李建平

（中海石油天野化工股份有限公司，内蒙古 呼和浩特 010070）

在化工企业，整套装置的连续稳定运行有着十分重要的意义。化工企业大部分设备都是一级负荷，而且工艺上还要求整套装置的设备必须连续稳定运行，才能生产出合格的产品；才能降低消耗，节约成本，实现效益的最大化。相反，如电源电压波动或晃电，使装置连续运行中断，少则损失几十万，多则损失几百万，甚至更多，而且还需要3～5d的开车时间，整个装置才能恢复到稳定运行的状态，其间还将产生废料或废品，还得消耗原料。此外，电源在事故状态下，还可能导致无法关停设备和阀门，致使有害物质泄漏，威胁人身安全和环境安全；社会影响不好，经济损失较大。因此，“在这种情况下，设备再好，巡检再到位，只要设备失去了动力源泉——电源，所有的设备均不能发挥其作用，成了摆设，成了废品。”

不间断电源，即为整个生产系统提供不间断、不停电的电源，为装置的安全、稳定、可靠运行提供有力的保障。现简介几种不间断电源技术，以及采用闭路回路供电抗晃电的设想。

1 采用双电源供电

为了达到不停电，每个系统都采用双电源供电，即对一个装置区的系统引进两路电源供电，而且两路电源由母联相连。正常情况下，两路电源分段运行，即两路电源各带一段设备运行，母联是分开的。当一段电源进线有故障跳闸后，母联立即投用，失电的那段进线马上又得电，整个失电装置立刻恢复供电，失电的设备可以马上启动，整套装置又可以运行了。也即“三选二电路”（三个开关总有两个开关是投用的）。

这种供电方式，对规模小的化工企业非常有效，但对大型化工企业或对产品精度要求高的化工企业就不起作用了。因为一段进线失电后，到母联投用后，总有一段停电时间，在这段停电时间内，一些电器设备已停止运行。大型化工企业或对产品精度要求很高的化工企业，此时由于很多设备已停止运行，许多参数都已发生改变，整个运行环境都发生了变化，等母联投用后，虽然设备又得电，但不能马上开车；即使能生产，也是不合格产品或者是废品。只要供电系统连续运行发生间断，整套装置就得重新开车。因而双电源也不能完全满足这类化工企业的需求。

2 采用UPS不间断电源装置供电

UPS不间断电源供电装置，由整流装置、电池装置、逆变装置和旁路组成。UPS不间断电源装置是由两条电源进线供电（一开一备），经过整流装置给电池充电和经过逆变器给负载供电。当整流装置出现故障时，由电池经逆变器直接给负载供电；当整流装置和电池装置都出现故障时，由旁路给负载供电。检修时，由检修旁路给负载供电。总之，UPS给负载提供一个不间断电源，不让设备失电，以保证装置的连续稳定运行。但是，UPS的容量小，带不了多少负荷，即整个装置不可能都让UPS供电。通常情况下，UPS不间断电源装置只给控制电源、操作电源、报警装置和检测装置及事故电源供电。因此，只要进线开关跳闸后，还是避免不了整个装置停车。如设计一套大容量的UPS，把整个装置都带上，可以实现装置连续稳定运行，在理论上也成立；但这样一来，不仅耗资太大，最主要的是UPS使用率太低（也许三年五年也不用一次），还得维护保养，不经济。

3 采用TPM系列无扰动稳定控制装置供电

TPM－300系列无扰动稳定控制装置，能够实现快速启动，快速切换到备用电源，基本能够消除外部电网波动造成的停电事故；能使运行的电机平稳过渡，增强抗晃电能力。合福机电公司生产的TPM－300系列无扰动稳定控制装置和TPM－310系列无扰动稳定控制装置符合这一特点。该装置适用于生产连续性强的供电系统，当供电系统出现异常情况时，系统能迅速断开异常的供电回路，快速投入备用的电源，保证供电的母线不断电，确保整个装置的连续、稳定、安全运行，从而实现系统的无扰动供电。

4 采用闭环回路供电抗晃电

采用闭环回路供电系统抗晃电，是笔者大胆的设想，不知能否行得通。现在，笔者只是把自己的想法说出来，望大家来讨论，尤其是供电设计部门，希望你们能看到笔者这一大胆的设想，并且认真考虑一下、计算一下，看其是否可行，如不可行，弊端在哪里？请赐教。如果可行，则不需要太大的投资，就可以为化工企业提供一可靠电源，何乐而不为呢？

