試分析石油化工裝置抗晃電措施的探討研究

韓亮

（大慶油田化工有限公司甲醇分公司，黑龍江 大慶 163411）

晃電即是指供電系統因雷擊、短路或是其他原因造成電網短時故障，引發電壓劇烈波動、閃變以及短時間停電。晃電對于連續型生產企業的危害大，這類企業的一些重要設備和整個工藝生產過程是連鎖的，因此一旦發生晃電現象，就會導致整個生產線癱瘓，使生產活動陷入停滯。因此探究石油化工裝置抗晃電措施對于企業健康發展具有重要意義。

1 “晃電”的危害分析

1.1 晃電的含義分析

供電系統產生晃電的基本類型包括電壓驟降、電壓驟升、短時斷電、電壓閃變等。近些年來，為更好的滿足社會生產和人們生活的用電需求，我國在電網建設方面投入的力度越來越高，電網并網和環網日益擴大，饋電變壓器容量的增大使得配出回路也在逐漸增多，“晃電”現象增加，造成這種現象的主要原因是因相鄰回路故障引發的電壓波動出現增高。晃電的最常持續時間一般為故障保護的切除時間。“晃電”造成的接觸器釋放，采取常規的微處理器自啟動設備是無法解決的，這是因為其故障時間要低于微處理器的電壓采集周期時間，因此難以識別。

1.2 晃電對石油化工企業生產的影響和危害

在出現“晃電”現象時，電網中的交流接觸器的操作線圈會出現短時斷電或是電壓過低的情況，導致線圈對鐵芯的吸引力小于釋放彈簧的彈力，此時就會有一定的幾率出現接觸器釋放的情況，造成電動機大規模跳閘。同時，出現晃電時，變頻器的逆變器件在失電壓的情況下，會發生指令停止跳閘。此外，晃電對配電所也會產生一定的負面影響。晃電發生時會出現劇烈的電網電壓波動，導致變電所進線開關柜欠電壓，從而引發低電壓保護誤動作，使得母線出現失電現象。石油化工企業生產活動需要在高溫、高壓的條件下開展，具有易燃易爆、易腐蝕泄漏等的特征，加之其生產工藝十分復雜，因此對連續性生產的要求較高。企業在從事生產工作的過程中一旦出現“晃電”現象，很容易導致電動機控制回路中的交流接觸器釋放，此時電動機、軟啟動器以及變頻器都會停止運行，同時機泵跳閘停機會導致機組出現連鎖停機，這將會對石油化工企業帶來一系列的重大危害，如設備損壞、物料泄漏、防控或是報廢，不僅會造成嚴重的經濟損失，一些化工原料泄露還會對工人的生命安全造成惡劣的影響。基于此，“晃電”現象是威脅石油化工企業持續健康發展的重要因素，石油化工企業必須做好“晃電”預防工作，實現自身生產作業的連續性，保障自身產品的質量，如此才能獲得更加顯著的經濟效益。

2 石油化工裝置抗晃電措施分析

2.1 UPS抗晃電系統的應用

石油化工企業在生產的過程中，對于一些重要的控制系統，如DCS或是PLC等，其工作電源最好采取UPS接入，這樣可以有效的避免“晃電”現象的發生。UPS電源通常由兩個部分構成，分別是主機和儲能電池。石油化工企業生產具有連續性的特征，因此應該極力避免出現斷電現象。應用UPS電源系統就可以有效的達成這一目的。石油化工生產作業一旦發生“晃電”現象，UPS電源系統會在第一時間得知，可以自行啟動對部分不能停電的設備和裝置進行供電，發揮出應急電源的作用，這樣就可以為事故的處理爭取到足夠的時間。在電網正常工作時主要負責為負載供電，同時為UPS電源系統的儲能電池進行充電。一旦電網出現欠壓或是斷電時，UPS電源系統就會投入工作，從電網供電即時切換到電池供電模式，通過儲能電池進行供電，維持石油化工企業生產工作的正常進行。在“晃電”現象發生時，石油化工企業供電系統中的接觸器可以在UPS電源系統的支持下正常運行，避免其線圈出現短時斷電或是電壓過低的情況，從而避免電極停機甩負荷事故的發生。同時，在配電柜的主母線失電超出一定的時間之后，UPS電源系統會根據二次控制部分設定斷開輸出，避免電壓回復時出現事故。圖1為UPS電源系統的控制接線圖。

