【摘要】冶金企业电压凹陷严重困扰了企业的发展，对企业正常生产秩序扰动很大，简单的外部事故或内部故障以及非正常停电，时常造成电网电压大幅波动或短时断电情况，导致重大损失。对此进行大力整治，有效地解决了失电及电压凹陷对供电系统的影响，确保了供电系统的安全运行。先进的控制方法以及策略的应用，实现了企业电网的可靠、安全、经济、高效运行目标，同时还介绍了电压凹陷的产生机理和解决方案。
[关键词]企业电网；电压骤降；管理
介绍
电压凹陷是长期困扰供电系统稳定运行的一个难题。特别是冶金企业，用电负荷集中，各工序连续生产联系紧密。一旦某个生产环节中断，就会影响整个生产秩序的稳定，对生产产生重大影响。在该企业冶金系统的电力事故中，电压凹陷占70%以上，电压凹陷问题已经对各机组的生产造成了严重威胁。为了最大限度地减少电压凹陷对公司整体生产的影响，成立了公司低压系统电压凹陷治理技术研究小组，制定低压系统电压凹陷治理方案，解决瓶颈问题。
1电压骤降的机理
1.1电压凹陷的概念
电压暂降是指供电系统中某一点的电压有效值短时间下降后又回到标称值的现象。其典型持续时间为0.5~30周。国际电工委员会(IEC)定义为降至额定值的90%~1%，电气电子工程师协会(IEEE)定义为降至额定值的90%~10%。电压暂降的幅值、持续时间和相位跳变是名义电压暂降的三个最重要的特征量。
1.2电压骤降的原因
电压骤降的原因主要包括系统运行和用电两个方面。系统原因包括各种短路故障、雷击引起的保护动作、开关操作、变压器和电容器组的切换等。用户原因为内部短路、大型电机启动、轧机等冲击负荷运行。其中，短路故障会引起深度电压凹陷，这也是危害最大的电压凹陷。属于瞬时凹陷的范畴，也是冶金企业最难控制和预防的电压凹陷。冶金供电网络不同于供电网络，具有用电负荷集中、用电设备复杂非线性、不对称负荷多、系统波动大、系统阻抗和线路阻抗相对较小等特点。当网络中的电气元件发生故障时，会对系统中的运行设备产生较大的影响。瞬时电压波动会导致系统中许多或近百台电动机跳闸，使设备停止运行。电网电压恢复后，电机不能自行恢复运转，造成连续生产过程的紊乱，可能造成生产和设备事故。根据多年连续电网故障录波、各种故障发生概率和电压暂降幅值的统计分析，110kVPCC点电压暂降持续时间小于100ms，其中80%的电压暂降持续时间为40 ~ 80ms90%的电压暂降事件是由单相接地故障引起的，只有10%左右是由两相故障和三相故障引起的。电压跌落时110kVPCC的剩余电压不低于0.1P & bullu，其中电压骤降80%的剩余电压为0.4P & bull高于u。
2制定解决方案并实施
2.1评估每个系统以确定治理范围
为尽可能保证公司整体生产秩序不受事故影响，重点生产单位主要设备不受损坏，经系统评估，确定以下治理范围:(1)炼铁厂:高炉低压供电系统。(2)轧机:连铸机低压供电系统、液压站供电系统、中板轧机液压站供电系统、棒材轧机液压站供电系统。(3)碳钢薄板厂:连铸机低压供电系统、液压站供电系统、热轧机液压站供电系统。(4)不锈钢厂:连铸机低压供电系统、液压站供电系统、热轧机液压站供电系统。(5)电厂:连铸泵站、板坯泵站、四台泵站、不锈钢泵站的低压供电系统，为连铸机系统冷却水系统供电。
2.2采取的措施和方案比较
(1)低压电源开关跳闸的解决方案。方案一:各机组根据不同厂家的开关选择装有延时失压脱扣器的失压元件。所需时间可调(0~999ms)，功能可开可关。方案二:根据工艺要求，特别是重要负荷，解除电源断路器失压保护联锁。方案三:选择带储能元件的延时开关。(2)对于一些重要的低压负荷延时失电问题，主要解决风机、冷却泵等一些关键设备的延时失电。方案一:用永磁接触器代替普通接触器。方案二:用变频软启动重合闸控制器替代软启动皮带旁路接触器。方案三:修改DCS逻辑程序，在DCS程序中增加电流延时控制功能。方案四:变频启动设备采用DC-班克装置或断电(断电)跨越技术。方案五:改进优化控制回路。方案六:增加一个快速切换装置，在两个电源之间快速切换。方案七:UPS电源为无法断电的用户提供逆变电源。方案八:有条件改变运行方式，从两个不同的电源点取电。
2.3比较可行的实施策略和方案
