石化行业特殊的生产环境对供电的可靠性有很高的要求,在生产过程中不允许电动机由于供电原因而停机。但在实际生产过程中各种设备的供电系统受内外因素的影响较多,很容易发生晃电现象,致使正在运行的装置设备停机,连续生产过程被迫中断,不仅产生废料和废气,还可能引发有毒有害物质的泄漏,造成火灾爆炸及人员中毒死亡等事故;由于石化生产工艺的特殊性,装置建立稳定的生产平衡需要很长时间(一般2天~5天)给企业造成巨大损失。

1、晃电产生的原因和现象

由于雷击、短路、大电机直接启动、某种瞬时故障或其他原因引起电网电压大幅波动甚至短时断电,致使用电设备不能正常工作的现象俗称晃电,晃电具有不可预见性。在石化行业,晃电发生时由接触器控制的电机回路和其他设备会自动停车,即使供电立即恢复正常电机也不会自动启动,需由人工启动电气设备,不仅浪费时间还造成连续生产过程的中断,可能引起设备损坏、爆炸及火灾等事故。常见的晃电现象:电压骤降、琛升,持续时间0.5个周波至lmin(一般电压上升或下降的幅度是额定电压的110%-180%或10%-90%);电压闪变,一般表现为人眼对照明异常而产生的视觉感受;短时断电,持续时间0.5个周波至3s的供电中断。

2、晃电对供电回路的影响

2.1、交流接触器

交流接触器在低压电动机回路中应用非常广泛,所占比例很大,石化行业较大一部分电机都是由交流接触器控制的。当电网发生晃电现象时,由于接触器额定电压的下降或中断,致使线圈对铁芯的吸引力小于弹簧的弹力,致使接触器释放,造成一大批电机停止工作,使连续生产过程中断，晃电现象对接触器的影响如图1所示。一般情况下,交流接触器线圈电压在降到额定电压的50%时开始抖动;降到40%或30%时接触器释放;在电压低于80%或更高的情况下,一般持续几个周后接触器也会释放。因此,一旦电网发生晃电,就会造成接触器不同程度的释放,导致很多低压电动机回路停机。

图1晃电现象对接触器的影响

2.2、变频装置

针对石化行业的特点,一些重要装置由于启动瞬时电压大,需采用变頻器回路供电。一般轻微的晃电,会由于变频器的自身特性,在欠压或断电情况下,且逆变器是电流驱动型-GTR时,就会停止向驱动电路输出信号,使电动机处在自由的制动状态,此时变頻器在很短的时间内能继续工作,对装置不会造成影响。但是,在晃电较为强烈时,且逆变器为电压驱动型-IGBT时,就会导致变频器的调速电动机停止工作。因为当负载不变时,由于电网电压的下降,电动机的电流会增加、流过变频装置的电流也增加,导致变频器热量增加,影响变频器的正常运行。

一般变频器的控制电源都采用开关电源,电网电压波动不大时,控制系统能够正常运行;电网电压波动比较严重时,由于工作电流增加或工作温度升高,导致变频器热量增加,导致控制系统不能正常工作、变频器损坏同时装置停机。

3、抗晃电技术在石化行业中的应用

目前,中国石油某石化公司炼油区的关键生产装置有8套,公用工程装置8套。查阅近几年的故障统计,结果表明每次电网波动均造成系统电压降低,致使部分低压接触器脱扣,导致装置生产波动。因此,采取有效的抗晃电技术将电网波动对生产的影响降到最低是必要的。为了全面掌握晃电现象对装置造成的影响,更好地进行抗晃电技术的实施,分别对该公司炼油区的几套关键装置进行调查,详见表2。

可以看出,晃电对石化企业关键机组的影响主要是体现在进料泵、油泵、回流泵、循环泵、鼓风引、引风机、空冷器及压縮机等设备上。这些关键设备发生晃电停机后会造成不同程度的影响,机泵作用不同造成的危害和影响也不同。 经过调研,此石化公司已经在炼油区几套关键装置的关键机组上配置了再启动控制器.实现设备的晃电再启动,保证连续生产的顺利进行。

4、结東语

有效降低或防止因晃电现象而引发的设备损坏和因停产而导致的经济损失,一定会催生越来越多的抗晃电技术。再启动控制器技术是对供、配电系统故障后的补救措施之一,目的是进步提高供、配电系统对电动机供电的可靠性。通过改造原有电动机的控制回路,对关键装置关键设备的电动机回路配置再启动控制器,实现了设备的抗晃电。再启动控制器技术的应用,进步提高了供、配电系统供电的可靠性,减少了装置因晃电而造成的安全和环保事故。