工厂抗晃电治理措施应用分析

麻志东

（贵州开阳化工有限公司贵州开阳550300）

摘要：晃电严重影响工厂、冶金、化工等工矿企业的生产安全。现有的治理晃电措施主要从用电设备着手，理想的办法是从晃电本身着手，快速切除故障或者投入备用电源，把晃电过程时间降到对用电设备影响最小。本文对工程抗晃电的治理措施进行分析，以供参考。

关键词：晃电；电流变化率；故障识别；治理措施

无论工艺采取何种技术，都存在共同点，均属于大型连续运行化工系统，大部分装置的用电负荷属于连续性运行负荷，电源突然中断会造成较大经济损失，会直接导致系统停车，同时会造成设备损坏、原料/成品报废，产量减少等后果。

1电网晃电含义及危害

1.1晃电含义

晃电是指电力系统在运行过程中，由于雷击、对地短路、故障重合闸、备自投、企业外部、内部的电网故障、大型设备起动等原因，所造成的电网故障，会造成电压瞬间较大幅度波动或者短时断电又恢复的现象。

1.2晃电危害

无论是何种原因引起的电网晃电，最终会导致供配电系统电压偏移、电压闪变、电压畸变和频率偏移等现象。受这些现象的影响，当电网晃电时，用户端的受影响设备主要是电动机、低压供电系统及变频器等。受电网波动影响最大是变频器。因工作电压瞬时小幅度跌落会低于设备的最低电压，对小型电动机的控制就会失转、失速、失力。当使用变频器控制时（因变频器设定电压范围通常是±20%），变频器所控电机等动力设备就会失转、失速、失力，造成变频电机的停机，造成连续生产过程的中断。

2晃电的主要影响因素

晃电产生如此重要的影响主要由于以下几个方面的原因：（1）晃电故障的持续时间较长，一般可以达到70~110ms；（2）敏感设备对电压凹陷的承受能力为20ms；（3）故障切除太慢是晃电事故的主要原因之一，当故障不及时切除时控制类设备的无压释放和对电动机的大电流冲击会造成企业停产损失；（4）继电保护出口和断路器分闸时间过长是故障切除时间过长的主要因素。为了减少晃电对企业的影响，主要从以下方面治理晃电：快速隔离故障、快速切换电源或者使用不间断供电技术；使用抗晃电交流接触器、直流接触器、抗晃电模块和在低电压保护增加延时等延缓控制类设备释放；当接触器断开电动机失电之后电压恢复正常时将电动机分期分批启动，当使用微机保护综合控制装置时，可以通过计算分析甩掉一部分非重要负荷。以上三个办法分别对应系统对晃电的三道防线。

3工厂避免晃电的建议

晃电在实际工作中是不可避免的概率事件，因此研究如何避免高压10KV配电系统晃电更是业界研究的重点，其实际意义也是显著的。其根本目的在于保障供电的稳定，采用多种措施提高企业抵抗晃电影响的能力。

3.1企业生产内部的电力管理措施

对于企业内部的电力设计及管理而言，可以从以下几方面进行设计和管理：一是，采用电压变电站的分列运行。这种管理的前提是企业内部有多条电源，并且能够共持变电所的一条母线之间的连接开关设置相应的设备备用电源自投，并且采取逐级自投时间周期变大的设计；二是，对于重要的动力设备，设置相应的晃电处理应急备用再启动。重要设备的电机在控制回路的同时能够有晃电停车自启动功能，高压电机通过延长低压的晃电停机时限实现自启动。当电网出现晃电时，在设置的延时范围内电机可以通过空气延时触头实现主回路的接触器保持回路延长打开，晃电停车后在设置的延长时间内电压恢复即可实现自启动。通常，电机主回路的接触器可以有闭合和断开两个线圈，脱扣的线圈在通电的情况下能够断开锁扣接触器，进而通过时间继电器进行电机自启动功能的实现；三是，对于重要的配电系统采用UPS不间断电源和柴油发电机供电。采用UPS供电是确保电源稳定的一个重要保障手段。对于工厂而言，重要的控制系统，包括相应的数据中心必须有UPS的接入，这种设置对于配电系统抵抗晃电比上述两种方式无疑来的更加直接和方便。当系统出现失电，也可以设置相应的柴油机发电启动，这种柴油机发电可以给予我们更多时间参与设备的抢修降低配电系统的功能故障影响；四是，采用直流技术进行弥补。变频器作为一种由逆变器和整流器组成的配电设备在10KV配电系统中也有很关键的作用。如上所述，一般的变频器有一定的过压失压保护功能，当电路出现晃电时，控制电路将会停止对驱动电路的型号输出，这使得相应的驱动电路也停止工作，电机则恢复自由状态，逆变器则可以使变频器继续工作运行一段时间，进一步保护变频器，解决突然断电对变频器的冲击，实现变频的自我保护。另外，考虑到装置在电压波动后有可能部分负载已经停机，如果在装置停车过程中变频器启动将产生意想不到的后果。通过对比变电所的上下有的保护设定时间将第452项中掉电时间0.5s。主要原因是变电所的6kV高压电动机的低电压保护时间设定为0.5s，通常情况下，装置的高压电动在不停车的情况下，装置可以维持运行，工艺通过调整保证装置连续运行，相反如果高压电动机停车后装置将进行停车退守。所以将掉电时间0.5s又能防止变频器和电机的损伤。修改后，在发生系统晃点时变频器没有跳闸，保证了装置的连续运行。五是，采用直流支撑技术，对于工厂里为满足工艺要求在最初设计时采用了变频器调速控制的特别重要负荷，该负荷要求在晃电时不能跳车且断电后仍然需要维持一定时间运行，我们可采用增加直流支撑装置（DC-BANK）的方式进行技术改造，改造内容见下图：

接触器原理：是一个双线圈结构，电源正常状态下，控制模块处于储能状态，接触器的启动和停止与常规接触器一样，当有“晃电”发生使电压降到接触器的维持电压以下时，控制模块开始工作，以储能释放的形式保持接触器继续吸合。当电源电压恢复后，控制模块又转入储能状态。由于控制模块使用了特殊的电源转换部件，使得FS/E接触器的体积和安装结构保持了原有的特征，另外它不依赖辅助工作电源和辅助机械装置，因而体积小，可靠性高。

结束语

电气系统防电网波动技术改造技术的使用，大大的提高了生产运行的稳定性，同时减少了不必要的经济损失。电网波动造成非计划停车对工厂系统影响非常巨大，通过本论文研究可引起设计单位、生产单位对类似问题的重视。对生产稳定性研究有较大的指导作用。电气系统一系列技术改造项目的应用，对工厂生产稳定性研究提供了实践经验，同时对今后的工厂生产优化设计提供了依据。

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