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摘要:目前,随着我国经济的迅速发展。各个领域的发展都逐渐趋于完善。在化工电力系统内。当下一直困扰着我们的是电网的晃电。其给我国一些连续型管道企业带来了极大的影响。严重阻碍了其正常发展。针对于此,本人根据多年的相关工作经验,在本文中分析了电网晃电给连续性生产企业带来的危害,针对电网晃电的特点,电气回路种类制定防晃电方案及整改措施,防晃电系统调试及维护等。通过对以上措施的应用发现,其的确能够减少由于晃电现象而引起的跳闸停机事故,减少企业的损失。
关键词:经济发展;分析与研究;模块化应用;安全事故;深远影响
通过雷击或者短路等原因而导致电网短时间内波动或者断电的现象,我们称之为晃电。晃电现象的发生,无不给企业带来了不可挽回的损失。在一些连续型管道化的化工企业中影响最为明显。在我国连续型生产化工企业当中,虽然平均每年的利润都在几十亿以上,但是在每年的七到九月份,由于雷雨天气等因素,造成电力系统晃电,装置停车,生产中断,给企业带来了重大的损失。
一、晃电产生的主要原因及特点
电力系统线路故障,设备故障,雷击,电气设备短路,设备电气元件老化接地故障等原因,都会导致电网晃电,电网晃电后,电压闪变,电压幅值瞬间跌至额定电压的40%左右甚至更低,持续几百毫秒后又恢复正常电压,电网电压降至50%,严重甚至降为0V,导致接触器失电脱口,变频器欠电压保护动作跳闸,进而导致系统停车,同时,随着供电负荷的增加,设备运行年代的久远,晃电频次也会随之增多,虽然备用电源设置了备自投,重要设备电机采取停电后柴油发电机供电,变频器设置了欠电压晃电再起动,但因晃电时间长,晃电期间电压降较大,变频器主电源接触器已释放,设备停止运行,化工系统管道压力下降,联锁已跳车,全系统停车,每次停车全系统恢复时间一般在十五小时左右,一次晃电导致停车直接经济损失达80万元,同时晃电停车对设备使用寿命及系统稳定影响严重。
二、“防晃电”改造方案介绍
电力系统晃电,使低压供电回路接触器非正常释放,变频器,软启动告警停止工作,机泵停止运行,造成非计划停工,损失惨重,对于连续生产型企业,许多工艺上不允许跳闸,设备停机导致生产中断,重则发生爆炸等设备事故和人身事故。故在电力系统发生晃电时,在电压降低期间,保持主电源接触器运行不释放,保证变频器,软启动控制回路保持,低电压保护自动复位,对于不重要的没有联锁机泵设备,欠电压跳闸后,可选择再次启动或人为手动启动,可保证在系统发生晃电后,系统不停车,保证生产的连续性。对于重要装置中变频给料设备,晃电后电压降低持续时间长时,泵出口流量降低,压力下降,氧煤比等安全联锁启动停车,针对此类设备,可设置直流电源,接入到变频器直流母线上,在晃电过程中,交流电失电,通过高频开关转换为直流供电,保证设备连续稳定运行。
针对于中断连续生产过程从而研究的一种高技术产品,即防晃电模块,通过对微处理技术的应用,检测系统电压波动,电机保护功能结合晃电功能后,不仅使用起来非常容易,并且接线工作也没有那么复杂。在时间的设定与启动方面能够满足要求。通过设置自动启动设备的装置,大大降低了晃电对企业带来的影响。
三、防晃电措施及其应用
1、非重要直接启动设备的防晃电技术
非重要没有联锁的设备可采用延时再起动模块或接触器保持模块两种方案,在设备主电源接触器回路中,将电动机综合保护器改为延时再起动保护模块,该模块能实时检测系统电压值,若电压值将至80%甚至更低,模块开始计时,在设置的晃电定值内,系统电压恢复到80%以上判定为晃电,模块输出接点在设定时间内发出再次启动设备的命令,设备将会再次启动,晃电时间设定值建议不大于3秒,再起动命令发出时间建议设定为2秒内,对于大功率设备,再起动时间可分开设置,这样设备再起动后,不会因为设备同时启动,导致系统电压下降。
再起动保护模块将原电动机保护进行替换,一次投入较大,投资者可选择接触器保持模块,即在主电源接触器的线圈处,并联接入一个接触器保持模块,保持模块可设定保持时间,保持模块在晃电期间,接触器线圈失电,保持模块内电容对接触器线圈进行放电,保证接触器线圈保持不释放,晃电后系统电压恢复后,设备可正常运转达到不停机的目的,但该模块设定时间较短,应用在晃电时间短,电网系统波动小的情况中。
