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摘要：纯碱生产企业属用电高需求企业，电力系统运行过程中出现的晃电现象经常造成生产系统电机设备大面积跳闸，造成生产系统停顿，影响产量，生产成本增高。本文分析了广东南方碱业股份有限公司司电力系统近年多次出现晃电现象的原因，根据电力系统现状，设计了电力系统采取分散设置与集中分批起动相结合的扩晃电方案。
关键词：发电机；晃电；电力UPS；抗晃电模块DCS控制分批起动
一、引 言
公司电力系统近年来出现了多次系统“晃电”现象，造成重碱蒸吸、碳化、盐水、石灰、盐硝等生产系统电机跳闸。分析之前的晃电事故，系统晃电多次发生在盛夏用电高峰期及雷雨季节。用电高峰、强对流天气引发南岗变其它用户高压用电设备三相短路接地等高烈度系统故障，引起局部电网电压骤然下降，波及联接在同一电力网段的电力系统，源头进线电压下降，生产车间低压系统电压相应下降，电机接触器保持电压过低跳闸，造成生产机泵停机。
二、晃电的物理特性
电力系统在运行时会遇到多种故障，雷击，短路等，造成电压瞬间大幅波动，或者短时断电又恢复的现象，称为晃电。系统故障情况不同，晃电表现出来的物理特性也不一样，表现在物理量上，电网电压瞬时跌落，或者短时失压，系统电流突然增加，引起电压进一步下降到70%额定电压以下，电机转速下降，电机跳闸，1.5秒之内电网恢复正常，无安装突殊自起起动装置的电机，跳闸后需人工操作起动。系统晃电造成的电机跳闸呈然无规律性。
三、抗晃电系统设计
根据晃电的物理特性，结合配电系统及各配电室电机控制现状，设计了电力UPS集中电压补偿方式，分台电机设置防晃模块改造方式，DCS控制电机分批启动相结合的系统改造方案。
（一）压缩重碱重要工序配电室电力UPS集中电压补偿方式
在化工生产的重要流程如压缩，蒸吸，石灰配电室的重要设备，取用电力UPS集中电压补偿的方式进行抗晃电改造。UPS为低压配电柜的二次控制部分提供可靠的电源，在系统发生晃电时，接触器的线圈能够依靠UPS提供的可靠电源正常工作，保持主触头的吸合，避免了由于晃电的发生引起的电机停机甩负荷事故。另外，为了防止系统停电时间过长，系统恢复电力后接触器因为UPS电源保持而造成电机自启动，设计在以上岗位的DCS系统设置一键停机功能，在系统停电起过5秒（时间可根据实际设计调整）时，断开UPS电源供给，恢复电机接触器处于退出状态，有效避免电力恢复后大量电机同时自动起动对电网造成的冲击及安全事故。该系统可以可靠的防止由于晃电带来的不必要的停机甩负荷事故的发生，结构简单、成本低，适合配备于重要工艺流程多数量回路有抗晃电要求的配电系统中。
控制系统由两路给二次控制部分的母线供电，在正常工作时，一路电源经UPS给控制电源母线供电。另一路，在UPS维护和检修时，通过电源经开关直接给控制电源母线供电。当发生允许时间范围内的晃电时，UPS转入电池供电模式，所以控制母线的电压保持不变，交流接触器不断开。重要岗位都配置两台UPS电源，实现冗余。可大大提高系统抗晃电的工作可靠性。
（二）分台电机设置防晃电模块改造方式
对于单台分散设备，取用分台电机设置防晃模块的方式进行改造，方式灵活，方便实施。防晃电模块的核心元器件为内置的超级电容器，模块接线于接触器控制回路中，正常运行时，超级电容充储了电能，在系统发生晃电时，电压下降，超级电容向并联于两端的交流接触器充电，接触器两端的电压仍能维持在额定电压的85%以上，大于接触器的返回电压，接触器不脱扣跳闸，系统电压恢复后，电机继续运行，生产不会中断。
目前，防晃电模块已获广泛使用，不同厂家都推出了可编程、智能化的产品。
