馮廣寧

摘 要：近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)電力技術(shù)水平的高速提升，變頻器憑借著操作簡(jiǎn)單、功能豐富以及使用精確等優(yōu)勢(shì)在煤化工行業(yè)得到了十分廣泛的應(yīng)用，然而由于電壓的不穩(wěn)定，使得空分氧泵變頻器的跳停現(xiàn)象屢見不鮮，這會(huì)對(duì)生產(chǎn)的穩(wěn)定進(jìn)行造成很大的負(fù)面影響，這要求相關(guān)的工作人員需要加強(qiáng)對(duì)空分氧泵變頻器防晃電的研究與重視，因此，本文主要針對(duì)其跳停原因與相關(guān)的改進(jìn)措施兩大方面的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，希望能為我國(guó)煤化工行業(yè)的發(fā)展提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：煤化工裝置 空分氧泵 變頻器

晃電現(xiàn)象主要是指電壓在瞬時(shí)間產(chǎn)生變化的一種情況，該現(xiàn)象具有順實(shí)性、隨意性以及不確定性等特點(diǎn)，因此，加強(qiáng)對(duì)變頻器的防晃電處理具有較大的難度。目前，晃電現(xiàn)象已經(jīng)對(duì)煤化工生產(chǎn)活動(dòng)的正常進(jìn)行產(chǎn)生了極大的威脅，當(dāng)工廠提供的電壓瞬時(shí)低于設(shè)備的保護(hù)電壓時(shí)，相關(guān)的控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出停止命令，從而導(dǎo)致設(shè)備的停工，這會(huì)大大降低工廠的生產(chǎn)效率，并對(duì)企業(yè)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，只有實(shí)現(xiàn)對(duì)該問(wèn)題的處理，才能夠有效確保工廠的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、煤化工裝置空分氧泵變頻器晃電類型

1.1.電網(wǎng)晃電

電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，由于雷擊、對(duì)地短路、故障重合閘、企業(yè)內(nèi)外部的電網(wǎng)故障、大型設(shè)備啟動(dòng)等原因造成電網(wǎng)故障，從而造成電網(wǎng)電壓瞬間較大幅度波動(dòng)或者短時(shí)斷電，但又能很快恢復(fù)的情況，稱為晃電。每年夏季，因外網(wǎng)受雷擊影響而出現(xiàn)對(duì)地短路產(chǎn)生晃電的情況時(shí)有發(fā)生，給煤化工裝置的生產(chǎn)帶來(lái)了很大的影響。

1.2.變頻器的自我保護(hù)

對(duì)變頻器來(lái)說(shuō)，有一個(gè)正常的工作電壓范圍，對(duì)于交流380V低壓變頻器來(lái)講，交流三相電壓不允許低于270V。當(dāng)供電電網(wǎng)的電壓由于某種原因瞬間晃電跌落時(shí)，變頻器直流母線電壓也相應(yīng)的瞬間跌落，其電壓保護(hù)功能就會(huì)動(dòng)作。一般對(duì)于功率開關(guān)器件來(lái)講，在失壓或停電后，將允許變頻器繼續(xù)工作一個(gè)短時(shí)間t，若失壓或停電時(shí)間tot，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行。一般t都在15或25ms，只要電源晃電較為強(qiáng)烈，t都在幾秒鐘以上，變頻器自我保護(hù)停止運(yùn)行，使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。當(dāng)然，隨著功率器件的發(fā)展，這一電壓和時(shí)間可以調(diào)整，但電網(wǎng)晃電對(duì)變頻器影響仍然很大。 當(dāng)直流母線電壓低于設(shè)定值一定時(shí)間，變頻器電壓保護(hù)功能就會(huì)動(dòng)作，對(duì)于有自啟動(dòng)功能的變頻器來(lái)講，在控制電源正常的情況下，很快就會(huì)自啟動(dòng)，如自啟動(dòng)不成功就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3.變頻器三相電源丟失

變頻器三相進(jìn)線由接觸器控制，在電壓下降后，接觸器線圈極有可能因失電或電壓下降而脫開，從而使得變頻器三相電源丟失而氧泵跳停。從幾次氧泵跳停的記錄來(lái)看，這種可能性很大。同時(shí)，接觸器脫開又會(huì)使得變頻器直流母線電壓下降，進(jìn)一步擴(kuò)大電網(wǎng)晃電對(duì)變頻器的影響。另外，即使接觸器不脫開，變頻器的控制電源用的也是市電，在電壓下降或丟失后也會(huì)使得變頻器的晶閘管關(guān)閉，對(duì)變頻器的運(yùn)行造成影響。

二、煤化工裝置空分氧泵變頻器防晃電措施

2.1.整變頻器的相關(guān)參數(shù)

