石化行業特殊的生產環境對供電的可靠性有很高的要求,在生產過程中不允許電動機由于供電原因而停機。但在實際生產過程中各種設備的供電系統受內外因素的影響較多,很容易發生晃電現象,致使正在運行的裝置設備停機,連續生產過程被迫中斷,不僅產生廢料和廢氣,還可能引發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;由于石化生產工藝的特殊性,裝置建立穩定的生產平衡需要很長時間(一般2天~5天)給企業造成巨大損失。

1、晃電產生的原因和現象

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象俗稱晃電,晃電具有不可預見性。在石化行業,晃電發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生產過程的中斷,可能引起設備損壞、爆炸及火災等事故。常見的晃電現象:電壓驟降、琛升,持續時間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,一般表現為人眼對照明異常而產生的視覺感受;短時斷電,持續時間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,石化行業較大一部分電機都是由交流接觸器控制的。當電網發生晃電現象時,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,使連續生產過程中斷，晃電現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,一般持續幾個周后接觸器也會釋放。因此,一旦電網發生晃電,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晃電現象對接觸器的影響

2.2、變頻裝置

針對石化行業的特點,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,此時變頻器在很短的時間內能繼續工作,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,電網電壓波動不大時,控制系統能夠正常運行;電網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中的應用

目前,中國石油某石化公司煉油區的關鍵生產裝置有8套,公用工程裝置8套。查閱近幾年的故障統計,結果表明每次電網波動均造成系統電壓降低,致使部分低壓接觸器脫扣,導致裝置生產波動。因此,采取有效的抗晃電技術將電網波動對生產的影響降到最低是必要的。為了全面掌握晃電現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,晃電對石化企業關鍵機組的影響主要是體現在進料泵、油泵、回流泵、循環泵、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。 經過調研,此石化公司已經在煉油區幾套關鍵裝置的關鍵機組上配置了再啟動控制器.實現設備的晃電再啟動,保證連續生產的順利進行。

4、結東語

有效降低或防止因晃電現象而引發的設備損壞和因停產而導致的經濟損失,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、配電系統故障后的補救措施之一,目的是進步提高供、配電系統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、配電系統供電的可靠性,減少了裝置因晃電而造成的安全和環保事故。