快速切换装置在炼化企业电力系统的应用.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：欧英龙（1988），男，壮族，广西河池人，本科，广东茂化建集团北海石化工程有限公司，助理工程师，研究方向为电力系统。-127-快速切换装置在炼化企业电力系统的应用 欧英龙 广东茂化建集团北海石化工程有限公司，广西 北海 536000 摘要：摘要：随着我国炼化企业的不断发展，其规模以及能源需要不断增加，这就很难保证企业电力系统整体工作的稳定性，因此，为了保证炼化企业的常态化发展，且满足现阶段现代市场的广义需求，保证炼化企业电力系统的稳定性是其关键切入点，因此尝试把快速切换装置应用于炼化企业的电力系统中，一方面，对保证电力系统应用的稳定性具有重要作用。另一方面，对提高快速切换装置自身在炼化企业电力系统中的应用效度，同样具有重要意义作用。本文就快速切换装置在炼化企业电力系统的应用，展开分析和论述。关键词：关键词：快速切换装置；炼化企业；电气系统；工作原理 中图分类号中图分类号：TM615 0 引言 广义来说，电气系统是炼化企业自身生产、运行、发展的关键所在，因此保证炼化企业电力系统的稳定性，是该产业发展所要研究的重要课题。而对于传统的炼化企业电力系统来说，主要采用“母线残压”切换原理，但随着现阶段炼化企业的经营规模不断扩大，这一电力系统已经不能满足实际的需要，一方面极有可能造成供电不足，导致炼化企业电力系统不能正常运行，另一方面因自然原因极易诱发安全隐患，因此在实际炼化企业电力系统中，应用快速切换装置，是可以有效降低因传统炼化企业电力系统不足，所诱发的诸多局限性。1 炼化企业电力系统电源切换的现状 针对目前来说，国内诸多炼化企业的电力系统大多都采用较为传统的备用电源自动切换装置，简称 BZT电源故障切换装置。而对于这一传统的 BZT 电源故障切换装置来说，其电力系统的应用原理，多是采用母线残压切换原理，也被称之为是残压设备自动装置，这一装置其自身缺乏一定的检测功能。举个简单的例子来说，如果母线残余电压较大时，就需要使用备用电源，但由于电压过大，很可能导致电机遭受冲击，从而造成损坏，如果高压电线的衰弱值到达 20%-40%这一额定电压区间，就会严重影响炼化企业电力系统应用的稳定性以及安全性。除此之外，部分炼化企业电力系统的内部多带有自动发电机，在发电机运行和投入使用的过程当中，无法使用设备备用电池无障碍切换的功能，就很难满足实际炼化企业电力系统的本质需要，再加上现阶段炼化企业其规模用量不断扩大，这一传统电源自动切换装置。也很难满足现阶段市场以及炼化企业发展的实际需要。2 快速切换装置的工作原理 2.1 快速切换 对于快速切换装置来说，其自身的快速装置原理，是一种较为理想的切换方式，在工作电源和备用电源处于正常工作状态之下，如果母线施压后按照正常残压曲线模式进行切换，一方面可以保证电动机的正常使用，另一方面也可以保证切换的安全性和有效性。但是有一点需要注意的是，快速切换装置想要保证其快速切换，还需要保证工作电源的稳定性，尤其是在备用电源开关以及合闸的时间方面。一般来说，电动机的容量越大，其自身所在电流磁场当中所获得的感应电势也就越大，而受自身机械惯性也会影响残压的频率，二者呈现正相关。2.2 同期捕捉切换 对于同期捕捉来说，是快速切换装置当中一种较为常见的切换形式，同期捕捉切换主要是对异步电动机的残压频差，以及异步电动机的交叉进行实时跟踪以及捕捉，当残压与备用电源电压吻合时，保证快速中国科技期刊数据库 工业 A-128-切换装置合闸切换的有效性，除此之外，同期捕捉切换能够利用识别技术，对异步电动机从而起到自动保护功能1。而同期捕捉的切换方式即便不能达到切换的速度，但是可以将某项电压在切换后降低到 65%左右，而在电源合上的过程当中，也会产生较弱的冲击，弱化影响。因此，同期捕捉切换是一种安全性较高的切换形式。2.3 残压切换 残压切换是传统电力系统装置当中较为常见的切换装置，其自身所采用的主要原理，就是对异步电压机的残压情况进行具体分析，以此减少残压 20%-40%的额定电压后，保证工作电源和备用电源的有效切换。