李二恩
（河南龙宇煤化工有限公司，河南 永城476600）
［摘 要］煤化工企业需要保证装置生产的连续性，而煤化工企业目前普遍采用的备自投装置已无法满足电气系统安全稳定供电的要求。河南龙宇煤化工有限公司针对其6 kV动力站母联备自投装置的运行状况，提出在其6 kV电气系统中进行电源快速切换装置应用改造的方案。6 kV电气系统电源快速切换装置应用改造实施后，在进线电源失压、无流、主保护动作分闸的不同故障情况下，电源快速切换装置可有效避免因母线失电导致的本段母线中/低压电气设备停机以及整个生产装置停车，可实现备用电源的快速、安全投入，确保生产装置的稳定运行。
［关键词］电气系统；备自投装置；电源快速切换装置应用；可行性研究；技改方案；改造效果
［中图分类号］TM762.2 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）02-0058-04
1 电气系统母联备自投装置的运行状况
煤化工企业需要保证装置生产的连续性，而煤化工企业电气系统目前普遍采用的备自投装置已无法满足其安全稳定供电的要求。河南龙宇煤化工有限公司（简称龙宇煤化工）6 kV动力站主要为热电装置（3台220 t/h热电锅炉）的负荷供电，6 kV动力站采用单母线分段接线方式（见图1），自上一级变电站经两回联络电缆提供电源——1#、2#进线电源引自上一级6 kV系统经联络电缆为动力站负荷供电，其正常运行方式为1#、2#进线开关合闸运行、母联开关热备用；1#、2#进线电源柜继电保护装置配置有光纤差动保护作为主保护、复压过流保护（闭锁低电压、负序电压）作为后备保护；母线联络柜继电保护装置配置有定时限过电流保护为主保护。
龙宇煤化工6 kV动力站原6 kV母联开关采用备自投保护装置，实际运行过程中当出现动力站6 kVⅠ段或Ⅱ段母线失电时，母联备自投装置会在2 s后发出母联开关合闸命令使得失电母线恢复送电，但此时失电母线上的6 kV中压电动机（“低电压保护”动作时限设置最长2 s）和低压0.4 kV设备均已停机，锅炉系统已停炉，甚至整个生产装置已停车。因此，为了保证6 kVⅠ段或Ⅱ段母线失电后母联开关能够瞬间合闸恢复送电且对该段母线上的中/低压电气设备无大的冲击，保证锅炉系统和整个生产装置的连续稳定运行以及电气系统供电的可靠性与稳定性，在6 kV电气系统中实施电源快速切换装置应用改造势在必行。
2 电源快速切换装置应用改造可行性研究
2.1 6 kV中压电动机设置低电压保护的必要性
在6 kVⅠ段或Ⅱ段母线失电或3个线电压都低于“低电压保护”设定保护定值且大于其整定的动作时限后，“低电压保护”动作开关跳闸；为避免三相PT断线造成“低电压保护”动作跳闸，需增加中压电动机有运行电流且3个线电压都低于设定电压值（可取U=10 V）则判断为三相PT断线的逻辑功能，并且闭锁“低电压保护”功能。
根据6 kV中压电动机对生产系统联锁的影响程度，对中压电动机设置“低电压保护”，并且对其保护动作时限进行分批整定设置，以避免因外网系统晃电导致中压电动机失电停机后同一瞬间全部启动，因中压电机启动电流过大引起进线开关过流保护动作跳闸而造成停电范围扩大，进而导致供电系统全部失电甚至生产装置停车。以龙宇煤化工锅炉系统为例，其6 kV中压电动机“低电压保护”动作时限整定原则为：关键设备电动机——一次风机配套电动机的“低电压保护”动作时限设置为2 s；重要设备电动机——二次风机配套电动机的“低电压保护”动作时限设置为1.5 s；次重要设备电动机——空气压缩机配套电动机的“低电压保护”动作时限设置为1 s；一般设备电动机——脱硫浆液循环泵配套电动机的“低电压保护”动作时限设置为0.5 s。
2.2 0.4 kV低压电机配置抗晃电继电器的必要性
外网系统发生晃电时，抗晃电继电器利用自保持、储能及延时继电器的接点采用转频率电势比较箝位电路技术，使得采样精度达到0.5%、电压采样响应时间小于50 ms，能够保证低压电动机交流接触器接点自保持，在此期间电动机处于惰转特性运行状态，在电动机上电自启动之后则断开此自保持接点，外网系统恢复正常后低压电动机恢复正常运行。龙宇煤化工根据低压电动机对生产系统联锁的影响程度，其抗晃电继电器允许“晃电”失压时间设定原则为：关键设备电动机——激冷气压缩机油泵配套电动机的允许“晃电”失压时间为1 s；重要设备电动机——气化调和水泵配套电动机的允许“晃电”失压时间为0.5 s；关键低压变频器——液氧泵变频器的允许“晃电”失压时间为1 s。
2.3 电源快速切换装置应用改造的必要性
更多内容详见《中氮肥》2023年第2期