晃电对煤化工装置的危害及应对策略

李长伟

摘 要：煤化工生产属于“流水线”作业，其在正常生产时的连续性，稳定性都至关重要。任何一个与生产主流程相关的设备波动或停运都将直接或间接地影响正常生产，严重时甚至会造成整个生产线停产。供配电网的电压、频率瞬时波动（俗称晃电）对煤化工的生产会造成致命的打击，晃电的处理方法对煤化工装置显的十分重要。本文主要分析晃电的起因，从技术和管理两个方面分析，从而降低晃电带来的危害。

关键词：晃电；煤化工；策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.163

1 引言

电网晃电是一种不可避免的现象，晃电发生时，如何处理才能够不对生产系统造成影响，是煤化工企业必须面临和解决的重要问题。

2 晃电产生的原因和危害

煤化工企业在正常生产中不可避免的要面对晃电对正常生产带来的威胁。对晃电产生的原因以及晃电会造成的影响进行分析，相对于煤化工企业来说可谓是意义重大。

2.1 产生晃电的原因

晃电是企业内外供配电网因遭受雷击、短路、接地、系统震荡，以及其它原因造成电网电压下降、频率降低、三相不对称等短时大幅度波动，甚至失压数秒的现象。外在的表现是可以在视觉感受上明显能够看到照明会明显暗一下。

2.2 晃电对煤化工生产危害巨大

晃电不会引起供配电网断路器跳闸造成失压，却对煤化工生产危害巨大，究其原因是煤化工装置设备动力绝大部分是电动机和汽轮机拖动。低压电动机、高压电动机辅机、汽轮机辅机均有接触器、软启动器、变频器等控制启动。在晃电时交流接触器因电压降低释放而停机。软启动器、变频器会因电压降低、频率变化、电压不对称性保护动作停机。部分设备由于电压变化造成继电保护动作停机。晃电往往引起个别设备停运，化工生产流程错乱，轻则造成生产中断。重则大型设备因润滑油中断对汽轮机、发电机、空压机等造成的设备损坏事故导致重大的经济损失；甚至因生产物料及保护物料中断整个生产线瘫痪，引发爆炸、火灾等重特大事故，对操作人员的人生安全造成威胁。

3 晃电的应对策略

3.1 技术方面的应对策略

晃电发生时不会引起供配电网断路器跳闸造成失压，且是暂态过程，这样只要保证在晃电发生时，接触器不返回，或返回后立即自吸合就可以有效避免晃电造成的危害。

（1）晃电对380V低压配电网进线断路器的影响应对措施。380V低压配电网进线断路器欠压脱扣器，整定值过大，晃电时引起断路器脱扣母线失压，造成该母线上所有设备停电，可以通过适当的降低系统低电压保护的阀值，或断路器为变压器低压侧出线的可拆除欠压脱扣器，采用上一级保护联跳。采用这种改变保护电压的方法可以减小晃电的影响。

（2）晃电对继电保护的影响及措施。晃电发生时正常情况下电动机的继电保护装置不应该有保护动作。然而实际生产中由于电动机拖动设备的机械性能不同，电动机运行工况的差异，继电保护的整定等因素往往会使得继电保护装置发生保护动作。可以根据使用工况计算整定合适的保护定值，保证发生故障时不误动、不拒动、不越级，继电保护装置可以在晃电发生时不产生误动作。

（3）晃电对变频器的影响的应对措施。变频器内部主要可以分为整流器和逆变器两个部分。通常变频器都可以在过压失压或瞬间断电的情况下执行保护动作。如果变频器内部的逆变器采用的原件是GTR时，发生失压或者断电情况时，一般失压是指当前电压已经下降到额定电压的70%，变频器的控制器会停止向输出电路的驱动器发送脉冲信号，变频器的驱动器停止工作，从而GTR也就停止输出，电机失去动力，靠系统阻力制动。

如果内部的逆变器件是IGBT时，在出现以上状况时，逆变器还会继续运行一小断时间，一般这个时间是15毫秒或者主电路从原来电压下将到原有的85%所消耗的时间。如果失压或者断电小于这个时间，采用IGBT器件的变频器还能够正常工作，如果大于这个时间，变频器保护系统就会启动，使电机停止运行。晃电有强有弱，较强时都能够让逆变器保护系统启动。针对变频器控制的电机多采用UPS供电，中压变频器我们采用切旁路来规避晃电对生产系统危害。

（4）晃电对计算机控制系统的影响及应对措施。晃电对计算机控制系统也有很大的影响，计算在正常运行时需要很多相关的单元配合工作，对供电的要求非常高。在晃电发生时，计算机的CPU可能会发生程序错误，严重时直接停止工作，导致系统重启，所有控制量都被设置成初始值。在生产线上很多用于检测各种工作状态的传感器，会因晃电导致工作不稳定，发送错误信号，导致系统出现误动作。煤化工系统的计算机系统往往在设计时就采用UPS供电来提高可靠性和稳定性。

（5）晃电对交流接触器的影响。交流接触器由于工作原理的特点，当出现晃电时，会造成其线圈短时断电或电压过低，导致线圈对铁心的吸力小于释放弹簧的弹力，接触器释放或者工作在临界弹跳区，而在特定的工作环境下（如石化等连续性生产企业），这些情況都是不允许的。解决接触器返回的措施就是在晃电时保证接触器线圈有足够的电压，线圈两端并联电容；使用防晃电接触器；改造电控回路晃电发生时联锁自启动；对于特别重要的设备控制回路可由UPS供电或改为公司直流电源供电。

3.2 晃电的管理应对措施

晃电发生多有外部供电系统引起，特别是公司用电的上级变电站故障影响最为严重，向上级供电部门反映，要求上级变电站采取措施减少进出线的故障率。

结合本公司生产情况生产运行部制定了《发供电装置应急救援方案》《电网波动应急预案》以及各装置区的每台设备的防晃电措施。

根据制定的预案组织培训学习，并进行现场演习，反复模拟各种晃电状态，使各级人员熟知晃电发生时的快速处理办法挽救系统。

4 结论

经过几年对晃电的探索与改造，从设备电控、工艺流程、生产管理等方面解决了晃电中断生产问题，使整个系统抗晃电能力明显增强，有效杜绝多起晃电事故，公司壳牌气化炉由联运几十天逐步达到A级联运250天以上。

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