(1)燃机选型:电磁站电源侧开关增加延时模块(16个)，接触器更换为永磁接触器(37个)，修改中矿泵变频器方案(2个)。(2)焦化厂:电机接触器采用接触器辅助保持控制器(16件)，低压变频器增加变频器/软启动器重合闸控制器(16件)。(3)炼铁厂:3#~6#高炉主输送带用8个永磁接触器代替普通接触器；助燃风机、密封风机、2#高炉水泵采用接触器控制电路，增加DZQ-B接触器辅助保持控制器(10)；3台水泵采用软启动控制回路，增加DZQ-C接触器辅助保持控制器(3个)。(4)轧机:钢坯、板坯配电室开关更换为新的断路器(13套)和永磁接触器(15套)。4#和5#机组由一套UPS供电，4#和5#机组结晶器振动台更换为变频器，1 # ~ 3 #机组变频器改造为DC-贝克。(5)碳钢薄板厂:炼钢中，电磁站电源侧开关安装17个延时模块，接触器控制回路安装UPS电源(3处)；7#和8#连铸机配有区域开关和接触器辅助保持延时装置(120 ),连铸机MCC室配有两套30kVA UPS，采用DC-BACK方式改造连铸机拉矫机变频器。热轧系统开关配有辅助保持延时装置(11)，保证液压系统不间断供电；冷轧镀锌系统开关配有辅助保持延时装置(4)，保证照明用电；RH开关配有辅助保持时间延迟装置(25 ),永磁接触器(6)被更换。(6)电厂:制氧系统6000制氧1#、2#空压缩机励磁系统配置负荷约50kW的动态电压恢复器，重要机组永磁接触器更换为低压负荷；供水系统中，水泵接触器更换为永磁接触器(21)，带软启动装置的水泵更换66台变频软启动重合闸控制器，变频器进线接触器配DZQ-B辅助保持控制器，变频器配变频软启动重合闸控制器(8组)；在燃气系统中，用二次加压、二次受电的开路塑壳断路器代替永磁接触器；其他8BS-1和2重介质精选，精煤加压站6kV煤气切为1#和2#变压器，不锈钢变压器10kV煤气站1#和2#变压器，碳钢冷轧10kV开关站煤气站1#和2#变压器，四个泵站10kV 8万气柜用于一、二回路，炼钢变压器10kV换流泵站1#和2#变压器低压断路器配置变频软重合闸控制器。在供电系统中，在换铁和换铁合金低压开关和退出瞬时跳闸功能之前；热力系统空压力站低压开关，退出瞬时跳闸功能。(7)维护工程部:炼钢转炉、选矿控制等系统安装UPS。
3.完善制度和后续保障。
(1)列入治理范围的低压供电系统断路器或开关的跳闸功能退出，并记录在案，形成相应的管理制度。(2)未纳入治理范围但实际退出瞬时失压跳闸和空的断路器目前分合闸，但要求各单位登记并报电力能源部门备案。严禁扩大退出失压跳闸断路器或开关的范围。(3)连铸机拉矫机变频器故障复位功能键应投入生产运行过程监控系统，并实现自动复位功能，保证瞬时失压后变频器能快速复位，机器能快速启动。(4)各单位完成相关操作手册的修订，动力能源部进行监督检查。(5)因防止突发电话技术措施的撤销，各单位应严格执行防止突发电话的组织措施。在恢复送电过程中，要确保所有配电开路处于断开位置，防止突然来电造成安全事故。(6)电厂应采取措施，保证炼铁厂、轧钢厂、碳钢薄板厂、不锈钢厂等单位的连铸机冷却水系统在电压下降时稳定、优质的供应。(7)当每台机组退出低压开关的瞬时跳闸功能时，系统必须退出，以保证从变压器二次侧开关到电气设备的所有开关的瞬时跳闸功能全部退出。(8)当发生电压骤降时，6#连铸机必须保持正常生产状态，不能变动。其他连铸机必须保持尾坯状态，不能出现卧坯现象。(9)各机组电气负责人应检查机组低压断路器或空通断后电动机设备的重启功率，并与保证定值进行比较，确保供电变压器的定值符合要求。(10)轧机应做好连铸机结晶器液位控制方案，防止钢水溢出。(11)维护工程部应做好UPS等相关设备的运行维护工作，确保高炉、连铸机的PLC和网络通讯系统在瞬时停电的情况下正常工作。
4结束语
久鸿兴公司系统解决了瞬时电压骤降对生产的影响，有效缩小了故障影响范围，实现了确保安全、稳定、顺行生产的管理目标。
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作者:孔庆雷单位:酒钢集团能源中心
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