试分析石油化工装置抗晃电措施的探讨研究

韩亮

（大庆油田化工有限公司甲醇分公司，黑龙江 大庆 163411）

晃电即是指供电系统因雷击、短路或是其他原因造成电网短时故障，引发电压剧烈波动、闪变以及短时间停电。晃电对于连续型生产企业的危害大，这类企业的一些重要设备和整个工艺生产过程是连锁的，因此一旦发生晃电现象，就会导致整个生产线瘫痪，使生产活动陷入停滞。因此探究石油化工装置抗晃电措施对于企业健康发展具有重要意义。

1 “晃电”的危害分析

1.1 晃电的含义分析

供电系统产生晃电的基本类型包括电压骤降、电压骤升、短时断电、电压闪变等。近些年来，为更好的满足社会生产和人们生活的用电需求，我国在电网建设方面投入的力度越来越高，电网并网和环网日益扩大，馈电变压器容量的增大使得配出回路也在逐渐增多，“晃电”现象增加，造成这种现象的主要原因是因相邻回路故障引发的电压波动出现增高。晃电的最常持续时间一般为故障保护的切除时间。“晃电”造成的接触器释放，采取常规的微处理器自启动设备是无法解决的，这是因为其故障时间要低于微处理器的电压采集周期时间，因此难以识别。

1.2 晃电对石油化工企业生产的影响和危害

在出现“晃电”现象时，电网中的交流接触器的操作线圈会出现短时断电或是电压过低的情况，导致线圈对铁芯的吸引力小于释放弹簧的弹力，此时就会有一定的几率出现接触器释放的情况，造成电动机大规模跳闸。同时，出现晃电时，变频器的逆变器件在失电压的情况下，会发生指令停止跳闸。此外，晃电对配电所也会产生一定的负面影响。晃电发生时会出现剧烈的电网电压波动，导致变电所进线开关柜欠电压，从而引发低电压保护误动作，使得母线出现失电现象。石油化工企业生产活动需要在高温、高压的条件下开展，具有易燃易爆、易腐蚀泄漏等的特征，加之其生产工艺十分复杂，因此对连续性生产的要求较高。企业在从事生产工作的过程中一旦出现“晃电”现象，很容易导致电动机控制回路中的交流接触器释放，此时电动机、软启动器以及变频器都会停止运行，同时机泵跳闸停机会导致机组出现连锁停机，这将会对石油化工企业带来一系列的重大危害，如设备损坏、物料泄漏、防控或是报废，不仅会造成严重的经济损失，一些化工原料泄露还会对工人的生命安全造成恶劣的影响。基于此，“晃电”现象是威胁石油化工企业持续健康发展的重要因素，石油化工企业必须做好“晃电”预防工作，实现自身生产作业的连续性，保障自身产品的质量，如此才能获得更加显著的经济效益。

2 石油化工装置抗晃电措施分析

2.1 UPS抗晃电系统的应用

石油化工企业在生产的过程中，对于一些重要的控制系统，如DCS或是PLC等，其工作电源最好采取UPS接入，这样可以有效的避免“晃电”现象的发生。UPS电源通常由两个部分构成，分别是主机和储能电池。石油化工企业生产具有连续性的特征，因此应该极力避免出现断电现象。应用UPS电源系统就可以有效的达成这一目的。石油化工生产作业一旦发生“晃电”现象，UPS电源系统会在第一时间得知，可以自行启动对部分不能停电的设备和装置进行供电，发挥出应急电源的作用，这样就可以为事故的处理争取到足够的时间。在电网正常工作时主要负责为负载供电，同时为UPS电源系统的储能电池进行充电。一旦电网出现欠压或是断电时，UPS电源系统就会投入工作，从电网供电即时切换到电池供电模式，通过储能电池进行供电，维持石油化工企业生产工作的正常进行。在“晃电”现象发生时，石油化工企业供电系统中的接触器可以在UPS电源系统的支持下正常运行，避免其线圈出现短时断电或是电压过低的情况，从而避免电极停机甩负荷事故的发生。同时，在配电柜的主母线失电超出一定的时间之后，UPS电源系统会根据二次控制部分设定断开输出，避免电压回复时出现事故。图1为UPS电源系统的控制接线图。

