化工企業(yè)中壓10KV電網晃電的原因及對策分析

米富來

(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司,青海格爾木 816099)

化工行業(yè)的生產具有連續(xù)性特點,一旦因晃電問題造成電壓波動,會使得生產設備停止運行,給化工企業(yè)帶來嚴重的經濟損失。因此,基于化工企業(yè)中壓10 K V電網晃電的原因制定完善的應對措施,現(xiàn)實意義重大。

1 化工企業(yè)中壓10KV電網晃電的原因

通過分析化工企業(yè)中壓10kv電網晃電的原因可知,接觸器功能殘缺、進線開關誤動作和PLC控制電源功能不完善是導致中壓10 k v電網晃電的主要原因。第一,我公司低壓電動機采用交流接觸器控制電源,該控制電源通常位于空氣開關的后方,具有無壓釋放的功能。在電動機運行過程中,一旦遭遇晃電事故,通過電動機的瞬間電流迅速增大,控制電源瞬間失壓,并釋放空氣開關。當電源自動回復后,需要依靠人工的力量促進電動機的運轉,導致因電動機停止運行而引發(fā)的生產中斷,給化工企業(yè)的正常生產帶來了嚴重的災難,不利于提升化工企業(yè)的整體經濟效益。第二,我公司設置有36個低壓配電室,108個低壓進線開關,因而,實現(xiàn)對進線開關的有效控制成為降低晃電想象發(fā)生的先決條件。在晃電事故發(fā)生后,由于低電壓進線開關不能連續(xù)動作,加之脫扣器不具備延時保護功能,導致設備停止運行,對正常生產造成不利影響。第三,由于我公司PLC控制電源功能不完善,僅僅利用低壓二次空氣開關控制電源,一旦發(fā)生晃電事故,低壓二次空氣開關立即停止供電,使得電力系統(tǒng)發(fā)生停車事故,破壞了企業(yè)正常的生產秩序[1]。

2 化工企業(yè)中壓10KV電網晃電問題的優(yōu)化措施

2.1 加裝大容量電抗器

依據(jù)電抗器的連接方式和功能可將其劃分為串聯(lián)電抗器和并聯(lián)電抗器、通信電抗器和消弧電抗器四種類型。電抗器的工作原理為：一旦發(fā)電系統(tǒng)發(fā)生短路故障,會產生較大的瞬時電流,如不能夠采取有效的防范措施,會對電氣設備的穩(wěn)定性造成嚴重損害。因此,為了降低短路故障對電氣設備的危害,應將大容量的串聯(lián)電抗器安裝在出現(xiàn)斷路器處,增強電流的阻抗能力,阻斷短路電流,防止因瞬時電流過高對電氣設備造成的不利影響,促進電網電壓的穩(wěn)定[2]。例如,我化工企業(yè)針對中壓10kv電網晃電事故頻發(fā)的問題,斥資12萬元引進平波電抗器,并將其安裝在斷路器處。該平波電抗器通過對電壓快速變化所引起的電流變化的有效抑制,實現(xiàn)防止防治設備停止運行的目的。同時,該平波電抗器具有良好的過電壓保護功能和限流、濾波效力,能夠確保用電設備的持續(xù)運行,值得被廣大化工企業(yè)應用和借鑒。

2.2 完善熱電設備管理

電網晃電是指電網電壓大幅下降或中斷,導致電氣設備不能運行的現(xiàn)象,電網晃電會對化工企業(yè)正常的生產秩序造成嚴重威脅。大負載啟動、雷擊、線路短路和人為誤操作是導致電網晃電現(xiàn)象的主要原因。由于中壓10kv輸電線路的電纜橋架大多裝設避雷線,因而,雷擊引發(fā)的晃電事故并不多見,而人為誤操作是引發(fā)晃電現(xiàn)象的根本因素。因此,化工企業(yè)應規(guī)范員工的用電行為,落實操作復誦制度和手指口述制度,降低操作的頻率,形成降低晃電事故的良好基礎,不斷提升電力企業(yè)供電的可靠性。

例如,我化工企業(yè)加強了對企業(yè)電力操作人員的培訓,針對晃電事故的發(fā)生原因探尋了事故的處理辦法,并增加了對電力操作人員的考核,有效降低了因人為操作不當引發(fā)的晃電事故,從整體上提升了企業(yè)的經濟效益。如2017年4月,電力操作人員發(fā)現(xiàn),空分裝置空壓機梁出現(xiàn)了異常,同時D C S系統(tǒng)警報響起,吸收穩(wěn)定系統(tǒng)、分離系統(tǒng)和產品精制系統(tǒng)均發(fā)出低流量報警信號,空壓機潤滑油泵C1302-P1因聯(lián)鎖動作發(fā)生自啟動。電力操作人員立即根據(jù)培訓所學知識和已有經驗判定為發(fā)生晃電事故,并將情況匯報給管控指揮中心。與此同時,電力操作人員開啟停運機泵和空冷器,有效降低了晃電事故對設備運行的不良影響,確保了化工企業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定生產。