闭环回路供电系统（其结构如图1所示）中，二极供电系统和上一级供电系统构成回路，提高供电能力，可有力地保障整个供电系统的稳定性。即系统中开关52.1、52.2、52.3、52.4、52.5、52.6、52.7、52.8都闭合，一级供电系统和二级供电系统构成一闭合回路，二级供电系统进线开关中任一开关跳闸后，仍能保证系统继续正常供电。此时，一级供电系统和二级供电系统可能属于短路回路，不允许长时间运行，因此，采用闭环回路供电系统抗晃电还应考虑闭环回路能承载多长闭环供电时间。

图1 闭环回路供电系统结构示意

正常供电时，每个供电系统都采用双回路分段运行。即开关52.1、52.4、52.6闭合，且为一路供电系统；开关52.2、52.5、52.7闭合，且为另一路供电系统；母联开关52.3、52.8断开，只是热备。如二级供电系统中某一设备或二级供电系统出现故障，则只跳相应开关52.6（或52.7），母联开关52.8自投，保障二级系统的正常供电。因此，一级供电系统进线开关应比二级供电系统进线开关的跳闸电流、跳闸时间、失压（欠压）保护的定值（正常设定值）要稍大一点，确保整个供电系统在事故状态下，先跳二级供电系统，最后选择跳一级供电系统。

但也有可能因某一设备损毁严重或有一路相线接地把整个装置都顶跳，使全厂失电。因此，在设计时还应从以下几方面考虑。

（1）必须合理地设定一级供电系统和二级供电系统进线开关定值。如跳闸时间和跳闸电流，应t1＞t2、I1＞I2。如果二级供电系统有故障或二级供电系统所带的设备有故障时，确保先跳二级供电系统进线开关，不让供电系统失电事故扩大。

（2）必须满足变压器并列运行的条件：①变压器的接线组不同；② 变压器的变比相同；③变压器的短路电压相等。除满足以上三个条件外，对于并列运行的变压器，其容量比一般不超过3∶1，但为了供电系统的稳定，容量比最好为1∶1。

（3）合理选择开关的跳闸电压。笔者的想法是，如二级或三级供电系统中有一某供电系统电压波动或晃电，则这一级供电系统就和上一级供电系统组成一闭环回路供电系统。其原理分两种情况讨论。一种情况是，当二级或三级供电系统电压波动或晃电时，二级或三级供电系统的某进线开关跳闸，在某进线未跳闸之前（如额定电压为380V的电路，电压降到320V时跳闸，就在电压降到350V时），此供电系统和上一级供电系统的母联都自投，组成一段闭环回路的供电系统，保证整个供电系统不失电。即在二级供电系统的开关52.6（或52.7）跳闸前，选一比开关52.6跳闸电压高，但又比正常电压低的电压值，定为母联自投定值。只要二级供电系统的电压降到这个定值时，就发一信号，使一级供电系统的母联开关52.3和二级供电系统的母联开关52.8自投合闸，而后二级供电系统的开关52.6才跳闸。这样就解决了一场晃电事故。待查明电压波动或晃电原因，把故障处理后，恢复到原来的供电方式或开关52.6（或52.7）热备皆可。另一种情况是，当二级或三级供电系统电压波动或晃电时，此供电系统和上一级供电系统的母联都自投，使整个供电系统构成闭环回路，确保整个装置供电的可靠性，待整个装置稳定运行一段时间后再恢复为原先的供电方式。即二级供电系统（开关52.6的供电系统）在电压波动或晃电时，一级供电系统的母联开关52.3和二级供电系统母联开关52.8都自投，使整个供电系统构成闭环回路。待整个供电系统稳定运行一段时间后，再恢复为原来的供电方式，即断开一级供电系统的母联开关52.3和二级供电系统的母联开关52.8。

闭环回路供电系统抗晃电，简言之即为电压波动在某进线开关未跳闸之前，次级供电系统和上级供电系统的母联都自投，组成一闭环回路抗晃电。如果某进线开关未因电压波动或晃电而跳闸，就可以避免一次停电事故；如果某进线开关只是电压波动而没有跳闸，母联自投运行一段时间后断开，整个供电系统又恢复到原来的运行方式。如采用闭环回路供电系统抗晃电可行，今后不仅能为化工企业提供一可靠、稳定的电源，也可节约不少投资。这便是笔者一大胆设想，望大家探讨、论证。

［1］张庆忠，邵长晶，李进，等.化工企业电气系统抗晃电技术措施及应用［J］.化工设计通讯，2013，39（1）：15～17.