图1 UPS 防晃电系统控制接线图

由上图1可知，在QF1闭合的情况下，UPS得电，按动按钮SB2后，接触器KM会吸合，控制母线得电，此时控制电源母线即处于UPS供电模式。一旦发生“晃电”现象，UPS内部的电池会自动状态切换，维持母线电压不变，避免接触器断开。系统中的KT是失电延时继电器，在电源电压正常的情况下，其延时触点处于闭合状态，此时接触器的线圈带电，控制电源母线带电后为各个控制回路正常供电。若是电源电压下跌超出设定时间会促使进线开关断开，KT的延时触头就会断开，之后KM会因失电而断开，进而电源母线失电，这样就可以避免电源恢复后出现电动机再起动的现象。

2.2 DC-BANK抗晃电系统

为了避免晃电对供电系统变频器的影响，虽然可以通过取消变频器低压保护设置的方式快速重起动，但是在这种方式下，关键电机的停止和重起会对石油化工企业生产的连续性造成干扰，导致产品的次品率提高。同时，低压保护设置可以为变频器提供过流保护，取消这一设置会对变频器埋下一定的安全隐患。相对于上述方法，现阶段石油化工企业在对变频器进行抗晃电时，通常采取具有高效、可靠、可拓展、低故障率等优点的DC-BANK。DC-BANK常用于对供电质量要求较高的特殊负载场所，有效的解决了交流并机宽和切换时间方面的难题。在电网正常工作的情况下，变频器是通过交流母线进行供电，此时DC-BANK系统处于热备用状态下，系统中的电池组会通过充电整流器进行充电。而在“晃电”现象发生时，电网电压骤降，导致变频器直流母线电压低于压差控制器设定的电压，这时就会从交流母线供电切换为有DC-BANK系统向变频器的直流母线供电，维持变频器的正常运行。图2为DCBANK系统的工作模式。

2.3 交流接触器抗晃电技术应用

图2 DC-BANK抗晃电系统工作模式

交流接触器是低压电动机控制系统中常用的装置之一，在“晃电”现象发生时，由于电压持续下降到接触器最低吸合电压之下，接触器就会断开导致电动机停止运行。针对这一问题，可以采取以下抗晃电技术：其一，采用抗晃电交流接触器。为了避免接触器在“晃电”现象发生时出现释放或是工作在临界弹跳区，可以采用能够延时释放并可以避免临界弹跳区的晃电接触器。这种抗晃电接触器的原理是在“晃电”现象发生时，接触器的主触头延时释放，保障“晃电”间接触器不脱扣。图3为抗晃电接触器的控制线路安装接线图。需要特别注意的是，图中交流接触器KM和按钮SB1应该通过导线直接相连，不然抗晃电接触器将无法分别断电指令和晃电影响，反而会带来不利影响。其二，在现有的交流接触器上增设延时模块。采用抗晃电接触器需要对原有的交流接触器进行替换，这样就会造成资源的浪费。因此除了这种方法，还可以在原有的交流接触器上增设延时模块，这样就可以起到和应用抗晃电模接触器同样的效果，实现晃电保护。其三，再起动技术。再起动技术通常应用于采用真空接触器的设备，具体是通过增设再起动模块的方式起动控制线路。

图3 抗晃电接触器安装接线图

3 结语

综上所述，石油化工企业生产活动对连续性的要求较高，因此“晃电”现象对石油化工企业生产的危害性极大，必须采取一定的抗晃电措施。本文基于“晃电”现象对石油化工企业的具体危害，有针对性的提出了相应的抗晃电措施。