ABB M102—M综合保护再起动功能在惠州石化的应用

高明

摘 要：通过分析电动机的再起动方式的特点和传统的电动机再起动的装置在石化企业供电系统中存在的不足，从而提出解决方案，采用ABB M102-M保护装置替换传统电动机再起动装置，提高电动机再起动的安全性和快速性，最大限度的满足石化生产的需要，更好地为生产服务。

关键词：ABB；M102-M；再起动

中图分类号：TM307.3 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0060-02

1 引 言

惠炼石油化工装置用电负荷的特点是用电负荷主要为6kV及380V电动机，且单机功率大，有些甚至达到几千千瓦，生产连续性要求电动机能保持连续运行，即使因为电力系统的波动打乱了运行方式，也要求能快速自动恢复运行。这些场合对电机再启动要求较高，在电动机再起动时不能造成运行中断或设备冲击损坏。

2 电动机的再起动方式

正常运行时记录电动机的运行信息，供配电系统故障消除后，按故障前记录的电动机运行信息重新起动电动机即完成了电动机再起动。按电动机再起动的过程中是否可以控制，再起动方法分为无控式与可控式两种。

对于低压电动机的控制，电动机的自起动方式宜分为两种不同的功能来设置，第一类属于延时低电压保护类型，动作时间小于500ms，用于克服电源相邻回路故障切除的瞬时失压晃电引起的接触器释放后的重合，其时间极短而不会对电源造成冲击，可以在电动机接触器控制电路中普遍使用。第二类针对重要负载的电动机，以配合正常的备用电源自投和重合闸，确保少部分重要电动机能再起动。

传统电动机再起动方式的不足之处：

交流接触器普遍应用于电动机控制回路，它的特性是带电自保持，无压释放。当晃电发生时，电机会瞬时失压，接触器就会释放，造成运行中电机不必要停机，使生产中断，从而对炼油企业造成一定的经济损失。随着炼油厂的规模日益扩大，以及变压器容量增大带来的配出回路增多，电源瞬时失压即“晃电”的现象越来越多，其原因是相邻回路故障引起的瞬时失压几率增加，最长持续时间一般是故障保护的切除时间，大约在300ms以下，也有保护元件来不及动作的电压闪降故障，其时间更短。而交流接触器电保持条件大致是：电压不小于45%或失压时间不大于60ms，并且离散性非常宽，对于这类晃电引起的接触器释放，常规方式的再起动设备是无法识别处理的。传统的电动机自起动技术是配合备用电源自投和重合闸的，备用电源和主电源基本是独立的或者是有阻抗隔离元件的，电源的失压时间都在1.5s以上，而参与自起动的电动机群只是少部分极重要的设备，但是，现在的炼油厂遇到的是大量的瞬时失压都是小于0.5s的相邻线路故障。现在的石化企业都是高速地进行扩容，增加企业的炼油能力，用电负荷增加地很快，还有企业内的供电系统也更加地复杂了，传统电机自起动方式难以满足目前石化企业供电系统供电方式灵活多变的要求。传统电机自起动结构复杂、安全性差、安装困难、维护工作量大。

3 ABB M102-M马达保护器在惠炼的应用

3.1 ABB M102-M马达保护器起动方式的功能特点

M102-M支持多种电动机起动方式。通过微处理器控制内部继电器（CCA，CCB，CCC）的吸合来控制外部的中间继电器或接触器。内部继电器CCA，CCB之间电气互锁，防止两个继电器同时动作。

M102连续监测电机的L1，L3间的相电压（UL1L3），当电机处于运行状态且系统电压瞬间跌落时，M102可以使电机重新启动。M102-M提供两种（可选）自动重起动模式：标准型和增强型。惠炼的低压电动机自动重起动模式为标准型。

当选用标准模式时，在电压突降后，根据电压跌落时间的长短，自起动可以分为以下三种情形：

情形1：电压跌落时间<自动重合闸时间。

若跌落电压在自动重合闸时间之间恢复到正常电压，自动重起动将立即执行。

情形2：自动重合闸时间<电压跌落时间<电压跌落最大时间。

若跌落电压恢复到正常电压时间发生在自动重合闸时间之后，在电压跌落最大时间之前，M102将按电机分组顺序起动执行，自动重起动将在分组顺序起动延时时间过后开始执行。

情形3：电压跌落时间>电压跌落最大时间。

若跌落电压恢复到正常电压时间发生在电压跌落最大时间之后，M102不执行重新起动操作（电机的重新起动功能关闭）。

3.2 ABB M102-M马达保护器的保护参数设定

惠炼大部分的低压电动机都使用ABB M102-M型马达保护器，ABB M102-M型马达保护器在惠炼运行一段时间后，根据运行期间遇到的各种情况，ABB M102-M型马达保护器的再起动参數整定调整到了最适合的数值。自动重起动参数整定情况如下：

（1）电机自动重起动功能：开启（工艺要求不重启的电机除外）；

（2）最大自动重合闸时间：500ms；

（3）最大电压跌落时间：6s；

（4）顺序起动时间：根据工艺要求，重要电机0s，次重要电机1s，非重要电机2s。

3.3 ABB M102-M再起动功能在惠炼的成功案例

2016年8月21日1时48分36秒，220KV风炼线因雷击导致B、C相短路，风炼线2893开关RCS-931纵差保护、RCS-902纵联保护动作跳闸，短路故障持续约50ms；700ms后220kV母联2012开关自投合闸。由于风炼线跳闸且220kV母联备自投成功，导致惠炼供电系统II段所有用电设备短时间晃电。同时在短路期间，昭炼线受系统影响，220kVI母线电压最低降至52.5%Un。101-KM-302-P01、102-K-101A-RH-A、102-C1301-RH-A、102-TV10404-A受晃电影响而跳闸的低压电动机都能自起动成功。

3.4 ABB M102-M综合保护器运行维护建议

（1）ABB M102-M综合保护器的运行巡检很重要。每次必须检查ABB M102-M综合保护器的各种参数以及装置的运行灯状况是否正常，如果装置异常而得不到及时发现，是无法实现自起动功能的。

（2）配电柜内元器件的运行维护同样重要，接触器是自起动执行元件，如果它出问题，ABB M102-M综合保护器自起动功能再好也没有用。

（3）除了做好ABB M102-M综合保护器的巡检及维护工作外，还要对图纸及原理进行更深层次的研究，以便及时发现装置投用时的缺陷及不足，在问题还没出现之前提前做好整改及防范工作，才能保证保护装置能正常投用，确保供电系统的稳定运行。

4 结束语

随着经济建设的发展，我国石化企业的生产规模日益扩大，厂区内的电动机的容量和数量都不断地增多。为了保证厂区内的生产装置的安全稳定连续地运行，保证电能质量，提高石化企业的经济效益，必须使用电动机再起动装置。ABB M102-M马达保护装置运行以来，在发生的多起外线停电事故中都能实现电动机自动重合闸，比往年发生同类事故造成下游装置所跳闸的电动机明显减少，避免因同类事故造成装置跳车事故，给惠炼公司带来了良好的经济效益和产区的生产装置的可靠连续运行效果。

参考文献

[1]蒋重文.电动机再起动技术的浅析.长沙航空职业技术学院.

[2]周立宏.低压电动机再起动装置的改进.天津石化公司化工保运站.

[3]王子洋.电机再起动技术在化工行业中的应用及起动母线压降的计算.中国石化股份茂名分公司.

[4]M10X用户手册.ABB公司.

收稿日期：2018-3-15