2、变频器、软启动驱动设备的防晃电技术
变频器和软启动驱动技术是目前应用在各领域较为广泛的一种电动机驱动方式,设备启动电流小,电压降不大,但对电力系统的电压稳定性要求较高,电压降低至80%以下,变频器和软启动设备将会发出欠电压,直流母线电压低等报警,同时因控制回路中有接触器和继电器,线圈也会释放,同样也会中断设备的启动信号,造成设备停机,控制方式种类较多,多数以就地和远程方式启动继电器,继电器辅助接点输出至变频器和软启动上,启动设备运行,在晃电后,需要解决的是继电器和接触器的保持,设备报警的复位等。可通过以下几种措施进行解决。第一是主回路中的继电器和接触器增加再起动模块,设定时间要进行统一的配合设定,将变频器内晃电再起动保护功能打开,将再起动模块中输出接点用于复位变频器欠电压保护,可保证变频器在晃电后能够正常运行。第二是主回路中的节电器和接触器增加保持模块,保证晃电后变频器启动信号一直给出,将变频器欠电压保护设置为自复位,可满足晃电后设备正常运行。对于软启动控制回路,在启动继电器和旁路接触器上增加保持模块即可满足设备在晃电后正常运行。
3、DC-BANK变频器防晃电系统的应用
针对附带安全联锁的重要设备,例如气化炉的高压煤浆泵,空分的液氧泵等,电力系统晃电后,系统的压力和流量波动将会导致氧煤比等联锁跳车,后续系统停车,给公司带来损失,采用DC-BANK供电,即直流电源经DC-BANK控制单元到变频器直流端,交流电源故障时,DC-BANK控制单元动作输出的直流电压,一旦交流恢复正常(变频器输入交流电压AV380V整流后直流电压大约DC540V),DC-BANK控制单元停止工作,变频器无扰动平稳运行。保证了机泵连续、稳定、安全运行。
变频器是由整流器和逆变器两部分组成的。交流电源通过整流器整流变成一个直流电压,再通过逆变器逆变为AC380V的交流电压来带动电动机,在整流器和逆变器之间有一段直流母线。只要这段直流母线电压不低于一个设定值(各个厂家设定值不一样)变频器就不停机。而我们就提供一个直流支撑系统,输送一个DC540V左右的直流电压到这段直流母线,并将直流电压设定值略低于变频器的直流母线电压,这样当变频器交流输入正常时,变频器的直流母线电压高于DC-BANK直流电压,变频器正常工作,DC-BANK不投入使用,处于热备状态。当变频器交流输入不正常时,包括晃电和失压,直流支撑切换投入使用,使变频器的直流母线维持在一个正常的工作电压上,变频器正常运行,所带的电机无扰动的正常运行,直到交流电压恢复正常,直流支撑自动退出支撑状态,重新回到热备状态。以备下一次投入。
DC-BANK变频器防晃电系统一次性投资较大,系统的维护量较大,定期要进行蓄电池和电压检测回路、高频开关等设备的检查和维护,故该系统只应用于对设备要求较高的情形中。
四、防晃电模块调试和定期试验
我公司已完成现场重要设备防晃电改造90台,在两次的晃电中发挥了重要的作用,减少了公司损失,但防晃电模块在安装完成后要进行详细的调试,每年要进行试验,否则会造成系统崩溃,引发事故。
防晃电保持模块,再起动保护模块和DC-BANK变频器防晃电系统安装完成后,利用高压备自投切换,主电源回路手动分合闸等模拟系统晃电,对模块进行调试,调试前要制定详细的调试方案,落实人员和责任,详细按照定值清单进行核对定值,在调试后要逐个设备进行确认,对出现问题的设备进行单独调试,在每年要进行防晃电试验,并要有试验报告,定期对模块进行检查和检测,对DC-BANK变频器防晃电系统,制定详细的维护手册,按照要求进行定期维护,保证系统长周期安全稳定运行。
五、结束语
根据上文的分析与研究可知,我国现阶段的防晃电措施已经逐步成熟起来。经过这几年的实践工作发现,以上提到的几种技术经过实践的确有很大的现实意义。其的确能够为我们的连续型生产化工企业带来更高的效益。真正的减少了晃电现象的发生。极大程度的减少了企业在这方面的经济损失。全面的提升了企业的综合竞争力。
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