圖1 UPS 防晃電系統控制接線圖

由上圖1可知，在QF1閉合的情況下，UPS得電，按動按鈕SB2后，接觸器KM會吸合，控制母線得電，此時控制電源母線即處于UPS供電模式。一旦發生“晃電”現象，UPS內部的電池會自動狀態切換，維持母線電壓不變，避免接觸器斷開。系統中的KT是失電延時繼電器，在電源電壓正常的情況下，其延時觸點處于閉合狀態，此時接觸器的線圈帶電，控制電源母線帶電后為各個控制回路正常供電。若是電源電壓下跌超出設定時間會促使進線開關斷開，KT的延時觸頭就會斷開，之后KM會因失電而斷開，進而電源母線失電，這樣就可以避免電源恢復后出現電動機再起動的現象。

2.2 DC-BANK抗晃電系統

為了避免晃電對供電系統變頻器的影響，雖然可以通過取消變頻器低壓保護設置的方式快速重起動，但是在這種方式下，關鍵電機的停止和重起會對石油化工企業生產的連續性造成干擾，導致產品的次品率提高。同時，低壓保護設置可以為變頻器提供過流保護，取消這一設置會對變頻器埋下一定的安全隱患。相對于上述方法，現階段石油化工企業在對變頻器進行抗晃電時，通常采取具有高效、可靠、可拓展、低故障率等優點的DC-BANK。DC-BANK常用于對供電質量要求較高的特殊負載場所，有效的解決了交流并機寬和切換時間方面的難題。在電網正常工作的情況下，變頻器是通過交流母線進行供電，此時DC-BANK系統處于熱備用狀態下，系統中的電池組會通過充電整流器進行充電。而在“晃電”現象發生時，電網電壓驟降，導致變頻器直流母線電壓低于壓差控制器設定的電壓，這時就會從交流母線供電切換為有DC-BANK系統向變頻器的直流母線供電，維持變頻器的正常運行。圖2為DCBANK系統的工作模式。

2.3 交流接觸器抗晃電技術應用

圖2 DC-BANK抗晃電系統工作模式

交流接觸器是低壓電動機控制系統中常用的裝置之一，在“晃電”現象發生時，由于電壓持續下降到接觸器最低吸合電壓之下，接觸器就會斷開導致電動機停止運行。針對這一問題，可以采取以下抗晃電技術：其一，采用抗晃電交流接觸器。為了避免接觸器在“晃電”現象發生時出現釋放或是工作在臨界彈跳區，可以采用能夠延時釋放并可以避免臨界彈跳區的晃電接觸器。這種抗晃電接觸器的原理是在“晃電”現象發生時，接觸器的主觸頭延時釋放，保障“晃電”間接觸器不脫扣。圖3為抗晃電接觸器的控制線路安裝接線圖。需要特別注意的是，圖中交流接觸器KM和按鈕SB1應該通過導線直接相連，不然抗晃電接觸器將無法分別斷電指令和晃電影響，反而會帶來不利影響。其二，在現有的交流接觸器上增設延時模塊。采用抗晃電接觸器需要對原有的交流接觸器進行替換，這樣就會造成資源的浪費。因此除了這種方法，還可以在原有的交流接觸器上增設延時模塊，這樣就可以起到和應用抗晃電模接觸器同樣的效果，實現晃電保護。其三，再起動技術。再起動技術通常應用于采用真空接觸器的設備，具體是通過增設再起動模塊的方式起動控制線路。

圖3 抗晃電接觸器安裝接線圖

3 結語

綜上所述，石油化工企業生產活動對連續性的要求較高，因此“晃電”現象對石油化工企業生產的危害性極大，必須采取一定的抗晃電措施。本文基于“晃電”現象對石油化工企業的具體危害，有針對性的提出了相應的抗晃電措施。