煤化工装置空分氧泵变频器防晃电措施分析

2021-04-10张宇

新型工业化 2021年7期

张宇

（陕煤集团榆林化学有限责任公司，陕西榆林 719000）

0 引言

在本文的分析中，基于某公司的煤化工装置，在实际的运行中，几乎每年都会在雷雨季节，其电网系统出现晃电的情况是，其空分氧泵的变频器受到严重的影响，以此导致出现氧泵调停的故障问题，可以增加氧泵变频器，以此通过直流支撑装置的安装，提升了整体系统的稳定性。

1 变频器控制系统

在使用的空分氧泵电机当中，总共有两台设备，其中一台为正常使用的设备，而另一台起到备用的效果。在备用设备的日常运行中，需要始终保持着热备用的情况。在主机的运行中，实际转速为2990r/min，而备用机的实际转速为2000r/min，同时采用变频调速系统，对其主机进行控制[1]。

在当下的系统运行中，其电气控制系统，主要由开关柜、精致变频器以及电机所构成。同时基本的控制过程中，主电路上为三相380V的带能源，咋经过了断路器之后，就可以将其QS传递到接触器当中，最后在到变频器当中。这种变频器的使用上，往往需要经过逆变器的变换操作，只有经过电容滤波，并经过逆变器进行变换，这样才可以很好的实现对其电动机的变频调速。在速度的调节过程中，还需要基于DCS进行完成和使用，同时在DCS发出了电流信号之后，既可以很好的基于变频器当中的内部电流信号。将其传输到P18端子上，并基于频率控制的方式，使得产生相应的调制信号。这样的控制逻辑下，就可以实现对电动机的转速调节与处理[2]。

其次，在变频器出现故障的时候，对于故障信号的发出，往往是由P12端子进行发出，并将其信号送到电气控制回路当中。另外，对于接触器KM 1而言，经常有辅助点，对其DCS处理，以此当做仪表当中的ES运行信号进行运行状态的表达。

2 氧泵调停原因

2.1 电网晃电

在整个电力系统的运行中，经常会受到雷击、对地短路以及一些故障重合闸方面的影响，进而导致电网出现严重的故障问题。在这样的电力系统当中，就由于电压的瞬间波动，以此导致各种设备出现短路的问题。这样的故障问题，经常在每年的雷雨季节出现，由于出现的是短时短路以及波动问题，因此也被称之为晃电。这样的晃电故障问题，会对煤化工装置的日常运行造成极为严重的影响。

2.2 变频调停

在变频器的运行中，始终存在着一个合理的工作电压范畴。例如，在使用交流380V的变频器的时候，其交流三相电压，就需要控制在270V的标准上。因此，在供电网当中电压，由于其某种特殊的原因，而出现了一定程度的晃电问题时，就需要将其变频器直流母线电压进行相应的处理，同时在系统当中的欠电压保护机制就会被触发。一般情况下，在对功率开关器件的IGBT处理而言，在失压以及停电之后，就需要将其变频器继续在一个较短的时间当中，保证其系统的平稳运行。但是，随着电网晃电对变频器的影响越来越大，就会使得在实际的运行过程中，造成十分严重的影响。例如。在直流母线电压出现过低的时候，其变频器的欠电压保护功能就会发挥出应用的作用[3]。

另外，在变频器当中，也会出现自动启产生一定的过电流。这是由于在变频器当中存在着自启动的功能设定，但是由于变频器的自身负载十分重，以此就会导致在停机的过程中，其电机的转速被降到了0值。因此，就需要在进行变频器的自启动过程中，主要是由于电流的影响，而出现了跳停的问题。为了很好的解决这样的问题，就需要进行针对性的调整。

3 防晃电措施

3.1 调整变频器的参数数据

在对变频器进行调整的过程中，其需要在参数方面进行针对性的修改，以此保障在变频器的自动启之后，需要在以此不成功之后，就不在进行自启动。在实际的操作过程中，需要保障其空分氧泵的设置中，由于其晃电所造成的调停的自动启，由于参数方面进行了调整，以此在启动的过程中，由于产生的一些过电流，会再次出现了跳停的操作。并且在送仪表的ES运行过程中，发生了信号的丢失问题，以此就使得备用泵连锁出现了启动的效果[4]。

3.2 对变频器直流回路增加直流支撑系统

对于这种改进方案而言，就是一种由于电网在出现了晃电问题之后，其产生的变频器的跳停故障为直流母线的电压下降问题。因此，一旦在一个装置的实际运行过程中，电压出现短暂的下降，就会使得需要维持变频器母线的电压保持不变，因此就会使得变频器出现不跳停的效果。