對(duì)于變頻器部分參數(shù)修改前、后比較，參數(shù)修改后，變頻器不再3次自啟，從近年來(lái)的跳停記錄看，變頻器在自啟1次不成功后即不再自啟動(dòng)，從而保證主泵停機(jī)信號(hào)能夠及時(shí)送出并啟動(dòng)備泵。例如：因雷擊造成的晃電，會(huì)致使空分氧泵因晃電造成變頻器直流母線欠壓跳停后自啟動(dòng)，但啟動(dòng)過(guò)程中又因迅速啟動(dòng)所產(chǎn)生的過(guò)電流而跳停，送儀表的ES運(yùn)行信號(hào)丟失時(shí)間超過(guò)設(shè)定值（5s），備用氧泵聯(lián)鎖迅速啟動(dòng)。市電欠壓及市電故障時(shí)延的參數(shù)調(diào)整由于電壓下降太快，其他保護(hù)已經(jīng)動(dòng)作，故效果不明顯。

2.2.變頻器增設(shè)直流支撐裝置

電網(wǎng)晃電導(dǎo)致變頻器跳停的故障表現(xiàn)為直流母線電壓下降，如果有一個(gè)裝置能夠在系統(tǒng)電壓短暫下降時(shí)，能夠維持變頻器的母線電壓不變，那么變頻器就可以不跳停。在這樣的思路之下，經(jīng)過(guò)多次調(diào)研，于2012年引入直流支撐裝置DCS-BANK系統(tǒng)，有效解決了這一問(wèn)題。使用至今效果很好，未發(fā)生一起因晃電而停泵的事故。直流電源支撐系統(tǒng)主要由蓄電池、整流充電器、靜態(tài)開關(guān)、直流接觸器、執(zhí)行單元等組成。靜態(tài)開關(guān)采用大功率器件組成直流電子開關(guān)，通過(guò)在線跟蹤和電壓自動(dòng)監(jiān)控，保證主電源電壓波動(dòng)和失電時(shí)，系統(tǒng)瞬時(shí)切換到電池供電，變頻器的輸出頻率沒(méi)有變化。當(dāng)電網(wǎng)供電正常時(shí)，靜態(tài)開關(guān)處于關(guān)斷狀態(tài)，切斷電池組與變頻器的通路，直流支撐裝置通過(guò)整流設(shè)備對(duì)蓄電池組進(jìn)行浮充 電，裝置儲(chǔ)能；當(dāng)支撐回路交流電源低于變頻器低壓保護(hù)值時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)觸發(fā)靜態(tài)開關(guān)瞬間導(dǎo)通，可以做到變頻器由交流供電到由電池組供電的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換，直流支撐裝置的支撐時(shí)間按30S設(shè)計(jì)。

2.3.直流支撐裝置和外圍設(shè)備連接

將高壓液氧泵變頻器主電路中的直流母線回路引出，接至直流支撐裝置的直流輸出的直流接觸器上。在電網(wǎng)晃電時(shí)，依靠蓄電池為高壓液氧泵變頻器提供穩(wěn)定的電源，保證變頻器輸出電壓不變，使氧泵電機(jī)轉(zhuǎn)速不波動(dòng)或氧泵變頻器欠壓保護(hù)功能不動(dòng)作，達(dá)到高壓液氧泵主機(jī)不跳停的目的。直流支撐裝置通過(guò)MC直流開關(guān)與變頻器的整流輸出直流回路P（+）、N（-）相連，直流支撐裝置對(duì)變頻器進(jìn)行交、直流電壓檢測(cè)，變頻器的運(yùn)行信號(hào)及故障信號(hào)送直流支撐裝置。為防止變頻器對(duì)直流支撐裝置的反充電，只有當(dāng)變頻器運(yùn)行信號(hào)正常后，并設(shè)定延時(shí)5 S，直流支撐裝置才投人。同時(shí)，晶閘管（SCR）也防止變頻器對(duì)直流支撐反充電，當(dāng)變頻器故障后，直流支撐裝置立即退出運(yùn)行。

2.4.提升使用規(guī)范性

對(duì)于變頻器的使用，需要具有一定的規(guī)范，首先，變頻器設(shè)定的直流電壓不宜過(guò)低，支撐時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，注意定期對(duì)相關(guān)功率器件的檢測(cè)，如對(duì)晶閘管的定期絕緣檢測(cè)。壓敏電阻型浪涌保護(hù)器的壽命一般較短，為了避免浪涌保護(hù)器失效帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，注意定期檢測(cè)；其次，因開關(guān)柜及變頻器控制電源取自UPS電源，應(yīng)經(jīng)常檢查UPS工作情況，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行；最后，對(duì)于兩臺(tái)變頻器的直流開關(guān)應(yīng)分開控制，正常主泵與備泵斷開，切換時(shí)一定要注意先斷再合，防止2臺(tái)運(yùn)行變頻器直流母線間的環(huán)流問(wèn)題。

三、結(jié)論

綜上所述，空分氧泵變頻器防晃電處理對(duì)于煤化工生產(chǎn)活動(dòng)的穩(wěn)定進(jìn)行來(lái)說(shuō)起著非常重要的作用，而根據(jù)大量的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，電網(wǎng)晃電是造成變頻器跳停的重要原因，因此，這要求相關(guān)的工作人員可以通過(guò)安裝直流支撐裝置實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定供電，確保電壓恒定，保證設(shè)備正常、高效的運(yùn)行。

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