【摘 要】對(duì)于石化企業(yè)來說，供電系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要，由于電網(wǎng)晃電極易導(dǎo)致低壓電機(jī)停車，所以極易影響整套裝置非計(jì)劃停車事故發(fā)生，從而影響生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行造成經(jīng)濟(jì)損失。本文從實(shí)際操作的角度，分析電動(dòng)機(jī)群晃電智能自啟動(dòng)控制技術(shù)的控制原理和設(shè)計(jì)原理。

【關(guān)鍵詞】電動(dòng)機(jī)；電網(wǎng)晃電；自啟動(dòng)；控制原理

一直以來，困擾眾多連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)的問題就是如何才能高效率地避免因電網(wǎng)晃電所引起的裝置停車、生產(chǎn)停止等，為了有效解決這一問題，越來越多的專家學(xué)者開始研究電動(dòng)機(jī)晃電自啟動(dòng)技術(shù)，其應(yīng)用一方面可以應(yīng)對(duì)實(shí)際中存在的因電網(wǎng)晃電引起的電動(dòng)機(jī)停車事故，另一方面還可以根據(jù)負(fù)荷的重要程度分批啟動(dòng)晃電停車的電機(jī)，以預(yù)防裝置的非計(jì)劃停車障礙。本文以揚(yáng)子石化煉油改造裝置的電動(dòng)機(jī)群晃電自啟動(dòng)控制系統(tǒng)為例，深入探討其控制原理。

1.電動(dòng)機(jī)晃電概念簡(jiǎn)介

晃電，也就是電網(wǎng)閃爍，是由于種種原因造成供電母線暫時(shí)失壓的常見故障，通常由于供電系統(tǒng)受雷擊或設(shè)備故障等原因所致。供電網(wǎng)絡(luò)中通常發(fā)生的晃電有兩個(gè)特質(zhì)：一個(gè)是短暫性，大致持續(xù)1-2秒鐘，甚至更短。一個(gè)是突發(fā)性，沒有任何預(yù)兆地發(fā)生。盡管又短又快，但危害程度極高，因?yàn)榻佑|器是控制低壓電動(dòng)機(jī)的開機(jī)或停機(jī)的，所以一旦供電系統(tǒng)短時(shí)失壓，接觸器便會(huì)立即跳閘，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)停止正常運(yùn)轉(zhuǎn)，等到晃電結(jié)束電網(wǎng)正常后，傳統(tǒng)的依靠人力啟動(dòng)會(huì)耗時(shí)較長(zhǎng)，通常會(huì)引起供電系統(tǒng)非常規(guī)運(yùn)行或生產(chǎn)裝置停車等情況，導(dǎo)致不必要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)甚至企業(yè)形象影響。

揚(yáng)子石化煉油改造裝置電動(dòng)機(jī)群晃電自啟動(dòng)的控制系統(tǒng)通過結(jié)合工控機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通訊、PLC等先進(jìn)技術(shù)，從而完成了電網(wǎng)晃電后的低壓電動(dòng)機(jī)群的智能自啟動(dòng)，這是一種既能監(jiān)控和記錄電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，又能快速采集晃電失壓故障和電網(wǎng)的波動(dòng)信息的控制系統(tǒng)，當(dāng)電網(wǎng)失壓故障出現(xiàn)時(shí)，能快速檢測(cè)電網(wǎng)情況，在供電網(wǎng)絡(luò)安全的情況下，只要一恢復(fù)正常，系統(tǒng)就能快速按照之前已經(jīng)設(shè)定好的時(shí)間間隔將電動(dòng)機(jī)自動(dòng)地分批啟動(dòng)，以最大限度地減少系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間。

2.電動(dòng)機(jī)晃電工作原理

控制系統(tǒng)是由檢測(cè)元件、數(shù)臺(tái)PLC、PLC工作站、一臺(tái)工控機(jī)和通訊網(wǎng)絡(luò)組成。根據(jù)供電系統(tǒng)的要求和生產(chǎn)工藝設(shè)備的分布，一臺(tái)PLC監(jiān)一段低壓母線，并由PLC監(jiān)控母線的供電情況，在設(shè)置PLC工作站時(shí)，為了使電動(dòng)機(jī)更好地運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)該依據(jù)母線所供電機(jī)的分配進(jìn)行。信息的傳遞由主PLC和工作站完成，工控機(jī)的信息傳遞則由各母線的PLC實(shí)現(xiàn)，由此可見，所有信息的收集、計(jì)算、控制、判斷等都必須由PLC進(jìn)行，上位工控機(jī)則負(fù)責(zé)所有信息的存儲(chǔ)、查詢、控制等。