（1）直流支撑装置与变频器的连接。在针对高频液氧泵变频器的改进中，往往需要将其与主电路当中的直流母线进行引出，以此将其直接连接到直流支撑装置当中。因此，在这样的系统运行中，一旦出现了电网的晃电问题，就可以依据变频器当中的电量，对其高压液氧泵进行电力的供给，以此充分的保障在变频器的输出过程中，电压始终保持着稳定性。进而也使得氧泵电机可以稳定的运行下去，并不会造成电机转速波动的问题，同时也是充分的发挥出对其电压起到的保护性作用。在支撑装置的安装之后，主要是基于MC直流开关。同时与变频器当中的直流回路进行连接，这样就可以针对变频器在运行中的情况，实现电压的检测与控制，最大程度上将变频器的具体信息进行采集，同时也将一些故障信息进行及时的传输。该系统为了避免在实际的运行中，其会出现变频器反充电的问题，就可以很好的在变频器出现信号之后，设置出时延功能，以此保障直流支撑装置投入有着一定的滞后性。

（2）电路设计。对于本文所提出的直流电源支撑系统，在设计的过程中，主要由蓄电池、整流充电以及静态开关所构成。因此就可以在实际的操作过程中，可以基于静态开关的方式，对其直流电子进行起到开关的作用。同时，还可以完成在线的电压检测功能，很好的保障在其主电路当中的电压出现波动的时候，就马上进行及时的供电，以此保障变频器可以稳定的运行下去。其次，在电网没有发生晃电的情况时，其静态开关需要时刻保持着关闭的状态，并将切断电池组与其变频器之间的连接。另外，在监控系统的运行中，由于监控系统触发静态开关，就会发生瞬间的通路问题，就需要在设计的过程中，可以控制其具体的情况。以此充分的保障在整个支撑装置的安装中，可以很好的基于30s的时间进行设计。

（3）装置控制。在本系统的设计中，由于需要安装两个不同的出线断路器，因此将其分别的安装在不同的装置当中，形成与直流母线的直接连接。而对于备用泵机的空气开关，需要由工作人员进行直接的负责。其次，还需要在变频器的操作过程中，可以在其前端开关柜内，进行接触器的吸合操作，同时辅助触点方面，则需要进行信号方面的送出，这样就可以充分的保障在系统的运行过程中，可以很好的基于直流支撑装置，对其进行相应的控制。对于回路的当中的空气开关，发出合闸的信令。以此在这样的运行逻辑下，就可以很好的保障其控制系统可以很好的控制直流电源的运行。另外，在其系统的投入时间方面，可以做到毫秒级别的效果，另外对于这样的系统而言，就需要在变频器供电系统的运行中，将其恢复到480V的标准上，以此将其直流支撑装置可以很好的实现良好的供电处理。

3.3 改造需要主要的技术性问题

在当下控制回路处理中，首先在变频器的安装中，可以很好的基于是实际的在其系统运行的过程中，进行相应的变频器短端处理，因此，就需要在接触器出现跳开的问题时，要积极的进行设备方面的有效处理，以此充分的保障其变频器的控制回路，可以很好的进行设计预评估，保障在电源电压下降的过程中，避免出现晶阀管的关闭，以此造成了变频器的停止操作。另外，在对开关柜位置的接触器控制中，可以很好的保障期电源的合理性，同时保障电网在出现晃电的售后，可以控制器两个电路不会出现断电的问题。

其次，还需要在变频器与直流支撑的操作中，能够明确出开关柜在时间方面的配合问题。另外，在进行设备调试的过程中，也经常会出现一定的问题，以此就需要在实际的停泵处理中，需要进行直流支撑装置的实际操作，以免对其直流支撑装置出现误触的问题。

其次，在变频器的输出端，还需要进行参数方面的合理调整。一般情况下，对于这个环节的输出端参数，有着较高难度的调整需求。因此，为了解决这样的问题，就需要在进行调节的过程中，需要扩展变频器的故障断，可以采用扩展下的继电器，以此可以很好的针对不同的信号信息进行分别的输送。在这样的电器开关柜的电源设计中，就可以很好的实现科学合理的处理。其次，还需要在其设备的设计中，需要将其安装一定的辅助触头，并将其触头信号直接传入到直流装置控制柜当中，并延长3s的时间，以此充分的保障在直流支撑装置的运行中，可以很好的完成工作。

最后需要注意的是，需要保障整个设计完成的系统，在实际运行过程中的稳定性，因此就需要保障支撑系统，可以与变频器所构成的电机，可以很好的形成稳定的运行效果。另外，在投入使用之后，还要保障在不影响到原始变频器的使用方式以及使用性能的前提下，还需要充分的保障让其母线电压可以始终保持着稳定的效果[5]。其次，对于空分氧泵而言。在进行使用的过程中，需要将其控制在一个合理的运行范畴当中，以此充分的保障设计的运行过程中，有着良好的运行效果，并极大的提升实际的运行能力。在这样的系统设计之后，就极大的提升了系统应对晃电的能力，并极大的满足系统在当下运行的具体需求，并不会在一些特殊的电网环境下，出现较为频繁的故障维护问题。