1前言
元坝天然气净化厂工艺特点为“易燃易爆、有毒有害、连续生产”，生产装置是一种连续性生产系统，供电电源由两条110kV架空线路构成，因地处山区，雷雨天气较多，易发生“晃电”现象，造成生产中断和设备磨损。全厂电力系统虽为双回路供电，但在正常工况下，当一段电源出现故障时，另一电源能满足装置全部用电负荷要求。立足现场实际，确立了天然气净化装置供配电系统的抗“晃电”技术主要研究应用内容包括：①快速切换控制技术；②抗“晃电”延时控制技术；③低压电机的再启动控制技术。
2抗“晃电”技术的研究
2.1高压配电系统的快速切换技术
2.1.1基本原理
电网运行方式为两段电源供电，互为备用。正常运行时两段电源同相，当一段电源供电异常时，快切装置快速判断系统的状态和故障类型，以最快的速度把负荷切换到备用线路上。即快切装置检测到备用电源处于允许合闸的安全区域，快切装置动作，切换时间小于0.3S(包括开关固有跳闸时间和快切本身的动作时间)，因切换时相角差不大(约20-30度)，故合闸时的冲击电流较小，实现了供电电源之间的切换，切换时间短，确保电网连续供电，保证设备安全运行，可认为切换是在不断电的情况下实现的，，即所谓的“快速合闸”。当“快速合闸”不动作时，可进行同期判别后实现切换，称为“同期判别切换”，此时对电机也是安全的。等残压衰减到20％～40％时实现的合闸，即为“残压合闸”。
2.1.2主要功能
快切装置主要由CPU模件、电源模件、开关量模件、交流量模件、出口模件、信号模件、管理模件等组成，可以完成测量、判断和切换等功能，具有高速的逻辑处理和高精度的模拟信号处理能力。装置主要功能包括：正常情况下实现母联至进行一、母联至进线二的人工切换；故障情况下实现进线一、进线二与母联之间的切换，当故障排除后，可通过人工方式启动快切装置恢复到正常供电状态；可实现低电压、高低压测联跳、开关偷跳、保护启动等引起的切换。
2.2低压配电系统的抗“晃电”延时控制技术
2.2.1基本原理
抗“晃电”控制技术主要是接触器的延时脱扣在起作用，从而实现低压电动机连续运行。一般情况下，带抗“晃电”模块的电动机起、停操作与普通的交流接触器相同，但出现故障时，通过触发电机启动接触器线圈由于储能延迟释放，其辅助触头延迟发出断开的控制信号，由此来躲过“晃电”的时间。当电源电压恢复后，控制模块又转入储能状态。如果“晃电”的时间超过控制模块设定的延时时间，则接触器线圈释放，电动机跳闸，该种方法也类似于将低压接触器“锁死”，即当发生“晃电”时，电动机配电柜内的接触器线圈在设定时间0.3～4S范围内不释放。
2.2.2测试步骤及结论
（1）把抗“晃电”延时模块按照接线原理图安装在原电机控制回路中。（2）按正常操作程序，按下起动按钮接触器正常吸合，拉开延时模块保险，接触器不释放，确认模块在故障状态下不影响电机正常工作。（3）按照正常的启动步骤，电机在启动开关按下时能正常运行，为了再次确认模块的正确性，此时断开电源开关，接触器延时0.3S后再分断。（4）按正常起动操作程序，启动按钮按下时模块正常运行，关掉启动按钮时模块立即停止（模拟晃电），接触器不分断（开关分段时间小于0.3S）。通过实际实验证明，电机对电网冲击不算大在晃电延时期间启动，在本系统情况下，对个别重要电机的“晃电”采用延时控制技术是可行的，可保证连续生产电负荷在“晃电”时。
2.3低压电机抗“晃电”再启动技术
2.3.1应用低压电机抗“晃电”再启动的原因
在净化厂装置里不是所有的电动机都要具有抗“晃电”功能。电动机所驱动设备不允许电动机具有抗“晃电”功能是生产工艺技术的要求，如停机后立即再起动的大功率电动机“晃电”，对所驱动的设备有很大的破坏性;在保证供配电系统安全运行的前提下，根据工艺顺序的要求将装置低压电动机按照“晃电”之前的运行状态进行再起动，故采用低压电机抗“晃电”再启动技术。
2.3.2再启动装置实现低压电动机分批再起动功能