2.3 核算電氣設備的定值

確保電氣設備基于額定電壓和電流下運行,是降低晃電事故發(fā)生的基本條件。化工企業(yè)應充分認識到電氣設備保護定值的重要性,加強對電氣設備保護定值的計算,促使設備的電壓和電流在合理范圍內,確保電力設備能夠平穩(wěn)運行,保障晃電事故發(fā)生后,電氣設備無越級跳閘現(xiàn)象發(fā)生,降低因電壓和電流的異常升高而導致的設備損壞現(xiàn)象,促進企業(yè)持續(xù)生產,不斷提升企業(yè)的經濟效益。

例如,我化工企業(yè)的工作人員在監(jiān)控設備運行的過程中,聽見UPS電源發(fā)出“咔嗒”的聲響,緊接著DCS顯示屏出現(xiàn)紅色閃爍并發(fā)出報警聲。于是,工作人員調出DCS畫面,發(fā)現(xiàn)BA/8、9泵已投入聯(lián)鎖啟動狀態(tài),供水壓力由原來的0.38MPa下降到了0.21MPa。由于跳停的全是單號設備,他判斷電氣1#段母線發(fā)生晃電,并立即對水泵出口閥及涼水塔的上塔閥門進行調整,將供水壓力設置為0.383MPa,有效確保水泵電流在合理范圍內。

2.4 裝設無擾動穩(wěn)定控制器

無擾動穩(wěn)定控制器能夠有效提升化工企業(yè)用電設備的安全性,與備用自投切換裝置相比,采用無擾動穩(wěn)定控制器能夠有效預防備用電源電壓和母線電壓之間因差值過大引發(fā)的合閘現(xiàn)象,縮短停止供電的時間。同時,無擾動穩(wěn)定控制器能夠實現(xiàn)對米線電壓的合理判別,并具有快速切換和慢速切換功能。此外,一旦發(fā)生晃電事故,無擾動穩(wěn)定控制器會立即切換,防止故障的進一步蔓延,形成設備運行安全性的有力保障。若在母聯(lián)柜上加裝弧光保護器,在配電柜中加裝弧光檢測探頭,在母線處安裝無擾動穩(wěn)定控制器,通過上述設備的配合使用,能夠有效降低晃電事故的發(fā)生率,提升化工企業(yè)供電的穩(wěn)定性。

2.5 采用防晃電交流接觸設備

防晃電交流接觸設備在化工企業(yè)電氣設備的運行過程中發(fā)揮著重要的作用。如在一次晃電事故中,某電動機未能及時采取防晃措施,導致了設備停止運行,極大地損害了化工企業(yè)的經濟效益。因此,裝設防晃電交流接觸設備,顯得十分重要。通過對比不同的防晃電接觸設備發(fā)現(xiàn),部分防晃電接觸設備采用雙線圈結構,具有較高的吸合速度和靈敏度,接觸器在吸合和釋放的過程中較為干凈,避免了因拖泥帶水對其他設備造成的不良影響。在控制電源處于正常運行的條件下,控制模塊處于儲能狀態(tài),防晃電交流接觸設備的吸合和釋放正常發(fā)生。一旦出現(xiàn)晃電事故,控制模塊開始工作,釋放其所儲存的電能,確保接觸器處于吸合狀態(tài),且當控制電源的電壓和電流恢復常值后,控制模塊迅速切換為儲能狀態(tài)。實踐檢驗結果表明,采用防晃電交流接觸設備具有良好的應用效果,能夠實現(xiàn)對晃電事故引發(fā)的跳閘現(xiàn)象的有效預防。

例如,我公司引進了DZQ防晃電交流接觸器,在一次由外電網波動引發(fā)的晃電事故中,周邊一些化工企業(yè)全部因晃電而導致不能正常生產,只有我公司裝設了D Z Q系列防晃電接觸器,使得該企業(yè)百余臺電動機、變頻器和軟起動器全部正常運轉,最大限度的降低了該化工企業(yè)的經濟損失降低了晃電事故對生產工藝流程的不良影響。該企業(yè)的管理人員指出,D Z Q防晃電交流接觸器在該企業(yè)應用后,有效降低了因晃電增加的開關機時間,成功率100%,有效減少了晃電對生產造成的影響,是一種較為科學的防晃電設備。

3 結語

綜上所述,在解決化工企業(yè)中壓10KV電網晃電問題的過程中,通過加裝大容量電抗器,完善熱電設備的管理,有利于降低晃電事故的發(fā)生概率。在此基礎上,合理制定電氣設備的參數(shù),裝設無擾動穩(wěn)定控制器,有利于確保發(fā)電系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行。此外,采用防晃電交流接觸設備,也能夠實現(xiàn)對晃電事故的有效防范。

[1] 姜萬東,周海濤,王曉堃,張錚.低壓變頻器防晃電方案研究[J].電氣技術,2017,(09)：81-84.

[2] 李燕.10KV供電系統(tǒng)電壓暫降補償技術研究[J].自動化技術與應用,2017,36(08)：156-158.