石化行業(yè)特殊的生產(chǎn)環(huán)境對供電的可靠性有很高的要求,在生產(chǎn)過程中不允許電動機由于供電原因而停機。但在實際生產(chǎn)過程中各種設備的供電系統(tǒng)受內(nèi)外因素的影響較多,很容易發(fā)生晃電現(xiàn)象,致使正在運行的裝置設備停機,連續(xù)生產(chǎn)過程被迫中斷,不僅產(chǎn)生廢料和廢氣,還可能引發(fā)有毒有害物質的泄漏,造成火災爆炸及人員中毒死亡等事故;由于石化生產(chǎn)工藝的特殊性,裝置建立穩(wěn)定的生產(chǎn)平衡需要很長時間(一般2天~5天)給企業(yè)造成巨大損失。

1、晃電產(chǎn)生的原因和現(xiàn)象

由于雷擊、短路、大電機直接啟動、某種瞬時故障或其他原因引起電網(wǎng)電壓大幅波動甚至短時斷電,致使用電設備不能正常工作的現(xiàn)象俗稱晃電,晃電具有不可預見性。在石化行業(yè),晃電發(fā)生時由接觸器控制的電機回路和其他設備會自動停車,即使供電立即恢復正常電機也不會自動啟動,需由人工啟動電氣設備,不僅浪費時間還造成連續(xù)生產(chǎn)過程的中斷,可能引起設備損壞、爆炸及火災等事故。常見的晃電現(xiàn)象:電壓驟降、琛升,持續(xù)時間0.5個周波至lmin(一般電壓上升或下降的幅度是額定電壓的110%-180%或10%-90%);電壓閃變,一般表現(xiàn)為人眼對照明異常而產(chǎn)生的視覺感受;短時斷電,持續(xù)時間0.5個周波至3s的供電中斷。

2、晃電對供電回路的影響

2.1、交流接觸器

交流接觸器在低壓電動機回路中應用非常廣泛,所占比例很大,石化行業(yè)較大一部分電機都是由交流接觸器控制的。當電網(wǎng)發(fā)生晃電現(xiàn)象時,由于接觸器額定電壓的下降或中斷,致使線圈對鐵芯的吸引力小于彈簧的彈力,致使接觸器釋放,造成一大批電機停止工作,使連續(xù)生產(chǎn)過程中斷，晃電現(xiàn)象對接觸器的影響如圖1所示。一般情況下,交流接觸器線圈電壓在降到額定電壓的50%時開始抖動;降到40%或30%時接觸器釋放;在電壓低于80%或更高的情況下,一般持續(xù)幾個周后接觸器也會釋放。因此,一旦電網(wǎng)發(fā)生晃電,就會造成接觸器不同程度的釋放,導致很多低壓電動機回路停機。

圖1晃電現(xiàn)象對接觸器的影響

2.2、變頻裝置

針對石化行業(yè)的特點,一些重要裝置由于啟動瞬時電壓大,需采用變頻器回路供電。一般輕微的晃電,會由于變頻器的自身特性,在欠壓或斷電情況下,且逆變器是電流驅動型-GTR時,就會停止向驅動電路輸出信號,使電動機處在自由的制動狀態(tài),此時變頻器在很短的時間內(nèi)能繼續(xù)工作,對裝置不會造成影響。但是,在晃電較為強烈時,且逆變器為電壓驅動型-IGBT時,就會導致變頻器的調速電動機停止工作。因為當負載不變時,由于電網(wǎng)電壓的下降,電動機的電流會增加、流過變頻裝置的電流也增加,導致變頻器熱量增加,影響變頻器的正常運行。

一般變頻器的控制電源都采用開關電源,電網(wǎng)電壓波動不大時,控制系統(tǒng)能夠正常運行;電網(wǎng)電壓波動比較嚴重時,由于工作電流增加或工作溫度升高,導致變頻器熱量增加,導致控制系統(tǒng)不能正常工作、變頻器損壞同時裝置停機。

3、抗晃電技術在石化行業(yè)中的應用

目前,中國石油某石化公司煉油區(qū)的關鍵生產(chǎn)裝置有8套,公用工程裝置8套。查閱近幾年的故障統(tǒng)計,結果表明每次電網(wǎng)波動均造成系統(tǒng)電壓降低,致使部分低壓接觸器脫扣,導致裝置生產(chǎn)波動。因此,采取有效的抗晃電技術將電網(wǎng)波動對生產(chǎn)的影響降到最低是必要的。為了全面掌握晃電現(xiàn)象對裝置造成的影響,更好地進行抗晃電技術的實施,分別對該公司煉油區(qū)的幾套關鍵裝置進行調查,詳見表2。

可以看出,晃電對石化企業(yè)關鍵機組的影響主要是體現(xiàn)在進料泵、油泵、回流泵、循環(huán)泵、鼓風引、引風機、空冷器及壓縮機等設備上。這些關鍵設備發(fā)生晃電停機后會造成不同程度的影響,機泵作用不同造成的危害和影響也不同。 經(jīng)過調研,此石化公司已經(jīng)在煉油區(qū)幾套關鍵裝置的關鍵機組上配置了再啟動控制器.實現(xiàn)設備的晃電再啟動,保證連續(xù)生產(chǎn)的順利進行。

4、結東語

有效降低或防止因晃電現(xiàn)象而引發(fā)的設備損壞和因停產(chǎn)而導致的經(jīng)濟損失,一定會催生越來越多的抗晃電技術。再啟動控制器技術是對供、配電系統(tǒng)故障后的補救措施之一,目的是進步提高供、配電系統(tǒng)對電動機供電的可靠性。通過改造原有電動機的控制回路,對關鍵裝置關鍵設備的電動機回路配置再啟動控制器,實現(xiàn)了設備的抗晃電。再啟動控制器技術的應用,進步提高了供、配電系統(tǒng)供電的可靠性,減少了裝置因晃電而造成的安全和環(huán)保事故。