整個(gè)系統(tǒng)的控制工程主要體現(xiàn)在以下方面：當(dāng)母線的電流值、電壓經(jīng)過電量的轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后，由該段母線的PLC進(jìn)行監(jiān)控和采集，相關(guān)工作站或PLC本體采集本母段線的各發(fā)動(dòng)機(jī)是否在使用。當(dāng)沒有捕捉到電網(wǎng)失壓信息時(shí)，PLC采集的信息會(huì)在刷新之前被傳送到上位工控機(jī)，在這一過程中，一旦母線有失壓現(xiàn)象發(fā)生， PLC則迅速采集并存儲(chǔ)失壓前和失壓時(shí)的各種信息，并不會(huì)進(jìn)行刷新，以便為自啟動(dòng)提供控制依據(jù)。接著PLC會(huì)持續(xù)監(jiān)控母線情況，一旦其恢復(fù)到原本設(shè)定值，便能判斷出是事故還是晃電。如在自啟動(dòng)范圍內(nèi)，則執(zhí)行自啟動(dòng)程序，這是一種在電網(wǎng)允許范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)分批進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程，這一過程必須按照原本設(shè)定的順序、間隔時(shí)間、批次、失壓前狀況等進(jìn)行。自動(dòng)控制過程完全由PLC完成，由PLC及其工作站的輸出端口經(jīng)繼電器控制器完成電機(jī)的啟動(dòng)。

3.技術(shù)參數(shù)

（1）無故障時(shí)間10萬(wàn)小時(shí)。（2）每臺(tái)PLC檢測(cè)其母線及其備用母線的兩相電流、三相電壓以及母聯(lián)的兩相電流，誤差必須小于等于3%左右。（3）控制信號(hào)輸出繼電器動(dòng)作時(shí)間必須小于等于50ms。（4）電網(wǎng)參數(shù)及受控電機(jī)工況檢測(cè)周期為小于等于100ms。（5）失壓事件捕獲時(shí)間：大于等于120ms的失壓事件均可以可靠捕獲。失壓所歷時(shí)間記錄誤差必須小于等于100ms。（6）系統(tǒng)配置：PLC：SIMATIC S7-300系列，工控機(jī)：臺(tái)灣研華P4標(biāo)準(zhǔn)配置，通訊網(wǎng)絡(luò)：PROFIBUS-DP。

4.系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)

（1）對(duì)每臺(tái)電機(jī)的啟停狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)和查詢。（2）對(duì)于各段母線的電流和電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、記錄、存儲(chǔ)和查詢。（3）及時(shí)捕捉每段母線出現(xiàn)的失壓情況，并記錄失壓時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間，由此判斷是屬于故障還是晃電，是否進(jìn)行自啟動(dòng)程序。（4）依靠上位工控機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行設(shè)定，主要包括①各母線額定電壓、電流。②各母線電流的互感器變比。③各母線允許自啟動(dòng)的電壓、電流。④每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)批號(hào)、編號(hào)、間隔時(shí)間。⑤每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，額定電流。⑥允許自啟動(dòng)的失壓時(shí)間。⑦每臺(tái)電機(jī)允許啟動(dòng)時(shí)間。⑧自啟動(dòng)的分組及啟動(dòng)順序。（5）自啟動(dòng)后，自動(dòng)檢查電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)與失電前是否一致，若不一致予以報(bào)警。（6）按設(shè)定順序自動(dòng)啟動(dòng)，或依靠上位工控機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)電機(jī)。（7）系統(tǒng)配備兩回路自動(dòng)切換供電和UPS電源。（8）系統(tǒng)具有脫線試驗(yàn)和自檢功能。（9）對(duì)關(guān)鍵的電機(jī)進(jìn)行升溫、電流的實(shí)時(shí)查詢、監(jiān)測(cè)和報(bào)警。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，電網(wǎng)晃電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，越來越多的石油化工等連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè)開始重視生產(chǎn)裝置供電的穩(wěn)定性和安全性，電動(dòng)機(jī)晃電自啟動(dòng)技術(shù)也伴隨于此發(fā)展起來，隨著技術(shù)的不斷成熟完善，電動(dòng)機(jī)晃電自啟動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用定會(huì)有更大市場(chǎng)。

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