探讨化工企业应对供电系统电压闪变的可行方案
摘要： 化工企业对供电质量要求较高，短时的停电或电压明显变化均会使生产系统受到不同程度的影响。在电源、设备、控制、日常管理等多方面综合考虑，合理使用新型控制元件，科学管理，将有效弥补传统设计中的漏洞，提高化工企业对供电系统电压闪变的适应能力，减轻因闪变而造成的经济损失。
关键词：闪变原因及危害；电源环节；控制环节；日常管理
一、引言
局域电网难免会因为外部或内部故障而引起电压的急剧变化，对于化工企业供电系统而言，同样如此。因供电系统电压闪变而造成的设备停运或局部停车实例不在少数，有的还使生产工况严重恶化导致主设备或主装置损坏，甚至导致有毒有害介质的泄露，给企业造成严重损失。
化工生产环节经常涉及到高温、高压、有毒有害、易燃易爆、腐蚀性等危险因素，对系统的本质安全要求较高，供电管理人员除了有如履薄冰的危险防范意识，更应提高在电源设计、控制环节、日常管理等方面的风险识别能力，及时改进，以降低风险。
探讨化工企业应对供电系统电压闪变的可行方案，对增强化工生产系统的稳定性有重要借鉴意义。
二、电压闪变的原因及后果
1、电压闪变的原因
1.1电网某处遭雷电波入侵
1.2上级电网某回路故障发生及被切除
1.3上级电网突然失去主要电源
化工企业一般都处于电网末端或小电源(企业内部的小容量发电机组)侧。上级电网的故障或较大负荷投切，都可能引起内部电压急剧变化。
1.4电源回路自动重合闸或备自投装置动作
1.5企业内部电气设备绝缘故障
1.6企业内部发电机失磁或励磁绕组故障
1.7企业内部大容量电机的投切
1.8企业内部大容量冲击负荷的投切
大容量电弧炉、短路试验等负荷均可能引起电压陡变。
2、电压闪变对化工企业通常造成如下后果
2.1对电压较敏感的原件保护动作导致设备停运
电压陡变极易使变频器保护动作停运，容易使接触器线圈无法保持而释放，这些都将导致其驱动的生产设备停运。
2.2局部停车
化工生产系统设备关联性较强，单台设备停运可能引发联锁动作，导致局部停车。
2.3通讯系统故障
对雷电波的防范是系统性工作，因防范措施不完善导致通讯设备遭雷击损坏的实例较多。工业交换机之类的通讯设备若故障，可能导致电话系统、生产系统监控信息等环节无法正常使用，使指挥和调度系统受到损失。
2.4设备损坏
对电压敏感的设备如变频器、高频电源功率元件等若因闪变损坏，将需要较长时间的排查和维修，对恢复生产造成不利影响。
2.5非正常停车所造成的次生事故，导致事故扩大化。
三、综合分析
通过对电压闪变的原因分析，企业可以在电源设计、控制环节及日常管理三方面着手，来提高对电压适应性和降低内部电气故障概率。
1、电源环节
1.1电源设计应充分考虑负荷等级
以一类负荷中的特别重要负荷为例，应采用独立的双电源供电，且应有应急电源。盲目节省用电投资将电源可靠性的做法，最终可能会从安全、经济、政治上承受较大风险。容量较小而特别重要的负荷，可以考虑安装UPS装置。
1.2在评估后，有条件实现自动重合闸和备自投的，宜纳入设计。
1.3故障风险高或对电压质量要求苛刻的负荷，在规划时其电源应独立设计，避免同较高等级负荷电源发生紧密电气联系。
以施工项目用电为例，由于施工环境经常变化，其故障率较高。因施工线路故障而导致化工企业10kV或6kV厂用电母线电压波动而停车的实例挺多，对此类负荷，应单独考虑临时电源，不能同特别重要负荷共用电源。
由于变频器对电压反应灵敏，在选用时应慎用，对于联锁复杂的必要时可以结合现场条件由机械调速系统来代替。
1.4配电变压器应考虑对谐波等异常情况的适应性
采用Dyn11接线组别比采用Yyn0接线组别，在带不平衡负载能力、谐波抑制、对高压侧电网的污染及降低雷击损伤等多方面均有明显优势。
1.5负荷侧的电源方案应与电源特点相适应
在中性点不直接接地系统，若采用中压变频器或其他成套功率元件，应适应高压侧发生单相接地等故障时中性点电压偏移的情况，避免电容器组损毁或开关器件故障，必要时采用隔离变压器。
2、控制环节
2.1对于有发电机、同步电动机等无功容量储备的企业，应充分利用发电机和同步电动机的强励功能，对母线电压起到支撑作用。
2.2有发电机且具备孤网运行条件的企业，应设置解列点，在气候和气象条件恶劣时可以控制负荷维持平衡，在系统电压或频率明显异常时与系统解列实现孤网运行。
2.3对较长距离的接触器回路应充分考虑接触器吸合时的电压降，必要时经中间继电器将信号隔离，避免出现接触器抖动。
2.4特别关键的低压配电室，其控制电源可以考虑由UPS装置来供电，配套低压综合保护器的欠电流保护功能，防止系统晃电和设备来电自启动。
2.5对于低压控制回路可增加再启动控制器、防晃电接触器等元件，以提高对母线电压瞬时波动和短时失电的适应性。对于设备较多，总负荷容量较大的企业，可以选用再启动控制器实现抗晃电和分批启动管理。
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