1 “晃电”概念与成因

1.1 “晃电”概念

通常人们将对生产、生活造成一定影响的电压暂降、电压短时中断俗称为“晃电”。在IEEE标准及国标《电能质量电压暂降与短时中断》（GB/T 30137—2013）中，对电压暂降和电压短时中断有着相应的定义：

（1）电压暂降（voltage dip）：电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1～0.9 pu，并在短暂持续10 ms～1 min后恢复正常的现象，如图1所示。

（1）电压短时中断（short interruption）：一相或多相电压瞬时降低到0.1 pu（指per unit 一般是指基准电压,可以是额定电压）以下，且持续时间为10 ms～1 min的现象，如图2所示。

1.2 “晃电”成因

“晃电”的主要内涵——电压暂降、电压短时中断，其原因大致总结如下：

（1）设备原因，如：雷电及自然灾害等引起的电气设备故障；日常运行的电气设备发生故障；继电保护、自动装置以及电气设备误动作。

（2）操作原因，如：误操作；大型电气设备启动；大型变压器投入。

（3）电力系统原因，如：供配电系统故障切除、备用电源的切换等过渡过程中，都伴随着电压暂降、电压短时中断。

不论何种原因，“晃电”都是以意外情况为诱因，以设备异常工况为表现，最终传递到用电侧（用户）。

2 抗“晃电”的基本措施

2.1 用电侧的措施

炼化企业生产装置最为主要的用电设备是电动机，电动机回路的抗“晃电”措施与策略如下：

2.1.1 分级管理

在较大故障引起的“晃电”中，供配电系统扰动大，必须结合生产实际，对各类电动机进行重要性分级：较高等级的，应采取必要措施，保证其在“晃电”中有较强的抗扰动性；较低等级的，要做好应急预案和演练，当“晃电”发生时，按预案执行相关操作。

2.1.2 低压电动机

低压电动机在不同控制方式下的抗“晃电”主要措施如下：

2.1.2.1 变频器控制

目前各主流变频器产品均自带电动机保护功能，具有一定抗“晃电”能力，主要措施如下：

（1）简化外部电路。

利用变频器的自定义端子，精简变频器外电路，通过变频器自身实现对电动机的运行控制，变频器的接线配置如图3所示。

（2）采用“三线制”控制方式。

如图3所示，将变频器的多功能自定义端子（图中HLD端）设置为自锁功能。按下常开按钮ST，变频器控制电动机启动，电动机继续保持运行状态；按下常闭按钮STP，自锁解除，变频器控制电动机停机。

（3）变频器其他参数的配置。

调整继电保护参数设置，配置失电再启动功能和故障自复位功能。

（4）根据机泵所带负载特性，调整电动机再启动的延时与启动方式。

2.1.2.2 微机综保控制

主流微机综保均配置了失电再启动功能。在“晃电”中之所以无法按预期实现再启动，是因为综保在“晃电”中因低电压停机。所以，应选择宽工作电压范围（AC/DC85～256 V），且在失电情况下可持续工作至少2～5 s的设备。

2.1.2.3 接触器-热继电器控制

对确需实现“晃电”再启动的电动机，建议择机进行回路改造，使用微机综保控制，并按第2.1.2.2节所述内容进行设备选型。

2.1.2.4 大机组油泵电机

若大机组润滑油泵在“晃电”跳停后无法自起，或者备用油泵未能启动，再或备泵启动后建立油压过慢，都会引起机组润滑油压力低低联锁停机。对此，建议措施如下：

（1）配置油泵电联锁：互为备用的油泵，将接触器常闭辅助触点引至对侧油泵开机回路，当在运泵停机后，常闭触点闭合，则可实现备泵立即启动。

（2）适当调整工艺联锁值：

1）适当调高机组润滑油压力低联锁值，尽早启动备用油泵。

2）适当降低机组润滑油压力低低联锁值，延缓机组跳停时间。

3）在润滑油压力低低联锁中增加延时（1～3 s），为油泵建立油压留有缓冲时间。

（3）改进润滑油系统，如：配置高位油罐、增加蓄能器等，提高润滑油系统的抗扰动能力。

2.1.2.5 电动机启动方式选择

电动机直接启动会引起母线电压下降，须进行必要的校验。6（10）kV/0.4 kV变压器允许全压启动笼型电动机的最大功率如表1所示。

若电动机功率超过功率限制，可考虑改用高压电动机或配置软启动设备。

2.1.3 高压电动机、

高压电动机一般是较重要的机泵，一般不希望其在“晃电”期间跳停，但也要根据实际情况做出取舍。

2.1.3.1 低电压保护

为了防止大量电动机同时启动拉低系统电压，需要结合实际，舍弃部分电动机，主要措施：配置低电压保护，在严重“晃电”时主动停机，以保证更重要的电动机运行。低电压保护配置方式可见《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T 50062—2008）第9.0.5条。

2.1.3.2 启动方式与压降

电动机启动时，母线电压应符合下列要求：

（1）一般情况下，电动机频繁启动时不应低于系统标称电压的90%；电动机不频繁启动时，不宜低于标称电压的85%。

（2）配电母线上未接照明负荷或其他对电压下降敏感的负荷，且电动机不频繁启动时，不应低于标称电压的80%。

（3）配电母线上未接其他用电设备时，可根据保证电动机启动转矩的条件决定。

电动机启动时，机端和母线的电压相对值计算式如下：

式中：Skm为母线短路容量（MVA）；Qfh为预接负荷的无功功率（Mvar）；SstM为电动机额定启动容量（MVA）；Sst为启动回路的额定输入容量（MVA）。

通常大量电动机同时启动是导致系统电压降低的主要原因，所以应加强对高压电动机的运行管理：

（1）大功率高压电动机启动前，必须与电力调度人员确认。

（2）非特殊情况，禁止短时间内多次启动高压电动机。

2.2 电源侧的措施

2.2.1 并列与分列

对生产装置而言，电源是上级变电站；对整个企业而言，电源是外电网。电源运行方式主要分为并列和分列两种，如图4所示，电压暂降、短时中断示意图如图5所示。

当电源发生故障时，并列运行方式的“晃电”主要以电压暂降形式为主，但是非故障段母线电压也会受到影响；分列运行方式下，“晃电”通常伴随电压短时中断，但是仅会影响到故障段。生产装置应根据自身实际情况进行配置取舍。

2.2.2 光纤差动与快切

为尽可能快切除故障，建议在电源进线处配置光纤差动与快切装置。目前的快切动作时间如表2所示。

光纤差动完成装置电源切换时间为150～240 ms。如装置高压侧保护配置合理，可有效避免用电负荷跳停。

在快切装置完成电源切换期间，由于装置变压器阻抗的存在，也可短时维持低压侧系统电压，从而保持低压用电负荷的接触器不释放。

3 结语

为了做好抗“晃电”工作，炼化企业要做好企业电网建设工作，要选取可靠的外电网电源，优化企业电网的配置。在各生产装置的抗“晃电”工作中，炼化企业需要工艺、仪表、运行等多专业配合，并在此基础上完善用电设备抗“晃电”的硬件和软件配置。

上海求所电子科技有限公司生产的智能防晃电装置是为解决设备在连续生产过程中由于电网电压不稳定造成停机事故而研发的一种专用控制器，它能够实时检测设备运行中的电压状态，如果电网电压突然发生晃电现象，在设定的时间内电网电压又快速恢复正常，该控制器可以重新启动设备，使设备恢复运转，避免生产事故的发生。