残压切换在实际炼化企业电力系统当中，其实是并不常见的，主要就是因为残压切换确实是可以保证异步电机的安全性，但由于炼化企业电力系统其自身存在特殊性，可能会对炼化企业电力系统造成一定的影响，比如停电时间过长，影响炼化企业电力系统的正常运行等等。3 炼化企业电力系统的特点 一般来说，对于炼化企业自身的电力系统，多会采用单母线分列运行的方式，母联开关所采用的热备用方式，正常运行状态下，两路电源之间相互切换备用，当一路电源出现故障时，自动电源会自动启用备用电源装置，由另一台正常供电回路通过母联开关，保证炼化企业电力系统的正常运行。而炼化企业主要负载多是电动机，如果出现电压波动的情况，高压电机会因失压或是低压，触碰接触线，释放电流，从而造成电动机停运的情况，基于这一情况下，炼化企业电力系统电动机就会停运导致整个炼化企业被动停工。除此之外，这一情况，也会严重影响炼化企业自身正常平稳运行的整体周期，甚至导致企业设备的损坏、对周遭环境造成污染以及人员伤亡等安全事故的发生。所以，综合的角度来说，炼化企业电力系统其自身具备以下几点共性特征：首先，炼化企业电力系统的供电母线上负荷都比较重，带有较为多的异步电机以及同步电机，对于母线残压负值在母线失电后，并不会快速降低，而是会随着时间的推移缓慢降低，从而逐渐与备用电压之间拉开频差。其次，我国部分企业内部有自备电厂，发动机主要通过变电器以及外系电网对其进行把控，如果母线残压的衰弱速度比发动机慢，炼化企业电力系统快速切换的可能性是比较大的2。除此之外，纵观我国炼化企业来说，一般规模性较大、流程较长、生产周期具备连续性强等特点，如果企业外部电压系统或者是企业内部各级变压器，出现设备故障或者是设备超负荷的情况下均会对炼化企业自身供电系统造成局部或者是整体的影响。如果因外部原因造成炼化企业电力系统非正常停电，或者是电压浮动过大的情况下，均会造成炼化企业正常生产中断，或者是造成企业出现大量废品，导致企业经济效益的损失。除此之外，由于设备投入均属于低压或者是无压切换的状态，在电源投入使用之前，电力系统自身母线电压要下降到 30%以下，低电保护基本都属于跳开负荷的状态，因此在生产的过程当中均会出现中断的情况，而电压机面对低电压，所造成的经济损失以及安全事故是较为频繁的，但是对于上述所提到的快速切换装置来说，其自身具有双回路供电系统，如果其中一路出现故障时，就可以快速完成备用电源的切换，从而保证炼化企业电力系统实际运行的安全性以及稳定性，具有重要应用作用和意义。4 快速切换装置在炼化企业电气系统中的应用 4.1 选用正确的实现方式 对于快速切换装置在炼化企业电力系统当中的有效应用来说：首先要选择正确的实现方式，这是保证快速切换装置在炼化企业电力系统当中有效应用的首要问题。其次，要保证切换速度以及同时捕捉切换，还有上述所提到的残压切换三者之间的有效串联，以此才能保证快速切换装置的安全性和稳定性。一般来说，快速切换装置在炼化企业电力系统当中处于故障电源。开关调试要注重控制失电母线和备用母线之间的频差，一般备用电源的合闸角度在 26 度左右3。最后就同期捕捉切换来说，同样要根据炼化企业电力系统的实际情况进行相角切换，基于准确度的基础之上，以保证快速切换装置的时效性以及稳定性。中国科技期刊数据库 工业 A-129-快速切换装置有其自身的适用性，合理选择适合的切换方式也是快速切换装置在炼化企业电力系统当中有效应用的原则之一。就现阶段来说，快速切换其自身具有保护功能、防止误跳功能以及物流启动功能等，在炼化企业电力系统处于正常运行的状态当中，异步电压机可能会出现倒送功率的情况发生，因此并不建议电力系统采用逆功率启动这一方式。此外，就快速切换装置在炼化企业电力系统的实际应用中，还是需要相关工作人员判断，企业电力系统所产生故障的原因，合理选择快速切换装置的启动方式，以此保证企业的经济效益和安全效益。4.2 选择合适的启动方式 炼化企业其自身所使用的电力系统是需要根据自身实际情况，立足于生产以及设备运行的基本情况之下，制定科学合理且较为有效的快速切换装置。运行方案上述所提到炼化企业电力系统有足够的异步电动机，可以为炼化企业电力系统提供较为充足的电源开闸条件，而在实际的供电过程当中，需要充分考虑炼化企业电力系统异步电压及其自身运行的诸多因素，以避免因电压不稳定所带来的诸多危害以及局限性等等。