一、什么是“晃电”(电压暂降)
“晃电”又称电压暂降,是电气系统中的故障电气设备被继电保护及自动装置从电气系统中切除或隔离,在此过程中对其电网关联系统的其他用电设备产生的运行电压同时波动的现象。
“晃电”存在电压幅值变化和时间持续两个重要特征:
电压有效幅值波动较大额定值20%以上;
电压波动时间长短在几十毫秒到几秒之间。
二、“晃电”的起因及来源
?“晃电”是由电气系统中的电气设备故障时,继电保护及自动装置启动切除(隔离)故障设备过程而形成的。电气设备故障形成的原因是多样的,随机的。
?电气系统中被隔离的设备(或区域的设备)形成(可能)停电,与故障设备相关联的用电区域就形成“晃电”,与故障设备相弱关联的用电区域仍能正常运行。
三、影响“晃电”的因素
I电压波动幅值变化因素
1)故障短路类型:单相短路,两相短路和三相短路;
2)距故障点的电气距离:远近;
3)关联区域电源情况:发电设备。
Ⅱ影响“晃电”的时效因素
四、“晃电”的影响面及程度
1)用电设备与故障设备的电气距离越近,电压波动幅值越大,影响就越大,反之就越小。
2)电压波动时间越长影响就越大,反之就越小。
3)电压等级越高的电气故障,影响的面就越大,反之就越小。
4)与故障电气设备的关联电气系统越大,影响就越大。
5)同一母线带的负荷越大,电气回路越多影响面就越大。
6)相关联系统中的发电电源对电压波动幅值有支撑作用。
五、电气事故案例
案例1.
某工厂35kV降压站、两条35kV架空线路同时遭遇雷击跳闸,雷击短路点距电源母线约m。故障历时约60毫秒。
故障时系统电压变化:
kV母线电压94kV;
35kV母线电压降到5.6kV;
10kV电压4.3kV(3.85kV)。
发、供、配电主系统,事故中运行基本正常。
影响:
生产装置余台机泵跳停。部分装置不同程度受到影响。
其中:炼油:25台;环己酮:9台;橡胶:72台;环氧树脂:15台;环氧树脂、取水装置停车。
说明:
炼油、环己酮跳闸的机泵都是没有设置抗“晃电”的机泵。对生产装置的影响很小。环氧树脂故障线路被切除,其35kVⅡ段失压,10kV母联自投成功。检修完逐步开车阶段,损失较小。合成橡胶这些机泵都没有采取抗晃电措施。
案例2.
某工厂35kVⅠ、Ⅱ段母线的出线、线路因雷击,光差、距离Ⅰ段、电流速断保护同时动作跳闸,下级降压站全所失电。雷击故障历时约两个半周波(50多毫秒),架空线路雷击短路点距电源母线约2.5km,引起35kV两段母线发生电压波动。35KVⅡ段母线电压瞬间降低至7.5KV,35KVⅠ段两相短路,电压波动约下降20%。
事故影响
事故共造成生产装置两百余台机泵跳停,部分装置不同程度受到影响,生化装置停车,没有造成其它装置停车。其中:炼油:23台;环己酮:2台;橡胶:台;环氧树脂:72台;供排水:生化、供水二泵房全停。
案例3.
*年*月*日15:42电力公司巴陵变围墙外一吊车在施工时吊臂碰到热备用的KV巴枫站线架空线,形成单相接地故障,洛王变电站内的洛枫站线路开关距离III段保护(保护时限为3秒)启动,1.35秒后故障发展为三相短路故障,洛王变kVI段母线电压急剧下降至30%Ue。在电压急剧下降1.7秒后,洛枫站线开关距离III段时限3秒到,保护动作,切除故障。
事故时企业电网6kV及以上母线没有失电,却导致动力#2、3炉熄火和#3机停机。
煤气化装置,化肥装置,己内酰胺装置停车。
案例4.
1、外界施工事故。
2、继电保护整定错误造成越级跳闸形成孤网。
3、继电保护整定复核计算不及时。
4、电厂厂用电保护系统失效。
六、“晃电”给石化企业生产带来后果及影响的途径
后果
?产品质量波动。
?生产装置部分或全部停车。较大的经济损失。
?潜在的安全事故(火灾、爆炸、环境污染等)。
影响途径
?电动机因控制接触器脱扣跳闸而停机。
?变频器低电压或过载保护跳闸使电动机停机。
?高压电动机低电压保护跳闸。
?电子设备保护停机、或数据异常、停止工作、或误动作。仪表电源及控制设备或系统失电,导致安全、控制失效等。
七、抑制和预防“晃电”的思维模式
?电力供应和使用特点是发、输、供、配、用同时完成的,它们同时存在同一电网中。电网的“晃电”具有多样性、随机性、关联性和系统性的属性;对企业生产的影响也是有着多样性、随机性和关联性的。系统性的问题应该用系统的思维来对待,从起因到电网结构再到用电设备,并结合装置生产工艺特点进行综合治理。
?具体来说:对于不同的生产企业,不同的生产工艺装置,抑制和预防的方案是不能生搬硬套的,需要独立研究,专门量身定制。就是需要根据本企业的生产特点和电网结构及负荷性质等状况,具体问题具体分析,根据“晃电”的特征,结合生产工艺要求制定具体方案,对“晃电”进行抑制和预防。
八、“晃电”的分类
参照电网设备的技术特点按“晃电”的时效状况进行分类:
1)Ⅰ类“晃电”,切除故障时间在ms以内。主保护切除故障设备,启动时间0秒
2)Ⅱ类“晃电”,切除故障时间在1s以内。后备保护启动切除故障设备,启动时间延长一级时差。故障区域的非故障负荷转移到正常供电系统时间在1秒以内。
3)Ⅲ类“晃电”,故障时间在1s以上。远后备保护启动切除故障设备,启动时间延长二级以上时差。故障区域的非故障负荷转移到正常供电系统时间在1s以上。
由于晃电的话题涉及的内容比较多,一次性很难讲清楚,分上下两篇讲解,待续……
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