工厂供电系统电压波动的影响及防治

工厂供电系统电压波动的影响及防治 工厂供电系统在运行过程中,由于企业内部电气设备短路故障、企业外部电网故障、雷击、大型设备起动等原因,会造成电压瞬间较大幅度波动或者短时断电又恢复。连续性生产企业对供电系统的可靠性、稳定性和安全性要求较高,但由于上述各种原因常常造成供电系统电压骤降,致使高压电动机低电压保护跳闸，低压交流接触器释放。轻者造成生产装置波动,重者造成装置停车,给企业造成重大经济损失。因此,探究工厂供电系统电压波动对装置的影响并进行解决，对企业生产装置的安稳运行有着十分重要的现实意义。 一、##工厂供电系统现状: ##工厂供电系统有三个电压等级:110KV、6KV、400V，其中110KV为内桥式接线，110KV站主变为两台31500KVA油浸风冷变压器,带有载调压功能。6KV变配电站有14个，400V变配电站近40个。 ##工厂110KV站和各个6KV站为单母线分段供电方式，正常情况下两段分列运行，母联在热备状态，有备自投功能。110KV上级开关的自动重合闸装置已停用。6KV主变容量在560---2000KVA之间，接线方式多为DYN-11。厂用电电站有6MW被压式汽轮发电机一台。400V站同样多为单母线分段供电，正常两段分列运行，母联有备自投功能，但母联开关大多在冷备状态。 110KV系统为大电流接地系统，6KV为小电流接地系统，6KV高压电机的零序保护根据生产装置的需要，有相当部分设定为告警。 工厂电气设备型号多样，其中生产装置的电气设备大都为进口设备，设备上的保护装置就当时而言较先进，但由于国内外设计理念的不同，有些电气设备上的保护装置不适应国内工厂供电系统的运行，在故障发生时，会出现不应有的误动作。比如##所的继电保护装置，其母联自投装置和高压机低电压保护装置取得都是相电压，这样在6KV小电流接地系统中，当出现单相接地故障时保护装置动作，从而严重影响生产装置的运行。而各个生产辅助装置的电气设 备大多为国产设备，保护以晶体管型为主，其稳定性、安全性较低。但随着这几年##工厂技改、更新力度的加大，这种状况已有很大改观，现在经更新改造的电气一二次设备，运行可靠性大大提高，保护装置以综合保护装置为主。 二、工厂供电系统电压波动的影响 由于工厂为连续生产的化工企业，对供电的可靠性要求很高，一旦出现电压波动，会使得6KV系统系统自投装置动作，部分高压电机停机，部分400V系统电动机接触器释放，从而对生产装置的安全运行造成非常大的影响。轻者造成装置波动、重着造成停车事故，都会给企业带来很大的经济损失，而且每次装置波动和停车事故都会有大量的废弃物料排空烧掉，也会给周边环境带来污染。 下面取两次近期的典型案例，来具体说明系统电压波动给生产装置带来的影响。其中一次为外电网失压，另一次为厂内高压电机短路故障。 1、由于施工用吊车施工过程中碰触110KV架空线路，造成总降压所110KV外线路故障，使厂内部分变电所失压保护动作，各低压变配电所均有低压电机因接触器释放而停机，这次故障造成了生产装置波动。 2、 由于高压电机接线盒内绝缘接线板背面的引出线端子绝缘护罩脱落(三相绝缘护罩套管有两相脱落)。现场粉尘较多，造成接线盒内有一些粉尘积聚使绝缘降低，导致送电后电机相线对接线盒边缘金属部分放电，弧光引起相间短路，导致6KV系统接地和瞬间低电压，致生产装置波动。各低压变配电所均有低压电机因接触器释放而停机，这次故障同样造成了生产装置波动。 以上两次##工厂供电系统内外发生的短路故障，均对生产装置的平稳运行造成了影响，并带来一定的经济损失。这两次故障对工厂供电系统而言具有普遍性。同时又有典型意义，一起是由企外电网的短路故障引起，导致工厂供电系统一段失压，引起低电压保护和BZT自动装置动作。一起是由企业内短路故障引起，导致工厂供电系统电压骤降，引起低压电机跳闸。这两次故障可充分说明电压波动对生产装置的影响。 三、防治措施 工厂供电系统电压发生波动是不可避免的，如何进行防治，应从两个方面去考虑，一是减少电压波动的发生，二是在电压出现波动时，尽可能保持装置的稳定运行，把损失尽量降低。下面结合工厂在防治电压波动上所做的工作和自己工作中的经验体会，说一说供电系统发生波动的一些防治措施。 (一)从电气设备方面着手预防短路事故的发生，避免电压波动的出现。 工厂供电系统电压发生波动，绝大部分是由短路故障引起的。短路故障的发生主要是由电气设备绝缘损坏(包括绝缘老化、质量低劣、过电压、外力)和误操作(如违反操作规程带负荷拉闸，带地线合闸等)引起的。 