石化企业电机再启动设计与应用

陆 杰

（中海石油宁波大榭石化有限公司 机械动力部，宁波 315812）

石化企业电机再启动设计与应用

陆 杰

（中海石油宁波大榭石化有限公司 机械动力部，宁波 315812）

对于石化企业来说，“晃电”带来的电机停机导致整个作业流程陷入混乱，从而影响企业的正常生产，带来巨大的经济损失。因此，关于电机再启动设计与应用的探讨，对于石化企业尤为重要。本文主要就石化企业电机再启动设计与应用进行分析，以推动实现石化企业电机的网络化与智能化管理。

石化企业 电机 再启动 网络化 智能化

伴随工业化进程的加快，企业内部的供配电系统设计趋于复杂，科学性、人性化要求越来越凸显，但是与此同时故障发生率也在日常运行中趋于频繁。以石化企业为例，供电故障带来的危害可能导致局部设备故障，管线、塔体变形或局部坍塌，甚至引发火灾爆炸事故或发生大范围人身伤害等，从而给企业带来无法挽回的经济损失。因此，如何借助技术手段与科研力量实现石化企业供电系统的稳定运行是社会各界关注的重大课题。在工业化迅猛发展的时代背景下，做好石化企业电机再启动设计与应用具有重要的现实意义。

1 石化企业供配电系统常见的故障类型解读

企业供配电系统故障产生的原因往往是综合性的，如单台电机的故障接地、短路、过流，故在石化企业多数设计电机为一开一备模式作为基础措施。而外电电网的系统性故障才是致命的。系统故障类型不同也会对电机运行产生不同程度的影响，表现为故障持续时间与电压降低幅度的异常。总结石化企业供配电故障，主要表现为瞬时欠压、短时欠压及长期欠压三种类型。其中，瞬时欠压从字面上理解就是电压瞬间降低并在极短时间内恢复正常（如进户线路遭受雷击瞬时对地），欠压时间电压呈现减弱趋向，但并未消失。瞬时欠压对电动机的运行影响较小。其次是短时欠压（如上级变电所快切动作），即电压从降低到消失的时间并不长，短时间消失后又恢复正常。在发生短时欠压时，部分低电压电动机因为交流接触器线圈失电而导致电机停止运行。在欠压时间持续特别长的情况下，高压电动机也会因为低电压保护出现动作跳闸停机的情况。最后是长期失压。当电压持续消失达10秒以上时，通常被认定为长期失压。遇到长期失压时，所有的电动机将停止运行。对于可能造成的长期失压，石化企业一般考虑自备电厂方案。

2 电机再启动技术在石化企业中的探讨

2.1 无控式再启动技术的应用

无控式再启动是指在配电系统电压恢复稳定时，实现所有配置的再启动，并且原本已经停止运行的电动机实现二次启动。它的控制即为启动按钮长期闭合，原理非常简单，无需另行设计增加电气元件，费用较低，同时也潜在风险及隐患。常规电动机启动电流为正常运行时的7倍，如果大量的电动机同时启动，整个供电系统将会遭遇巨大的电流冲击。电压突降，严重时会导致大电流冲击下的系统进线开关跳闸，因此较多企业仅保留极个别特别重要而电机功率又很小的电机作为无控式再启动设置。目前，该电机再启动技术应用范围越来越少，已经趋于淘汰。

2.2 可控式再启动技术探讨之时差控制式分批启动设置

所谓的时差控制分批再启动，就是预先将参加再启动的电动机以重要性划分标准分为多个层次。每一台电动机再启动设置进入特定批次中，并且有固定的再启动时间。不同批次的电动机之间存在启动时间差，且时间差呈逐层递增趋势。该控制方式的优点就是控制原理相对简单，实际投资少。同时，不同批次参与再启动的电动机其容量确定及时差选择往往比较困难。时差过大导致再启动时间长，最后参与再启动的电动机在停止运转的情况下满载启动，容易引导其他电动机的二次跳闸；时差过小，则形成强大的电流冲击，使得整个电压持续下降。

2.3 可控式再启动技术探讨之电压与电流控制式分批再启动技术

预先将参加再启动的电动机按照重要性的划分标准进行批次划分。同理，每台电动机被固定在既定的批次中。当发生失电故障，系统电压恢复后，母线电压与电流同时控制各个批次的电动机相继启动。母线电压与电流的检测贯穿整个再启动过程，当母线电流与电压同时满足再启动要求时，进入下一批次电动机的恢复中，直至所有批次的电动机再启动完成。

