关于压缩机电气控制及保护系统失电后无法停车问题的解决措施

王自强，秦德轮

(1.唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305； 2.唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山 063305)

在设备的现实使用中人们往往过多的注重设备自身主电源供电的稳定性，而对设备电气控制及保护装置的供电系统缺乏必要的保障措施，因而当控制或保护回路供电系统出现问题时，极易使设备面临无法停车的窘境，这样不仅会给工艺运行带来不好的影响，更重要的是会造成设备本体极大的损害，严重时甚至损毁设备。

1 设备基本情况

我厂12#压缩机为离心式压缩机，压缩介质为CO2，进口流量461 m3/min，进口温度40 ℃，进口压力92 kPa，出口温度149.2 ℃，出口压力463.5 kPa。固定铵变电所为6 kV高压配电室，压缩机主电源取自此配电室。重灰变电所为低压配电室，12#压缩机1#、2#油泵及软启动柜控制电源均取自该配电室Ⅰ段。

2 问题过程及原因分析

重灰变电所带设备全部停车，12#压缩机油泵停车。重碱压缩岗位发现12#压缩机油压下降，现场急停无法停车、DCS急停无法停车。经联系电仪车间运行人员至固定铵变电所手动停12#压缩机高压断路器。

经现场检查发现，重灰变电所低压I段断路器处于分断位置，面板显示0，故障指示灯均未显示，复位按钮弹出。检查低压母线及所带设备无故障之后，将母联断路器更换至一段进线位置送电成功，设备开启正常。

12#压缩机启动及停止以及急停控制均由软启动柜真空接触器实现，如断路器下口发生过流、长延时、短延时故障时，断路器面板应显示故障电流及分断时间，结合事故发生时母线检查及后续对故障断路器试验结果，可判断断路器下口未发生故障，而断路器正常分合闸时，复位按钮不会弹出，由此判断可排除人为和断路器控制回路短路的可能，进而推断出此次故障原因为进线断路器内部跳闸导致回路误动作所致。

3 应对措施

3.1 增设取源点

由于12#压缩机两台油泵电源都取自重灰变电所Ⅰ段，当此段出现问题时将直接导致压缩机油路供油不畅，可自重灰变电所两段母线敷设动力电缆分别为12#压缩两台油泵提供电源，这样可以有效解决当某一段出现故障时油路供应不畅的问题。

图1 重灰配电室电源配置

3.2 增设急停按钮

自重灰变电所至主控室敷设控制电缆，在主控室内增加急停按钮，对固定铵12#压缩机高压开关柜电源进行控制，当遇到类似紧急情况时由主控室内操作人员进行远程操作，通过急停按钮切断电源，停止设备运转，达到保护人身和设备安全的目的。

现有的急停按钮主要包括本体、安装在本体内的急停模块和固定在本体下方的并与急停模块相配合的触点模块，急停模块包括有急停芯及固定在急停芯上的手轮，在使用过程中，通过按压并旋转手轮驱使急停芯顶压触头模块使线路断开，从而实现设备的急停，将手轮直接与急停芯固定连接，在危急情况下，虽然可实现设备的急停，但在实际使用过程中，由于操作人员误碰手轮，同样会导致急停按钮的复位，这样就存在一定的安全隐患。

考虑至此可采用手轮为分体结构的按钮，当遇到紧急情况下，用力按压手轮盖，手轮盖顶压住手轮座，这样在按压并旋转手轮盖时，手轮盖带动手轮座旋转，而由于手轮座与急停芯固定连接，这样就可实现急停按钮的急停；而当操作人员误碰到手轮时，手轮座上方的手轮盖在外力作用下发生旋转，而手轮座固定不动，这样就可有效防止操作人员的误碰导致急停按钮的复位，从而有效提高急停按钮的安生性能，降低安全隐患。