短路事故发生后，短路电流比正常负荷大得多，可达几万或几十万安培。会有如下后果:(1)、产生很大的电动力和很高的温度，甚至可引起火灾。 )、短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。(3)、短路(2 时保护装置动作，造成停电。(4)、严重的短路影响电力系统运行的稳定性，造成发电机失步。(5)、不对称短路，其短路电流产生较强的不平衡交变磁场，对通讯、电子设备产生电磁干扰，影响其正常运行。 所以，要想降低系统电压波动的频次，首先要预防工厂供电系统内部和上级电源短路故障的发生。在设备管理上要做好如下工作: 1、选用合格的设备，做好设备的交接、验收、调试工作。 这是保障设备稳定运行的第一道屏障。如果电气设备的质量得不到保障，如设备的绝缘不合格、长期过负荷运行等，就会为日后发生短路等恶性事故埋下隐患。 2、做好设备的检修工作，重视检修质量。 首先要对电气设备进行定期检修、维护工作，这是保证设备长周期安全运行非常重要的一项工作，通过定期检修，会提前发现设备存在的隐患。现在有些企业为了企业的短期利润而忽视对电气设备进行定期检修，这往往为以后的安稳运行埋下隐患。 再就是在对故障设备的检修工作中，要严格执行检修工艺，重视设备的检修质量。尤其是高压电机的检修质量。检修工艺要合乎要求，使用的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 要合格。做好设备验收时的各项试验，如空载试验、耐压试验等。如果设备检修质量得不到保障，有可能在一段时间后，出现更严重的恶性事故。工厂9月20日发生的引风机短路事故，主要原因就是由于4年前的检修中没有按照出厂工艺配置电机引出线绝缘造成的。 3、对存在隐患的电气设备及时进行治理和改造。 04年以前，##工厂两路110KV架空线路由于投入运行达20多年，其绝缘子绝缘已老化，再加上架空线路经过一个水泥厂，污染严重，绝缘子上沾满了水泥粉尘。所以经常出现绝缘子闪络发电现象，仅03年3月份就发生了4次电压波动，造成工厂生产波动及非计划外停车，损失严重。后来经过与供电部门紧急协商，更换了防污闪的绝缘子。从而有效避免了由于110V系统的单相接地故障对厂内供电系统的影响。 4、更新老旧、淘汰设备。 电气设备是有运行寿命的，如果超出使用寿命，由于设备绝缘老化、性能降低，必然会带来运行隐患。08年，工厂一个运行了25年的链条炉低压变电所，由于母排间绝缘老化，一根控制线接地引起的火花，导致了母排三相短路事故，幸亏当时处于全厂检修期间，未对生产造成影响。09年末对该所进行了设备更新，从而避免了类似事故的发生。 下面是电气设备的一个参考运行寿命表。 电气设备 运行寿命 变配电设备 15-20年 微机保护类设备 10-15年 电力电缆线路 15-20年 架空电力线路 20-25年 电力电子类设备 8-10年 以上列表仅是一个参考，设备的使用寿命和它的使用环境、负荷、维护保养、期间事故等都有着很大的关系，所以在更新时应综合考虑。但不管怎样， 对于超期服役的电气设备，企业除了加强维护检修力度，最根本的解决办法就是更新。只有这样，才能从根本上杜绝事故的发生，保障设备和工厂供电系统的稳定。 5、定期做检查性试验，尤其是电气设备的绝缘试验，提前发现设备隐患。 电气设备的绝缘试验分两类，(1)、耐压试验:模仿设备绝缘在运行中可能受到的各种电压(包括电压波形、幅值、持续时间等)，对绝缘施加与之等价或更为严峻的电压，从而考验耐受这类电压的能力。耐压试验是最有效和可信的，但其可能导致绝缘破坏，故称破坏性试验。该试验一般在新设备或大修过的设备上进行，对运行设备，一定要慎重进行。 (2)、检查性试验。测定绝缘某些方面的特性，并据此间接判断绝缘的状况，这类试验一般在较低电压下进行，通常不会导致绝缘的击穿损坏，称为检查性试验或非破坏性试验。有些绝缘缺陷如受潮、局部导电体过热、绝缘损伤、 )兆欧表测量绝缘电阻:可发现总体绝缘质量不好、绝缘油劣化等。包括用1 绝缘受潮、绝缘表面情况不良、两极间有贯穿性的导电通道。2)测定泄漏电流(直流耐压试验):可发现某些绝缘缺陷、绝缘老化。3)测定介质损耗因数;可发现受潮、穿透性导电通道、绝缘内含气体的电离、绝缘分层、脱壳;绝缘老化劣化、绕组上附积油泥、绝缘油脏污、劣化等。4)局部放电试验。5)绝缘油中溶解气体的色谱分析。 