企業在正常生產中不可避免的要面對晃電對正常生產帶來的威脅。對晃電產生的原因以及晃電會造成的影響進行分析，相對于煤化工企業來說可謂是意義重大。

2.1 產生晃電的原因

晃電是企業內外供配電網因遭受雷擊、短路、接地、系統震蕩，以及其它原因造成電網電壓下降、頻率降低、三相不對稱等短時大幅度波動，甚至失壓數秒的現象。外在的表現是可以在視覺感受上明顯能夠看到照明會明顯暗一下。

2.2 晃電對煤化工生產危害巨大

晃電不會引起供配電網斷路器跳閘造成失壓，卻對煤化工生產危害巨大，究其原因是煤化工裝置設備動力絕大部分是電動機和汽輪機拖動。低壓電動機、高壓電動機輔機、汽輪機輔機均有接觸器、軟啟動器、變頻器等控制啟動。在晃電時交流接觸器因電壓降低釋放而停機。軟啟動器、變頻器會因電壓降低、頻率變化、電壓不對稱性保護動作停機。部分設備由于電壓變化造成繼電保護動作停機。晃電往往引起個別設備停運，化工生產流程錯亂，輕則造成生產中斷。重則大型設備因潤滑油中斷對汽輪機、發電機、空壓機等造成的設備損壞事故導致重大的經濟損失；甚至因生產物料及保護物料中斷整個生產線癱瘓，引發爆炸、火災等重特大事故，對操作人員的人生安全造成威脅。

3 晃電的應對策略

3.1 技術方面的應對策略

晃電發生時不會引起供配電網斷路器跳閘造成失壓，且是暫態過程，這樣只要保證在晃電發生時，接觸器不返回，或返回后立即自吸合就可以有效避免晃電造成的危害。

（1）晃電對380V低壓配電網進線斷路器的影響應對措施。380V低壓配電網進線斷路器欠壓脫扣器，整定值過大，晃電時引起斷路器脫扣母線失壓，造成該母線上所有設備停電，可以通過適當的降低系統低電壓保護的閥值，或斷路器為變壓器低壓側出線的可拆除欠壓脫扣器，采用上一級保護聯跳。采用這種改變保護電壓的方法可以減小晃電的影響。

（2）晃電對繼電保護的影響及措施。晃電發生時正常情況下電動機的繼電保護裝置不應該有保護動作。然而實際生產中由于電動機拖動設備的機械性能不同，電動機運行工況的差異，繼電保護的整定等因素往往會使得繼電保護裝置發生保護動作。可以根據使用工況計算整定合適的保護定值，保證發生故障時不誤動、不拒動、不越級，繼電保護裝置可以在晃電發生時不產生誤動作。

（3）晃電對變頻器的影響的應對措施。變頻器內部主要可以分為整流器和逆變器兩個部分。通常變頻器都可以在過壓失壓或瞬間斷電的情況下執行保護動作。如果變頻器內部的逆變器采用的原件是GTR時，發生失壓或者斷電情況時，一般失壓是指當前電壓已經下降到額定電壓的70%，變頻器的控制器會停止向輸出電路的驅動器發送脈沖信號，變頻器的驅動器停止工作，從而GTR也就停止輸出，電機失去動力，靠系統阻力制動。

如果內部的逆變器件是IGBT時，在出現以上狀況時，逆變器還會繼續運行一小斷時間，一般這個時間是15毫秒或者主電路從原來電壓下將到原有的85%所消耗的時間。如果失壓或者斷電小于這個時間，采用IGBT器件的變頻器還能夠正常工作，如果大于這個時間，變頻器保護系統就會啟動，使電機停止運行。晃電有強有弱，較強時都能夠讓逆變器保護系統啟動。針對變頻器控制的電機多采用UPS供電，中壓變頻器我們采用切旁路來規避晃電對生產系統危害。

（4）晃電對計算機控制系統的影響及應對措施。晃電對計算機控制系統也有很大的影響，計算在正常運行時需要很多相關的單元配合工作，對供電的要求非常高。在晃電發生時，計算機的CPU可能會發生程序錯誤，嚴重時直接停止工作，導致系統重啟，所有控制量都被設置成初始值。在生產線上很多用于檢測各種工作狀態的傳感器，會因晃電導致工作不穩定，發送錯誤信號，導致系統出現誤動作。煤化工系統的計算機系統往往在設計時就采用UPS供電來提高可靠性和穩定性。

（5）晃電對交流接觸器的影響。交流接觸器由于工作原理的特點，當出現晃電時，會造成其線圈短時斷電或電壓過低，導致線圈對鐵心的吸力小于釋放彈簧的彈力，接觸器釋放或者工作在臨界彈跳區，而在特定的工作環境下（如石化等連續性生產企業），這些情況都是不允許的。解決接觸器返回的措施就是在晃電時保證接觸器線圈有足夠的電壓，線圈兩端并聯電容；使用防晃電接觸器；改造電控回路晃電發生時聯鎖自啟動；對于特別重要的設備控制回路可由UPS供電或改為公司直流電源供電。

3.2 晃電的管理應對措施

晃電發生多有外部供電系統引起，特別是公司用電的上級變電站故障影響最為嚴重，向上級供電部門反映，要求上級變電站采取措施減少進出線的故障率。

結合本公司生產情況生產運行部制定了《發供電裝置應急救援方案》《電網波動應急預案》以及各裝置區的每臺設備的防晃電措施。

根據制定的預案組織培訓學習，并進行現場演習，反復模擬各種晃電狀態，使各級人員熟知晃電發生時的快速處理辦法挽救系統。

4 結論

經過幾年對晃電的探索與改造，從設備電控、工藝流程、生產管理等方面解決了晃電中斷生產問題，使整個系統抗晃電能力明顯增強，有效杜絕多起晃電事故，公司殼牌氣化爐由聯運幾十天逐步達到A級聯運250天以上。

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