由于单台防晃电模块接线简单，安装方便，对于安装于分散现场的单台配电柜如鼓风机变频柜、吹风机控制柜、真空机油泵柜内的电机设备，技改新增加的设备，可根据需要，灵活配置。
（三）DCS控制电机分批启动改造方式
在晃电发生使电压下降到零，停电时间超过2.5秒情况下，生产系统的电机全部跳闸，生产系统受影响将不可避免，电压恢复后，为尽快恢复生产，必须采取电机分批启动的方式进行。
依托车间岗位配置的DCS操作站，根据生产轻重缓急，将车间的电机设置成分批群控启动，可减少大量电机同时启动对电力系统造成冲击，尽快恢复生产。充分利用现有DCS控制系统易于编程组态、实时监控的优点，从程序软件方面进行设计以控制电机分批启动，避免设备硬件的重投入，只需增加少量中继、DCS输出接点模块及少量控制电缆，实施成本极低。
基于DCS控制电机分批启动的控制算法设计过程如下。
于各工序低压配电室进线开关柜处，加设电压变送器及电流变送器，以检测配电室总开关的三相电压及三相电流。晃电发生过程中，进线电压迅速下降到零，同时进线电流出现局部增加，然后有一个大幅下降过程，此为发生晃电的判据。晃电发生后，DCS立即启动应用程序，对系统电机分批发出自动启动指令。按生产轻重缓急设置各组电机的启动时间，间隔设为50秒以内。每批启动容量不大于变压器10%容量，以限制起动电流。
基于DCS控制电机分批启动的防晃电方式可广泛用于电机数量较多、设备启动无需过多人为干预、自启动安全系数较高的生产车间，提高系统停电后开机效率，降低损失。
四、结语
采取分散设置与集中分批起动相结合的扩晃电方案。辩证使用实施，能有效消除系统晃电对生产系统造成的不良影响。
参考文献：
[1]马净；李晓光；宁伟；；UPS电源在工控系统中的应用[J]；电源世界；2004年03期
[2]崔世超；杨鹏飞；； 电力企业电气监控系统接入DCS方式的研究[J]； 万方数据 2012/8/12
[3]彭军林；基于PIC技术的新型低压电动机保护控制器设计[J]《低压电器》； 2012年03期
关键词：发电机；晃电；电力UPS；抗晃电模块DCS控制分批起动
一、引 言
公司电力系统近年来出现了多次系统“晃电”现象，造成重碱蒸吸、碳化、盐水、石灰、盐硝等生产系统电机跳闸。分析之前的晃电事故，系统晃电多次发生在盛夏用电高峰期及雷雨季节。用电高峰、强对流天气引发南岗变其它用户高压用电设备三相短路接地等高烈度系统故障，引起局部电网电压骤然下降，波及联接在同一电力网段的电力系统，源头进线电压下降，生产车间低压系统电压相应下降，电机接触器保持电压过低跳闸，造成生产机泵停机。
二、晃电的物理特性
电力系统在运行时会遇到多种故障，雷击，短路等，造成电压瞬间大幅波动，或者短时断电又恢复的现象，称为晃电。系统故障情况不同，晃电表现出来的物理特性也不一样，表现在物理量上，电网电压瞬时跌落，或者短时失压，系统电流突然增加，引起电压进一步下降到70%额定电压以下，电机转速下降，电机跳闸，1.5秒之内电网恢复正常，无安装突殊自起起动装置的电机，跳闸后需人工操作起动。系统晃电造成的电机跳闸呈然无规律性。
三、抗晃电系统设计
根据晃电的物理特性，结合配电系统及各配电室电机控制现状，设计了电力UPS集中电压补偿方式，分台电机设置防晃模块改造方式，DCS控制电机分批启动相结合的系统改造方案。
（一）压缩重碱重要工序配电室电力UPS集中电压补偿方式