对电气设备进行定期的绝缘试验，是发现设备运行隐患，预防短路事故的发生，减少工厂供电系统出现电压波动的有效手段，应该予以十分的重视。 (二)从技术方面做好保障，使得一旦出现电压波动，尽量保持装置的稳定运行。 下面以生产蒸汽的厂用电系统为例，说明在电压出现波动的状况下如何利用技术手段保障生产装置的稳定。厂用电电气系统单线简图见附图。 对于10KV或6KV工厂供电系统，在技术方面要考虑如下问题: 1、考虑发电机在系统中的地位，和发电机对电压波动的影响。 如附图所示，##所A段有一台6MW的汽轮发电机，供电局要求110KV故障的情况下，保护应将发电机切出。这样在110KV线路五段失压时，如发电机不能快速切除，将会使得6KV母线在发电机切除之前残压较高，影响到母联BZT的动作。这一问题在03年之前一直存在，由于保护设置不当，使得6KV母线电压波动时间延长，对生产装置造成更大的损失。后经工厂继保人员和供电局的共同努力，通过对发电机功率方向保护动作时间的调整，解决了这一问题。 当然每个企业中，自备发电机在系统中的作用是不一样的，有的企业在市电消失后，发电机将承担工厂重要负荷的供电，这种情况下，就要保持发电机的供电稳定，而不能将其从系统中切除。因此在实际工作中，应根据发电机在系统中的地位，对其保护及自动装置进行设置。 2、母联BZT定值和高压电机低电压保护定值的设定，在保证供电系统安全的前提下，应灵活可靠。 母联BZT的时间定值，一般情况下，企业都会按阶梯原则进行设定，即 上级电源母联BZT动作时间要短于下级电源母联BZT的动作时间。考虑系统的安全性，高压电机的低电压保护定值中，时间设定较短。下表是03年以前的定值。 母联BZT 高压机 变电所 动作电压 动作时间 动作电压 动作时间 低电压保护 ##1所 30V 1.5S 无 无 ##2所 60V 2S 40V 1S ##3所 60V 2S 40V 1S 由上表可知，系统一段失压，##1所BZT成功自投，##2所和##3所在失压段的高压电机都将因低电压保护动作跳闸，导致锅炉停炉。因蒸汽的波动对生产装置造成较大影响。为了避免这一问题，继保人员对定值进行了核算调整，将##2所母联自投时间设定为0.5s，电压定值设定为40V。将高压电机动作时间设定为2S。考虑电机群起的冲击电流重新整定了进线开关的过流保护定值。通过以上措施，有效解决了系统电压波动导致的停炉事故。 在对母联BZT定值和高压电机低电压保护定值的设定中，一定要首先保证供电系统的整体安全，避免因设置不当造成事故扩大。再就是在定值设定中不 仅要考虑时间的配合，同时要考虑电压定值的配合，并结合不同保护装置灵敏度、可靠性的基础上进行设置。总之，一切要以生产装置的安稳运行为前提。 3、高压电机设置来电再启动功能或备台自启动功能，减小供电系统电压波动带来的影响。 对于一些容量较大、短时停车对生产装置影响不大的高压电机，工艺条件许可的前提下，可考虑设置来电再启动功能。这样在系统电压波动结束后，通过再启动回路，马上恢复运行，从而减小对装置的影响。 对一些非常重要，有备台的电机(如锅炉的给水泵)。通过改造其控制回路，使得运行设备停机后，自动启动备用设备，这样也可保障生产装置的稳定。 4、积极利用成熟的新技术及新设备，保障设备的安稳运行。 在##年对##2所的更新中，保护装置选用了南自公司的综合保护装置，发电机的励磁装置改造为静态励磁装置。这些装置有着先进的设计理念，各种保护更加完善。比如电动机的综保，通过利用其负序保护、热保护等功能，可以提前发现电动机运行中存在的问题，避免故障升级，保障电动机更加安全运行。 利用先进的设备并挖掘其内在功能，使电气设备运行在一个更加安全的环境，可以避免恶性事故的发生，有利于工厂供电系统的稳定。 5、对保护定值和保护装置要重视，防止保护误动作和拒动作，引起事故的扩大。 企业中，对电气设备的保护与试验工作应当重视。对一些不具备专业条件的企业，可以聘请专业的公司进行保护装置定值整定和设定调试工作，这样可以有效避免保护装置的误动作 。 对于低压400V系统，负荷多数是三相鼠笼式异步电动机，低压电机大多是由接触器控制，电机控制电源也大多接自系统。低压电机的保护简单，多为开关、热元件保护。由于交流接触器的吸合电压为85,,110,Us，释放电压为 20,,75,Us。交流接触器吸合释放时间，国内产品一般为0.32秒,0.38秒，进口产品为0.30,0.35秒。