3.3 设置双电源切换装置

额外敷设动力电缆至12#压缩机软启动柜，利用备用电源切换装置实现软启动柜操作双电源保障。

图2 固定铵变电所双电源切换装置

传统的双电源切换机构是采用两台高压开关柜加一套极其复杂的电气联锁装置，且严防两条回路并列运行。这种双电源装置有以下三大缺陷：①锁不可靠：目前，电气连锁可靠性太低，严禁使用，机械连锁装置国家又无统一设计规范标准，只能由各地自行设计、改造。②操作复杂，且容易卡塞，造成电力事故；③投资大，需购两台开关柜，然后设计闭锁装置，再改装到开关柜上。

目前国内的双电源切换机构一般是采用两台断路器，把每台断路器的进线端各接一路电源，然后将两台断路器的出线端并接在一起，并通过电气联锁装置实现对主电源和备用电源进行切换。这种的双电源切换机构的缺点是工作可靠性较差，并可能导致严重事故；例如当主电源供电电路停电进行例行检修时，可能会将主电源连接的断路器中的线圈烧毁掉，但是该断路器中的电路仍保持通路状态，此时，该种双电源切换机构中的另一台断路器会马上接入备用电源继续供电，这样将导致原本已经应当断电的主电源供电电路也带电，很容易导致检修主电源电路的维修人员发生触电事故。此外，由于需购两台断路器，投资也比较大。另外传统的双电源高压开关，缺少防雷装置，所以一旦发生被雷击中，就会对开关本体造成损害，严重的还会造成断电事故。

而针对上述问题将此双回路电源切换装置中的常用电源回路与备用电源回路分别通过切换器件与负载设备连接，并在常用回路中设置电压检测电路、电流过零触发信号电路和触发控制电路，电压检测电路分别与常用电源回路、触发控制电路相连，电流过零触发信号电路位于常用电源回路与负载设备之间，并与触发控制电路相连，触发控制电路与切换器件相连。这样双回路电源切换时间不大于5 ms，不会影响负载设备的正常运转；主电路的切换器件采用可控硅模块，从而使设备体积小，重量轻，在切换过程中不存在打火拉弧现象，避免电路震荡，保证负载设备正常运转，同时在真空断路器壳体上设置避雷器，使得装置具有较好的防雷击效果。

3.4 在软启动柜操作电源处加装UPS

UPS作为软启动器控制电源的应急电源使用，当软启动器控制系统出现供电故障时，由UPS进行供电，保障软启动器正常运行。

UPS应急电源主要由输入单元、输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分组成，该系统能够在应急状态下提供紧急供电。系统中充电设备通过连接线与应急电源实现电连接，通过正极接线柱和负极接线柱对充电设备进行供电，当充电设备利用应急电源进行供电的时候，需要将充电设备上的连接线接到相对应的正极接线柱和负极接线柱上，将电池块内储存的直流电通过逆变器转换为交流电供应急使用。

选用可使应急电源和充电设备正负极同时连接的UPS，减少充电设备与应急电源连接所需时间，提升应急电源在实际应用过程中的使用效率。同时要保证充电设备在连接之前和连接过程中控制开关都处于关闭的状态，在当充电设备与应急电源连接完成之后控制开关处于开启状态，从而有效的避免了在应急电源处于开启状态时正、负极接线柱放电与充电设备的连接处产生火花的现象，进而实现对应急电源内部零件的保护，减少了不必要的危害。

4 小 结

针对此次发生的重灰变电所I段失电12#压缩机油泵停车，导致12#压缩机主机在油压过低时无法停车问题，提出了上述四种解决措施，并对各个措施在具体实施过程中可能存在的隐患进行了提升与优化，相互独立的取源点使得在当某一段出现问题时可由另一段为设备提供稳定的电力供应，而在遇到突发情况需要设备立即停机时，也可通过主控室值班人员及时按下急停按钮，使设备迅速停机。切实增强了设备供电的稳定性，有效预防同类故障的发生。