在化工生产的重要流程如压缩，蒸吸，石灰配电室的重要设备，取用电力UPS集中电压补偿的方式进行抗晃电改造。UPS为低压配电柜的二次控制部分提供可靠的电源，在系统发生晃电时，接触器的线圈能够依靠UPS提供的可靠电源正常工作，保持主触头的吸合，避免了由于晃电的发生引起的电机停机甩负荷事故。另外，为了防止系统停电时间过长，系统恢复电力后接触器因为UPS电源保持而造成电机自启动，设计在以上岗位的DCS系统设置一键停机功能，在系统停电起过5秒（时间可根据实际设计调整）时，断开UPS电源供给，恢复电机接触器处于退出状态，有效避免电力恢复后大量电机同时自动起动对电网造成的冲击及安全事故。该系统可以可靠的防止由于晃电带来的不必要的停机甩负荷事故的发生，结构简单、成本低，适合配备于重要工艺流程多数量回路有抗晃电要求的配电系统中。
控制系统由两路给二次控制部分的母线供电，在正常工作时，一路电源经UPS给控制电源母线供电。另一路，在UPS维护和检修时，通过电源经开关直接给控制电源母线供电。当发生允许时间范围内的晃电时，UPS转入电池供电模式，所以控制母线的电压保持不变，交流接触器不断开。重要岗位都配置两台UPS电源，实现冗余。可大大提高系统抗晃电的工作可靠性。
（二）分台电机设置防晃电模块改造方式
对于单台分散设备，取用分台电机设置防晃模块的方式进行改造，方式灵活，方便实施。防晃电模块的核心元器件为内置的超级电容器，模块接线于接触器控制回路中，正常运行时，超级电容充储了电能，在系统发生晃电时，电压下降，超级电容向并联于两端的交流接触器充电，接触器两端的电压仍能维持在额定电压的85%以上，大于接触器的返回电压，接触器不脱扣跳闸，系统电压恢复后，电机继续运行，生产不会中断。
目前，防晃电模块已获广泛使用，不同厂家都推出了可编程、智能化的产品。
由于单台防晃电模块接线简单，安装方便，对于安装于分散现场的单台配电柜如鼓风机变频柜、吹风机控制柜、真空机油泵柜内的电机设备，技改新增加的设备，可根据需要，灵活配置。
（三）DCS控制电机分批启动改造方式
在晃电发生使电压下降到零，停电时间超过2.5秒情况下，生产系统的电机全部跳闸，生产系统受影响将不可避免，电压恢复后，为尽快恢复生产，必须采取电机分批启动的方式进行。
依托车间岗位配置的DCS操作站，根据生产轻重缓急，将车间的电机设置成分批群控启动，可减少大量电机同时启动对电力系统造成冲击，尽快恢复生产。充分利用现有DCS控制系统易于编程组态、实时监控的优点，从程序软件方面进行设计以控制电机分批启动，避免设备硬件的重投入，只需增加少量中继、DCS输出接点模块及少量控制电缆，实施成本极低。
基于DCS控制电机分批启动的控制算法设计过程如下。
于各工序低压配电室进线开关柜处，加设电压变送器及电流变送器，以检测配电室总开关的三相电压及三相电流。晃电发生过程中，进线电压迅速下降到零，同时进线电流出现局部增加，然后有一个大幅下降过程，此为发生晃电的判据。晃电发生后，DCS立即启动应用程序，对系统电机分批发出自动启动指令。按生产轻重缓急设置各组电机的启动时间，间隔设为50秒以内。每批启动容量不大于变压器10%容量，以限制起动电流。
基于DCS控制电机分批启动的防晃电方式可广泛用于电机数量较多、设备启动无需过多人为干预、自启动安全系数较高的生产车间，提高系统停电后开机效率，降低损失。
四、结语
采取分散设置与集中分批起动相结合的扩晃电方案。辩证使用实施，能有效消除系统晃电对生产系统造成的不良影响。
参考文献：
[1]马净；李晓光；宁伟；；UPS电源在工控系统中的应用[J]；电源世界；2004年03期
[2]崔世超；杨鹏飞；； 电力企业电气监控系统接入DCS方式的研究[J]； 万方数据 2012/8/12
[3]彭军林；基于PIC技术的新型低压电动机保护控制器设计[J]《低压电器》； 2012年03期