提高长输管道供电可靠性的几点措施

徐　烺（中国石化销售有限公司华南分公司抢维修中心,广州 511455）

提高长输管道供电可靠性的几点措施

徐烺
（中国石化销售有限公司华南分公司抢维修中心,广州 511455）

本文针对长输管道连续生产的特殊性以及发生晃电时所造成的影响，结合了华南管网在长期运行中的总结的经验和技术改造，提出了几点提高电力系统供电可靠性的措施以供参考。

管道；停晃电；可靠性；措施

华南管网是成品油长输管道，肩负华南广东、广西、贵州、云南四省的成品油储运任务，有着连续生产的特殊性，一旦发生晃电造成机泵停车，将导致输量减少或中断输油，更有可能造成管道水击动作，甚至造成安全事故。因此，长输管道对供电可靠性要求更高，在生产过程中不允许出现机泵因供电问题而停车。

1　晃电产生的现象、原因及危害

“晃电”是指因雷击、短路或其他原因造成的电网短时电压波动或短时断电的现象。供电系统产生晃电的基本类型有：电压骤升，电压暂降/骤降，短时断电，电压闪变。电压暂降/骤降及短时断电占“晃电”现象90%以上。电压暂降、骤降是电压有效值降至标称值的10% 至90%，持续时间为10ms至1min，典型持续时间为10ms～600ms；短时断电是指持续时间在0.5个周波至3s的供电中断。

华南管网的核心动力为主输泵和给油泵，其电动机分别采用真空断路器、交流接触器控制。晃电时，电压下降或中断，低电压保护动作真空断路器分闸，交流接触器线圈对铁心的吸力小于释放弹簧的弹力造成接触器释放，导致机泵停车。一般情况下，电动机真空断路器低电压保护动作时间为0.5s，而交流接触器当电压低于线圈额定电压的50%，时间超过一个周波时接触器释放，当电压低于80%甚至更高，持续五个周期时接触器也释放，从而造成机泵停车。

2　提高供电可靠性措施

根据晃电持续时间短、电压波动范围大等特点，华南管网结合现有的防晃电技术，不断应用于实践，通过无扰动电源快切装置取代传统备自投装置、变频器转速捕捉再启动、低压备自投改造和低压电动机防晃电改造相互配合，提高供电可靠性。

2.16/10kV无扰动电源快切装置应用

华南管网35kV及10（6）kV变电站均采用双回路供电。正常时，运行方式为单母分段母联备自投，自投时间一般设置为1.5～2s。“晃电”时，自投装置先跳开QF1（QF2），后合QF3，每台断路器固分/合时间约为45ms，备自投动作时间总计约2～3s，远大于电动机低电压保护动作时间0.5s，电动机柜断路器跳闸。

2011年华南管网采用MFC5103A型无扰动电源切换装置取代原有的备自投装置，实现方式包括快速切换、同期捕捉切换、残压切换、长延时切换，快切动作时间为70ms，断路器的动作时间45ms，电源切换时间总计为115ms，小于0.5s的低电压保护动作时间。电源切换时，电动机先惰行，后重新从电网获取能量，恢复正常运行。近4年统计，切换电源成功率超过97%。

2.26/10kV变频泵转速捕捉再启动

变频器失压后，频率f持续下降，由于惯性，持续电动机转动约9s，转速r＞0，电动机产生反向电动势ε＞0，能量消耗在制动电阻上。当f≥0，r＞0时断电再启动，电动机馈送给变频器的反向电动势ε与变频器输出电压U产生叠加，对电路产生一定的冲击，严重时可能击穿单元体。因此，断电再启动功能仅适用于电动机转速很低，产生的反向电动势最小时。转速捕捉再启动通过矢量控制器通过捕捉电流、时间和转速原理如图1，实现3s内转速捕捉再启动，与快切装置相互配合，基本上消除了变频泵因晃电甩泵的风险。

2.3可编程控制器在低压进线自投上的应用

变电所低压系统大都采用单母分段，母联备自投方式。传统备自投有一定的局限性：一是自投时间长，约2～3s，造成大量交流接触器脱扣；二是自投方式单一，当系统恢复正常时，进线断路器并不能自动复位，必须人工复位。

可编程控制器可采集低压进线电压、进线和母联断路器状态，通过逻辑判断来实现低压备自投。QF1为I段进线断路器，QF2为II段进线断路器，QF3为母联断路器。

（1）备自投逻辑：正常情况下QF1和QF2合闸，QF3分闸；当I段进线失电，QF1分闸，QF3合闸；当II段进线失电，QF2分闸，QF3合闸。

（2）采用可编程控制器逻辑：a）母联自投条件：备自投自动位置——I（II）段有压——QF1合闸，QF2合闸，QF3分闸——无保护等闭锁条件投入；b）母联自投逻辑：I（II）段进线失压——II(I)段母线有压——无保护等闭锁条件输入；c）进线自投逻辑：备自投自动位置——I（II）段进线有压——QF1(QF2)分闸，QF2(QF1)合闸，QF3合闸——无保护等闭锁条件投入。

当满足条件a、b时，先分QF1（QF2），延时0.4s后合QF3，共耗时约1.2s；当满足条件c时，先分QF3，延时0.4s后合QF1（QF2），共耗时约1.2s，与快切装置配合能够在不大于1.4s的时间内恢复低压双回路供电。

2.4 380V低压给油泵防晃电改造

给油泵电动机一般采用LC1系列交流接触器，晃电时交流接触器在0.02S～0.1s内脱扣，给油泵停车，导致主输泵出现抽真空甩泵。针对这一问题，华南管网采用了FS系列防晃电交流接触器取代原有产品。

防晃电接触器采用双线圈结构，正常状态下，控制模块内部电容器处于储能状态，晃电时电压降到接触器187V的维持电压以下，控制模块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。

防晃电交流接触器利用了电容器作为储能原件的非线性放电原理，对线圈进行充电，达到不脱扣的目的。我们结合低压自投时间，将控制模块的时限设置成1.5s，从而使给油泵不停车持续运行。

3　结语

华南管网的提高供电可靠性的重点在于快切装置、低电压保护、变频器断电捕捉再启动、低压备自投、防晃电交流接触器等多个环节相互配合，以达到提高供电可靠性的目的。我们认为，在一定条件下进行技术改造，晃电造成的危害是可以避免的。

[1]FS系列抗晃电交流接触器及TPM-MD延时节能模块说明书[S].

[2]MFC5103A工业企业电源快速切换装置说明书[S].