低压交流控制回路可靠性研究

樊士渤 国家能源集团宁夏煤业有限责任公司烯烃一分公司

1、现状

随着供电设备容量的不断扩大和系统电压的升高，设备的不正常运行状态和电网的非正常运行工况，对大型企业供电安全构成严重的威胁。在某工业园区内，共有三家国际级大型煤化工企业，在运行这近十年间，由于因控制系统不可靠而造成的装置停车就高达15起之多，由此可见供电系统中，电气控制系统不可靠是影响大型化工企业供电可靠性的主要隐患。

2、原因分析

接触器作为交流控制回路中最基本的供电设备，是线圈通过交流电流时，在线圈中产生电磁力，吸合衔铁，带动辅助触点和主触头闭合，导通主回路使负载得电的设备。在控制电压达到额定电压的70%以下时，接触器中弹簧拉力大于其所产生的电磁力而被释放，断开电源。现场的电动机控制回路均采用接触器来实现电机的启停，且多数为交流控制回路，当系统出现晃电时，电压下降，主接触器由于吸力不足将出现脱扣现象，造成设备停运。

3、解决方案

3.1 控制回路内增加时间继电器

以下图3-1 油泵电机控制回路为例，油泵A、B 电源取自不同配电段，油泵互为备用，通过DCS联锁实现互启，为防止晃电时切换失败，在油泵接触器线圈处并接时间继电器，时间继电器失电延时断开接点并接在接触器自保持处，出现晃电时触点延时断开，实现电机在启动功能，要求时间继电器断电延时设置为1s，同时将DCS 停止指令改为脉冲信号3 秒。通过合理的时间搭配，保证正常停运时接触器线圈的可靠动作。

图3-1 控制回路内增加时间继电器图

3.2 控制回路内增加再启动控制器

以下图3-2 某油泵电机控制回路为例，该回路通过中间继电器来控制接触器的吸合和释放，在油站DCS 远程合闸继电器节点并接再启动控制器，再启动控制器继电器触点并接在DCS 远程启动点处，当出现晃电时触点闭合，实现电机在启动功能，由于运行信号参与DCS 联锁，需要将再启动控制器辅助点并接在接触器运行信号处。

图3-2 控制回路内增加再启动控制器图

4、方案验证

我们利用试验台验证接触器回路增加时间继电器晃电性能：

表4-1 接触器回路增加时间继电器试验报告

接触器回路增加断电延时时间继电器抗晃电试验中发现此回路只有停止指令时间保持大于时间继电器设置时间时，设备才能正常停运，回路内增加断电延时时间继电器可实现回路抗晃电性能。

5、总结与展望

本文针对低压系统抗晃电能力弱，提出了系统抗晃电策略，通过加装时间继电器延时释放接触器线圈和再启动控制器，确保设备在晃电时既能确保设备本体安全的前提下又可以保证装置的连续运行。

随着化工企业规模的不断扩大，化工企业对供电系统的安全性要求也越来越高，化工企业应及时借鉴电网供电可靠性管理经验，进一步加强供电网络可靠性管理工作的体系化、标准化、规范化，真正实现化工企业供电可靠性的全面提升。