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防晃电技术在乙烯的应用

随着国家经济的发展以及现代技术的不断进步,人们对电源稳定性的要求越来越高,防晃电技术的运用越来越广,特别是在医院、石化、半导体、煤化工、硅化工、石油、冶金、水利、电力、轨道交通、制造、环保、废水处理等行业中,防晃电技术带来了很大的社会效益和经济效益。

 

1 前言

晃电,指电压暂降/骤降,是电压有效值降至标称值的1090%,且持续时间为10ms1min(典型持续时间为10600ms)的电能质量事件之一。严重的电压暂降,将使用电设备停止工作,或引起所生产产品质量下降。而电压暂降影响的严重性则随用电设备的特性而异,电机对电压暂降特别敏感,极其短暂的电压暂降都可以使电机主回路接触器释放,导致电机停止运行。我公司的用电负荷以电动机为主,所以在突发故障时系统快速恢复到正常供电的过程中保证电机不失电就尤为重要。

 

目前乙烯电力系统在35kV10kV6kV电压等级的进线、母联柜上安装了安全可靠、动作迅速的快切装置,在低压进线、母联柜上利用施耐德S80、同期装置实现低压备自投功能。这些设备可以保证乙烯电力系统中,即使配电回路发生短路故障、电气设备遭雷击等事件时,最快在100ms左右的时间内切断故障点,并切换到备用电源,恢复电力系统的正常运行。但是在这100ms的时间内,故障回路的电气设备都经历短暂的电压暂降过程,此回路的部分电机有可能会因失压停车。如何正确选择防晃电技术保证电机在电压暂降过程不停车就值得我们探讨一番。

 

2 空分装置变频电机利用防晃电接触器实现防晃电功能

空分装置变频器电机设计初期未考虑到“晃电”极端情况的出现,电机将20161123日,由于外电网波动,系统电压下降至75%,由于空分变频器电机无防晃电功能,其中1台变频电机因变频器报“低电压”故障跳闸停机,电机控制回路原理图如图1所示。

 

其中:(1)是按钮台紧急停;(2)是DCS送电;(3)是DCS开;(4)是来自机旁;(5)是DCS开停加热器;(6)是DCS停。由原理图可知,当出现“晃电”时,KC11接触器线圈失电,KC11常开点断开,电机停止运行。由原理图可知,当系统出现晃电时,KC11线圈失电,其常开点由于线圈失电而断开,当电压恢复时,无合机旁按钮开或DCS开机命令,KC11线圈不得电,KC11常开点仍然断开,变频器未接受启动命令,电机不会运行,也就是说正常运行的电机在晃电后停止运行,需要由工艺人员重新启动。由于未采取防晃电措施,KC11继电器为普通的中间继电器,在晃电的时候不能够保持。

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经研究对原回路进行改造,控制原理图部分:由原理图可知晃电电压恢复后KM11接触器线圈将会得电保持(来自DCS2)点保持),只需要在晃电时KC11中间继电器能够保持,故可用防晃电接触器替代KC11中间继电器。

 

换用防晃电接触器后晃电时最长延时3s释放,能够躲过晃电时间。在控制电压突然跌落到正常工作电压时,欠压信号传输到晃电延时接触器的控制电路中,控制系统对信号立即做出分析,是需要延时还是常规工作。需要延时来防止晃电事故发生时,接触器在设定的延时时间内处于保持状态,超过设定的延时时间接触器立刻断开。在正常的工作电压情况下,防晃电接触器的动作特性与常规动作特性相同。

 

更改变频器参数设定,将线控制由边沿触发改为O/I电平。欠压保护跳闸改为报警,欠压保护设置由无改为母线V保持。

 

经过改造后,利用防晃电接触器的自保持功能可以在3s以内躲过晃电。

 

防晃电接触器结合了普通交流接触器和时间继电器的功能,能够实现用于连续性生产作业线因雷击、短路重合等供电系统发生的瞬间失压、失电保持接触器不脱扣。而操作接通、分断与常规接触器完全相同。当事故停电超过定时限时间时,接触器脱扣,达到了躲过晃电保持连续生产不停机的目的。防晃电接触器接在交流主回路中,自带1对辅助节点,更多节点需要外挂辅助触点,延迟时间为03s可调,工作环境温度-25°C-45°C,天气条件在40°C时,相对湿度不超过50%,在较低的温度下可以有较高的相对湿度,高温月的月平均最低温度不超过土25℃,该月的平均最大相对湿度不超过90%,并考虑因温度变化发生在产品上的凝露。

 

防晃电接触器在改造过程中使用方便,用它替换主交流接触器即可,并不需要过多改动控制回路接线,线圈的工作电压可适应的范围更广,在乙烯聚丙烯、高密中、低密、空分等变电所的电机配电抽屉回路中我们选择使用防晃电接触器,因为只需要将它与原交流接触器替换,并少量改线即可。

 

上海求所生产的智能防晃电接触器综合上所述,对电气设备进行抗晃电改造时,要充分考虑到设备使用环境的温度、湿度、空间,回路电压等级,待改设备的各项性能参数等因素,合理利用抗晃电元件的特性,做出最合适的选择。在乙烯抗晃电改造中都取得了很好的效果。