2.4 可控式再启动技术探讨之电压与电流计算式分批再启动

所谓的电压与电流计算式分批再启动，就是先将参与再启动的所有电动机进行重要层次的分类。与前两种在启动方式方面的不同是，它不再设置固定的批次。当发生电路故障时，电压系统恢复平稳，此时根据设定的再启动最大允许电流及母线电压，得出第一次参与再启动的电动机的容量及数量，第一批次的电动机再启动。通过重复性的检测，得出下一批次参与再启动的电动机容量及数量，完成下一批次电动机的再启动，直至所有参与再启动的电动机启动完毕。电压与电流计算式分批再启动，主要是基于母线电压及电流给出的参数进行分批次的电动机再启动。目前，该方式在部分石化企业中得以运用。但是，基于原理的复杂及系统成本高的缺陷，多数化工企业采用的是时差控制式电动机分批次再启动。

3 电机再启动技术在石化企业中的应用分析

3.1 高压异步电机再启动应用分析

高压异步电机的再启动主要借助高压综合保护继电器内部的逻辑程序实现。中海石油宁波大榭石化有限公司一二期项目主要选用高压综保为ABB产品，三期馏分油项目选用西门子产品。它的内部设置有多个功能模块，在不增加外部接线的前提下，通过逻辑编程实现电机低电压再启动保护。设定单机再启动时间与母联备自投时间的时差关系，在条件允许的前提下，当发生短时“晃电”而又马上恢复供电的前提下，中压断路器在设定的时间内不分闸，从而实现电机的自启动要求。

3.2 低压异步电机再启动应用分析

根据再启动的不同形式，结合不同形式的利弊，中海石油宁波大榭石化有限公司馏分油项目对低压电机再启动进行了三项设定。第一，变频控制电机选用ABB800系列变频器，电机启动电流线性上升，有效避免启动瞬间的电流倍增，因此对变频器本身设置取消低压闭锁、设置低压再启动时间2s，有效避开晃电导致的电机停运。第二，对于大型机组的辅助油泵水泵，改为利用AB机接触器辅助触点互串实现互启。该方案优于上述无控式电机再启动方案。第三，大部分低压电机接入低压再启动柜，实现电压与电流计算式可控分批再启动。

中海石油宁波大榭石化有限公司选用天津东泰的DYZQ-80型再启动控制柜，工控机采用IPC610H，电源由UPS供电，控制系统分前后台两级控制，数据的采集与系统管理软件相互分离，互不干扰，引入电压、电流两个电网参数进行运算，两段母线的6个电压闪络由独立的闪络捕捉单元来完成。同时，还具有实时监测、智能化控制能力，以保证再启动过程中的母线电压水平满足规范和生产工艺流程的要求。在此基础上，结合运行部门对工艺流程先后及电机的重要性判定，计算各段变压器整批次启动的最大能力百分比，对需再启动电机按照容量及重要性进行分批设置。该方案最大限度地模拟人工启动方案实现电机的再启动控制。

4 结语

对于石化企业来说，电机的启动与维护直接关系企业的正常生产，而电机的再启动技术作为对供配电系统故障后的补救措施，可以提高供配电系统的可靠性，且实现安全性能的提升。本文在论述石化企业电机常见停机故障的基础上，就当前比较常见的电机再启动技术进行阐述，并加以阐述中海石油宁波大榭石化有限公司实际再启动的应用，引导企业从实际出发做好电机的再启动设计。对于石化企业来说，应积极做好电机再启动技术的设计与分析，从经济性、技术性等角度做定位选择，选用最合适的电机再启动技术实现企业利润的最大化。

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[4]陆爱萍.微机保护在高压电机启动工程设计中的应用[J].有色金属设计，2012，（2）：43-46.

Design and Spplication of Motor Restart in Petrochemical Enterprises

LU Jie
(CNOOC Ningbo Daxie Petrochemical Co. Ltd. mechanical power department, Ningbo 315812)

For the petrochemical enterprises, the“shaking”brought about by the motor down to the entire operation process into chaos, thus affecting the normal production of enterprises, and bring huge economic losses. Therefore, it is very important for petrochemical enterprises to discuss the design and application of motor. This paper mainly analyzes the design and application of motor restart in petrochemical enterprises, in order to promote the realization of the network and intelligent management.

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