韓 煜
(晉能控股煤業(yè)集團有限公司同家梁礦,山西 大同 037003)
大型的廠礦企業(yè),特別是煤礦、鋼鐵、發(fā)電、化工等企業(yè),各種儀器設備對供電的穩(wěn)定性要求很高,要求電源功率非常大,因此,會產(chǎn)生嚴重的用電負荷,在一般的生產(chǎn)工作中,大部分的電動機都會有備用電機,防止出現(xiàn)額外斷電的現(xiàn)象,在基本的安全用電條件下,基本能保證設備的運行。但在某些重要工藝設備中,電動機不停運轉(zhuǎn)不僅造成重大的用電負荷,電壓不穩(wěn),晃電嚴重,而且會引起生產(chǎn)流程停滯,造成巨大損失,甚至引起電動機損壞,妨礙整個設備的運行。因此,針對以上出現(xiàn)的問題展開分析,并提出了相應的保障措施。
晃電現(xiàn)象的主要原因包括:電網(wǎng)并網(wǎng)、變壓器容量增大、配出線回路的增多等[1],最易引起電壓波動,導致瞬時失壓;供電線路或上一級供電線路發(fā)生瞬時性故障造成的短時失壓;雷擊造成的電壓閃變;電網(wǎng)中有線路發(fā)生短路時,在故障線路被切斷前該短路點附近區(qū)域的電壓大幅度降低等都可以引起晃電現(xiàn)象。
1.2.1 產(chǎn)生晃電的影響因素
1)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動。由于整個工藝流程會有很多電磁類設備,當電動機出現(xiàn)故障,低壓進線斷路器會失壓脫扣;變頻器、因低電壓停止運行等。
2)流程中某設備損壞。在整個設備運行的過程中,當其中某一環(huán)節(jié)發(fā)生障礙時,就會引起整個生產(chǎn)流程的中斷,從而引發(fā)更大的安全生產(chǎn)事故。
3)引起爆炸、火災。大規(guī)?;坞姮F(xiàn)象產(chǎn)生大電流,如果發(fā)生在有限的密閉空間,可能會伴隨著火災、爆炸事故的發(fā)生。
1.2.2 相應的保障措施
1)加強設備管理,保障可靠運行。由于人為操作原因,不能嚴格遵守操作流程,甚至會造成設備損壞。因此加強電氣設備運行可靠性,規(guī)范操作流程,確保順利運行。
2)加裝大容量電抗器。根據(jù)電抗器在電網(wǎng)中的原理,串聯(lián)電抗器,增大短路阻抗,起到穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、增強電網(wǎng)抗晃電的作用[2]。
3)確定保護定值等,必須使電氣設備在一定的電壓、電流范圍內(nèi)工作,防止電氣設備的損壞、生產(chǎn)的中斷,確保電氣設備不越級跳閘,電網(wǎng)晃電時縮小電網(wǎng)停電面積,減少經(jīng)濟損失。
4)更換同容量的防晃電接觸器或加裝再起動控制器。加裝再起動控制器,發(fā)生晃電時,確保起動控制回路始終處于接通狀態(tài),可保障供電保證設備正常運行。
2019年3月13日,某廠電儀車間,突然發(fā)生10kV 2號電源電纜線路晃電,由于系統(tǒng)晃電導致廠區(qū)內(nèi)數(shù)十臺低壓電動機接觸器失壓釋放,突發(fā)狀況導致整個生產(chǎn)流程的中斷,增加造成了儀器設備的損壞,經(jīng)濟損失嚴重。通過現(xiàn)場分析得出,生活區(qū)10 kV電纜AC相短路,10 kV故障電流約7 600 A,故障持續(xù)時間180 ms左右,此時已有少量電動機接觸器晃電,出現(xiàn)了短路現(xiàn)象,造成了電網(wǎng)的波動,如下頁圖1所示,也說明了設備的設計過程存在著缺陷,發(fā)電機的保護閘不僅不能正常的工作,而且不能及時發(fā)出警報。另外,值班人員檢查不到位也是其發(fā)生事故的原因之一。因此,為了保證現(xiàn)場工藝連續(xù)性,防止出現(xiàn)因短時晃電造成重要電機跳停從而引起一連串的其他輔助設備的聯(lián)鎖動作,將頻器晃電再啟動技術(shù)應用于此次事故中,該技術(shù)可以將再啟動時間控制在5 s以內(nèi),在此時間段內(nèi)電動機的轉(zhuǎn)速下降能控制在10%的范圍內(nèi),從而確保了生產(chǎn)裝置的連續(xù)運行。
圖1 錄波裝置所截取的波形
由于電力系統(tǒng)大型設備眾多,一旦發(fā)生晃電現(xiàn)象生產(chǎn)成本增大,就需要通過不斷的技術(shù)研究、實際應用,減少晃電現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)2019年3月13日,某廠電儀車間電纜線路晃電事故分析表明,晃電再啟技術(shù)的應用降低了電器設備在運行過程中出現(xiàn)的事故概率,確保了整個電氣設備、全部生產(chǎn)線在穩(wěn)定的電流電壓下運行。