这样，在工厂供电系统电压出现波动，就会因电压低于释放电压，电压波动时间长于接触器释放时间而出现接触器释放，导致电机断电停转。 一些在装置中重要的低压电机的跳闸，会引起生产装置停车或波动，为了避免这类事故，下面介绍一些重要电机的防电压波动措施。 1、采用防晃电交流接触器。当电源电压跌落到接触器维持电压以下时，接触器主触头延时释放，确保系统电压波动时接触器不脱扣。 2、采用来电再启动方式，保障重要电机及时恢复运转。 3、特别重要电机考虑采用一用一备，相互自动切换方式，来保障生产装置的稳定。 4、采用双回路电源供电，快切装置与变频器配合使用，利用变频器的来电再启动功能，使电机快速达到设定的转速。 煤粉炉给粉机采用双路快速切换装置供电，电机采用变频器控制，很好避免了系统电压波动带来的影响。 5、控制回路采用直流或UPS电源供电 。 目前煤粉炉热水循环泵控制回路采用直流控制，##水站整个低压室电气设备控制回路采用UPS不间断电源供电。防系统电压波动效果较好。 以上这些技术措施的使用，要结合现场设备的工艺状况，和电气设备的保护设置情况，综合分析权衡利弊，才能有效防治系统电压波动带来的影响。 (三)从管理上入手，进行综合防治。 预防工厂供电系统电压波动对企业的影响，除了在设备管理和技术手段上下功夫，还需要在电气的基础管理上入手，只有这样才能防患于未然，做到供电系统的安全稳定、运行可靠。 一般的企业在电气管理中或多或少都存在着这样一些不足，那就是电气管理重室内轻室外、重明面轻隐蔽;日常管理重巡检轻试验、重检修轻维护;电气运行操作水平参差不齐，故障判断不能做到及时、准确。基础资料缺失，对电气设备的运行维护造成不便。这些管理上的不足，无疑会为供电系统的稳定、安全运行埋下隐患。因此要做好管理工作，进行综合防治。 1、抓“三基”的同时结合5S管理。 提高企业的三基水平，是我国企业的一个传统管理思路，如果结合现代企业的5S管理，将对企业的基础管理有一个质的飞跃。三基工作结合5S管理，将使企业管理更加 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 化、 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化，从而提高职工职业素养，提高生产现场设备管理水平，有效避免各种设备事故和误操作事故，遏制事故的发生。 三基工作可以看做是目标管理，5S可看做是过程管理，二者的结合如果能切合企业实际，将对现场管理起到事半功倍的效果。 2、日常工作遵守三三二五制，事故处理遵循四不放过的原则。 电气三三二五制是被行业证实行之有效的 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 ，企业应严格贯彻该电气管理制度。事故处理的四不放过，是预防类似事故发生的有效防线。严格执行这两个制度，对提高企业电气管理水平，遏制事故的发生非常重要。 3、做好设备的日常维护工作，尤其是对那些运行环境恶劣的电气设备。 有的电气设备运行在多粉尘、多油污、含腐蚀性气体的环境。对这些设备就要做好设备的通风、加润滑脂、清扫、检查、坚固等日常维护工作。有些电力电子设备对环境温度、湿度要求较高，我们就要给这些设备创造一个良好的运行环境。这样就可以延长设备的使用寿命，避免事故的发生。 4、做好线路和设备的巡检工作，提高巡检质量。 巡检是发现运行设备隐患的一个重要手段，巡检中可利用一些便携仪器提高巡检质量。对于长距离的架空线路，通过巡检除了发现设备隐患，还可以有些排除一些人为隐患，如发现线路附件有施工，可通过告知的方式，要求施工方注意与线路的安全距离，避免事故发生。 5、通过培训，提高电气运行人员的运行水平，防止误操作的发生。误操作是引发电气事故的一个重要因素，因此要重视对职工进行规程、操作等的培训。 6、通过与工艺人员联合事故演练，做到协调配合、快速响应，缩小事故影响。 供电系统发生电压波动，工艺人员的响应速度，对生产装置的尽快恢复起着非常关键的作用。因此要重视联合事故演练的重要性。 就目前而言，对于连续性生产的企业，系统电压波动造成生产装置的波动和非计划停车较多，如何提高供电系统的稳定性、连续性是许多企业一个亟待解决的课题。企业在电气管理中，重视设备管理，利用各种先进的技术手段，先进的管理理念和方法，一定可以有效防范因系统电压波动给企业带来各种不利影响。从而带来较好的社会效益、经济效益、环保效益。 --------刘辉 2011/9