工作原理为：起动柜投入运行，会对电网运行参数和被控电机的工作状态做一个在线实时检测，实时快速运算和彩色图象显示是通过数字模型实现的。在电网发生失压瞬间，电机的运行状态和失压发生时间会被计算机进行存贮并计时，另一方面实时监测电网电压恢复的正常性。如果超过失压时间设定值且电网还没有恢复正常，就可以判断为电网故障，会告警和退出自启动。如果电压恢复正常了在设定时间内，会由控制单元去操作采集母线电压和电动机状态后进行逻辑判断，接着接操作指令，电机启动命令按照顺序输出各，控制单元指令传递执行单元，最后按照执行顺序来启动电机任务。这时每台（批）电机的起动按预设的顺序进行，但启动信号的发出会同时受所设延迟时间的限制和网实测参数的制约。再起动装置能够控制多台电动机自动按照预先设定的次序分批再起动，并且在软件算法上已充分考虑了各种类型的电压波动(“晃电”)，对各种电压波动均能有效识别，在硬件上采取了有效的抗干扰措施，能够适应于恶劣的工作环境。
3现场应用及效果
3.1高压配电系统中安装快速切换装置
在110KV总站变电所和9座10KV子站变电所全部安装了TPM-300型无扰动快切装置，装置切换整定值设定为:切换频率0.5HZ，切换相差30度，失压起动电压75%，后备失压延时（110KV为20ms,10KV为30ms）,在装置发出合闸命令的瞬间将实测值与整定值进行比较，判断是否满足合闸条件。通过现场模拟晃电操作表明，快速合闸时间为：故障同时切换:10ms+用户设定延时+备用开关合闸时间=0.3S；故障串联切换:10ms+工作开关跳开时间+备用开关合闸时间=0.5S；完全满足高压电动机不间断供电的条件。快切装置具有各种闭锁功能（保护闭锁、过流闭锁、PT断线闭锁等），保障快切装置及时、准确动作，避免出现误动、拒动现象，同时防止电气故障扩大。保证电网出现晃电情况下，电网连续供电，高压电动机持续运行，工艺装置不间断生产。
3.2装置关键设备安装延时控制模块
延时控制技术通过测试能够满足现场需要，将抗“晃电”LS-MDⅡ/E220V延时模块按照接线原理图安装在联合装置带工艺联锁的P-106（中间胺液泵）、P-201（TEG泵）电机控制回路中；延时时间统一设定为1S。根据防晃电装置正常运行工况，检查各参数正常。按下起动按钮接触器正常吸合，拉开延时模块保险，接触器不释放，确认模块在故障状态下不影响电机正常工作。按下起动按钮电动机能正常起动运行，断开该电机电源开关，接触器延时1S后分断，确认模块工作正常。按下起动按钮电动机能正常起动运行，断开该电机电源开关并迅速合上（模拟“晃电”），接触器不分断。通过现场应用，对于带联锁的关键低压电机采用延时控制技术，此类低压电机及与其联锁的高压电机在“晃电”情况下未发生停机现象。
3.3装置重要设备分批分期再启动
生产装置变电所中采用的是TDMS-100/40型全数字低压电动机群自起动装置。该装置的核心为一套可靠的PLC（S7-200），整个系统的控制逻辑是在系统运行前已输入至PLC的CPU模块的RAM存储区。再启动电机动作时间分两批次启动，分别为：0.5s和3s。该系统可对电动机在备用电源自动投入（BZT动作）或者系统电压恢复正常后，按照设定程序对被控电动机群按批次排序实现连续快速自动再起动，由于电动机正常情况下分段运行，且绝大多数电动机为一开一备，在确保供配电系统安全的前提下，重要低压电动机均可实现分批再起动。经过实际运行，可以减少晃电带来的生产影响。4结语快速切换控制技术，实现电源之间无扰动切换，解决电力系统不间断连续平稳运行的问题；延时控制技术有效防止参与联锁的关键电机非计划停机。低压配电系统重要设备分批、分期再启动技术确保装置快速恢复生产，降低了“晃电”带来的影响；通过对抗“晃电”技术的研究及在电力系统中的成功应用，结合生产实际，进一步设计、改造和完善现有配电装备，避免了因短时电压波动对连续性生产装置造成的影响；确保了重要装置在电网“晃电”情况下不停机；实现了真正意义上的电力系统无故障安全保障。
作者：朱鹏 单位：中国石化西南油气分公司元坝天然气净化厂
