张磊 童金聪 尚海一
（国网浙江省电力公司宁波供电公司 浙江宁波 315000）
摘要：本文对于石化企业应对晃电故障的设备侧措施进行了详细的研究。设备侧措施包括提高设备本身的抗晃电能力、合理配置变压器负载和出线电压、实现双重电源供电、对重要设备应用不间断电源装置、配备快速切换装置、应用电压补偿设备以及实现电动机晃电后再起动等七个方面的措施。最后对于石化企业应对晃电故障的工作进行了总结与展望。
关键词：石化企业；晃电故障；双重电源；快速切换装置；再起动
1.前言
石化企业是国民经济的支柱企业之一，企业的生产运营与经济效益在国民经济中具有举足轻重的地位。石化企业生产工艺复杂，需要高温高压环境，生产流程连续性极强，整个生产过程与产品易燃易爆且有毒有害，对供电系统的电能质量和供电可靠性提出了较高的要求。
晃电是指因电网短路、设备故障以及人为误操作等原因而导致电网电压在短时间内发生大幅波动，甚至短时断电数秒钟的现象。
文中首先分析了石化企业中发生晃电故障的危害，然后从电网侧和设备侧两方面对石化企业应对晃电故障的措施进行了详细的研究。
2 石化企业应对晃电故障的措施
晃电故障的发生往往带有随机性，其发生的时间、地点以及故障的性质与外部电网结构、内部电网结构、气象条件以及用电负荷的大小和性质等众多因素有关，因此需要根据实际情况采取多种应对措施，才能得到很好的效果。文中从系统侧和设备侧两方面总结了石化企业晃电故障的应对措施。
2.2.1 提高设备本身的抗晃电能力
对于生产装置的实际需求，石化企业的生产技术人员应该与设备供应商以及电力部门的技术人员进行详细的对接。一方面，可以向设备制造商明确提出使设备具有一定抗晃电能力的技术要求；另一方面，可以共同分析生产实际数据以及事故统计数据，调整设备的运行方式及装置内部某些环节的参数，从而提高设备本身的抗晃电能力。
2.2.2 合理配置变压器负载和出线电压
由于石化行业负荷大部分为一级负荷，按照规定，装有2台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电，故变压器的负载率不能超过50%。
2.2.3 实现双重电源供电
双重电源供电是指由两个独立的电源进线供电，具体来讲是指由企业供电区域内两个不同的配电所分别引出电源线对企业进行供电。但是在许多情况下，石化企业所处的供电区域内只有一个区域配电所，不能达到双重电源供电的要求，这时为了应对晃电故障，保证供电可靠性，应该充分发挥企业自备热电厂的作用，实现自备热电厂与供电网络并联，并将其作为一个独立电源对待。在实际运行中，石化企业也是按照上述原则运行的。
2.2.4 对重要设备应用不间断电源装置
由于不间断电源（UPS）可以不受晃电故障的影响，平稳地对负荷供电，故对于计算机等精密电子设备，变频器、无刷励磁同步机的励磁柜等电力电子设备以及分散控制系统DCS、可编程逻辑控制器PLC等重要的控制系统的工作电源均应考虑采用UPS[1]。
2.2.5 配备快速切换装置
广泛应用于电力系统的备自投装置由于切换时间过长（0.5-2s），应用在石化企业晃电故障时的情况往往是备自投成功了，电动机却已停车。而随着快速切换装置的问世，在工作电源发生晃电故障的很短时间（0.1-0.2s）内，快速切换装置可以将备用电源投入，母线电压幅值在降低到低压保护动作值之前恢复，保证了生产的连续性。
2.2.6 应用电压补偿设备
目前广泛应用的电压补偿设备是动态电压恢复器（DVR）。它串联于电源与负荷之间，当负荷电压正常时，DVR被旁路，由系统提供电压；当发生晃电故障时，DVR可在毫秒级内对负荷电压进行有效地补偿。
典型的串联型DVR如图1所示，DVR装置由储能装置、电压型三相桥变流器、滤波电路以及串联变压器四部分组成，如下关系式成立：
2.2.7 实现电动机的晃电后再起动
在发生晃电故障之后，根据石化企业的工艺流程，利用再起动装置将电动机按照晃电前的运行状态进行再起动，该措施对于快速恢复装置的连续性生产，保证石化企业的正常运行起到了重要作用。
（1）电动机综合保护装置
电动机综合保护装置是由微型计算机实现的新型保护装置，具有晃电后再起动功能。与传统继电器保护相比，具有可靠性高、速度快、维护调试方便和性价比高等优点[3]。
（2）抗晃电交流接触器
抗晃电交流接触器是一种新型的抗晃电设备，与普通交流接触器相比，其差别在于预先在储能线圈中储能，使得接触器可以实现延时释放。
（3）电动机再起动延时继电器
考虑到实际工艺流程，对于应用自起动情况较少的电动机可以采用电动机再起动延时继电器来实现晃电故障后的再起动。
电动机再起动延时继电器实时监测交流接触器的电源电压，只有当监测到瞬间失压时，该继电器才起动。当晃电故障结束后，只要晃电故障持续时间不超过设定的晃电允许时间（通常为0.1-25s），既按设定的时间延时再起动电动机；否则，闭锁再起动功能。
（4）DC-BANK系统
DC-BANK系统由蓄电池、整流充电器、静态开关、变频器组成。
当发生“晃电”时，进线电压下降，变频器直流母线电压也随之下降，当直流母线电压下降至低于蓄电池电压时，触发静态开关，经变频器逆变后供电机使用，从而保证电动机转速不变，达到抗晃电效果。
（5）电动机分批再起动装置
电动机分批再起动装置通常应用于电动机自起动较为频繁的场合。
发生晃电故障时，对于母线电压和进线电流进行检测。当电压在设定的恢复时间内恢复至正常值且进线电流不大于设定的恢复电流时，立即起动第一批电动机；否则，闭锁再起动功能。
3总结与展望
目前，无论学术界还是工业界，对于解决石化企业晃电故障尚无系统的研究，但是晃电故障对于石化企业造成的巨大损失已经越来越引起人们的重视，对于晃电故障的研究也将越来越深入。
（1）尚有许多有前景的抗晃电技术与设备由于可靠性或者经济性的问题，没有投入到使用中，比如说超导储能补偿装置，该装置对晃电补偿响应速度快，效率高且输出灵活，但冷却技术不达标，尚未广泛应用；
（2）解决石化企业晃电问题，需要电力部门、石化企业以及设备制造商三方面共同的努力，加大研发投入力度，集中力量攻破难关。
参考文献：
[1]陈琳，严金云.石化企业晃电影响及抗晃电措施[J].电气时代.2012年第10期
[2]张庆忠 邵长晶等.化工企业电气系统抗‘晃电’技术措施及应用[J].电气应用2013年第32卷第7期
[3]刘龙舞.电动机抗晃电技术在石化企业中的应用[J].电工电气 2011年第12期
作者简介：
张磊，男，汉族，研究生，电力系统运行 分析与控制，国网浙江省电力公司宁波供电公司，助理工程师。
童金聪，男，汉族，本科，电力系统运行 分析与控制，国网浙江省电力公司宁波供电公司，助理工程师。
尚海一，汉族，研究生，电力系统运行 分析与控制，国网浙江省电力公司宁波供电公司，工程师。
论文作者:张磊,童金聪,尚海一
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：电动机论文; 故障论文; 电压论文; 石化企业论文; 装置论文; 设备论文; 接触器论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;