因此，需要对实际电力系统进行明确的分析，根据炼化企业不同的生产以及实际运行方式，制定具有个性化的定值方案，以此才能保证炼化企业电力系统其自身运行的安全性以及快速切换装置应用的有效性具有重要作用4。4.3 健全相关制度，提高系统应用的有效性 炼化企业电力系统在实际运行当中会存在管理损耗的问题，主要原因就是因为电能出现非正常损耗，对于炼化企业来说，主要是电能质量不高所诱发的设备损耗，以及空载、变压器长期投入使用所造成的非正常损耗，均会造成企业电力系统运行的不稳定。那么，把快速切换装置应用于炼化企业电力系统当中，需要有效管理和及时调整，降低管理损耗所带来的非正常损耗，以此提高炼化企业实际运行的有效性5。除此之外，对于炼化企业来说，其自身电力系统如果没有建立健全相关的制度，以及电能耗尽监督管理制度，在节电方面存在局限性，因此无法保证电力系统实际管网运行的有效性，一旦出现电力系统波动的情况下，可能会加剧上述所提到的非正常电力的损耗。因此，就炼化企业的电力管理工作人员来说，均需要立足于企业发展的实际按照规章制度办事儿，同时要为电力企业所涉及的施工、运行、检修等方面，均需要根据炼化企业的相关执行标准进行操作。而在实际的运行过程当中，同样需要根据电力系统的专业管理进行有效分工，细化作业程度，建立健全相关的检查制度以及验收制度，可以与合理的奖励机制进行相结合，以保证快速切换装置在炼化企业电力系统应用当中的有效性，具有重要作用。4.4 提高电网管理的人才应用水平 对于快速切换装置在实际炼化企业电力系统中应用的有效性，其最终控制成果的好坏均是由综合素质人才所决定。因此，炼化企业电力系统需提高运行人员、工作人员以及维护人员的业务水平以及专业素养。因为对于人为因素来说，是直接影响快速切换装置应用的有效性，同时工作人员也需实时关注炼化企业电力系统运行的状态，根据设备在实际运行过程当中，可能或极有可能出现的信息故障进行有效排查，可以开展定期和不定期的培训，以培养具有综合素质的人才，而培训的主要内容也并不仅仅局限于电力系统技术层面的培训，还可以培养管理工作人员的应急能力以及技能素质等等，以提高炼化企业电力系统人才队伍的整体水平，具有重要作用和重要意义。最后就是在配电网中要根据炼化企业电力系统其自身实际需要，从经济、运行、安全等综合方面考虑，选择最佳的快速接换装置方案，可以采用新技术手段保证电力系统运行的实际性和有效性，减少电能损耗，以为炼化企业获得较高的经济效益6。5 结束语 综上所述，对于快速切换装置来说，是炼化企业电力系统有效应用的关键，根据系统的残压状态选择适合的切换时机，以最短的方式实现有效切换，保证电源成功的同时，也不会造成安全隐患，是现阶段炼化企业电力系统有效运行的安全保障。除此之外，快速切换装置可以有效控制备用电源的切换电闸时间，在恰当的时机进行有效切换具有重要作用。而随着现阶段社会主义政治经济的不断发展，炼化企业的规模也不断扩大，对电力系统的更新提出中国科技期刊数据库 工业 A-130-了更高的要求，现阶段科学技术的发展已经逐渐衍生出高科技、智能化的诸多技术、设备，其应用可以帮助炼化企业电力系统的平稳运行，另一方面，对于快速切换装置来说，未来也会朝着数字化、集成化以及立体化发展，从而保证诸多企业电力系统安全运行的经济性、合理性、有效性、科学性、平稳性具有重要作用和意义。参考文献 1李二恩.电源快速切换装置在煤化工企业电气系统中的应用J.中氮肥,2023,(2):58-61.2曹晋.330kV 及 110kV 系统采用双母线双分段主接线型式下快速切换装置的控制策略分析J.电器工业,2022,(11):40-45.3刘锡柱.煤矿供电系统电源快速切换装置的应用与实测数据分析J.同煤科技,2022,(2):45-48.4赵华辰,张帅.快速切换装置在异步发电机上的应用J.电工技术,2021,(17):168-169+172.5曹祯,董桂成,朱庆海,刘志雄,李俊鸿.快速切换装置在石化行业应用存在的问题及解决方案J.电气技术,2021,22(6):106-113.6邵天宝,王志文,刘晓峰,林树国.炼化企业 6kV 供电系统低电压启动快切装置应用实例J.电器工业,2020,(Z1):99-101.