王自強(qiáng)，秦德輪

(1.唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305； 2.唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北唐山 063305)

在設(shè)備的現(xiàn)實(shí)使用中人們往往過多的注重設(shè)備自身主電源供電的穩(wěn)定性，而對設(shè)備電氣控制及保護(hù)裝置的供電系統(tǒng)缺乏必要的保障措施，因而當(dāng)控制或保護(hù)回路供電系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，極易使設(shè)備面臨無法停車的窘境，這樣不僅會給工藝運(yùn)行帶來不好的影響，更重要的是會造成設(shè)備本體極大的損害，嚴(yán)重時甚至損毀設(shè)備。

1 設(shè)備基本情況

我廠12#壓縮機(jī)為離心式壓縮機(jī)，壓縮介質(zhì)為CO2，進(jìn)口流量461 m3/min，進(jìn)口溫度40 ℃，進(jìn)口壓力92 kPa，出口溫度149.2 ℃，出口壓力463.5 kPa。固定銨變電所為6 kV高壓配電室，壓縮機(jī)主電源取自此配電室。重灰變電所為低壓配電室，12#壓縮機(jī)1#、2#油泵及軟啟動柜控制電源均取自該配電室Ⅰ段。

2 問題過程及原因分析

重灰變電所帶設(shè)備全部停車，12#壓縮機(jī)油泵停車。重堿壓縮崗位發(fā)現(xiàn)12#壓縮機(jī)油壓下降，現(xiàn)場急停無法停車、DCS急停無法停車。經(jīng)聯(lián)系電儀車間運(yùn)行人員至固定銨變電所手動停12#壓縮機(jī)高壓斷路器。

經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，重灰變電所低壓I段斷路器處于分?jǐn)辔恢?，面板顯示0，故障指示燈均未顯示，復(fù)位按鈕彈出。檢查低壓母線及所帶設(shè)備無故障之后，將母聯(lián)斷路器更換至一段進(jìn)線位置送電成功，設(shè)備開啟正常。

12#壓縮機(jī)啟動及停止以及急?？刂凭绍泦庸裾婵战佑|器實(shí)現(xiàn)，如斷路器下口發(fā)生過流、長延時、短延時故障時，斷路器面板應(yīng)顯示故障電流及分?jǐn)鄷r間，結(jié)合事故發(fā)生時母線檢查及后續(xù)對故障斷路器試驗(yàn)結(jié)果，可判斷斷路器下口未發(fā)生故障，而斷路器正常分合閘時，復(fù)位按鈕不會彈出，由此判斷可排除人為和斷路器控制回路短路的可能，進(jìn)而推斷出此次故障原因?yàn)檫M(jìn)線斷路器內(nèi)部跳閘導(dǎo)致回路誤動作所致。

3 應(yīng)對措施

3.1 增設(shè)取源點(diǎn)

由于12#壓縮機(jī)兩臺油泵電源都取自重灰變電所Ⅰ段，當(dāng)此段出現(xiàn)問題時將直接導(dǎo)致壓縮機(jī)油路供油不暢，可自重灰變電所兩段母線敷設(shè)動力電纜分別為12#壓縮兩臺油泵提供電源，這樣可以有效解決當(dāng)某一段出現(xiàn)故障時油路供應(yīng)不暢的問題。

圖1 重灰配電室電源配置

3.2 增設(shè)急停按鈕

自重灰變電所至主控室敷設(shè)控制電纜，在主控室內(nèi)增加急停按鈕，對固定銨12#壓縮機(jī)高壓開關(guān)柜電源進(jìn)行控制，當(dāng)遇到類似緊急情況時由主控室內(nèi)操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，通過急停按鈕切斷電源，停止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到保護(hù)人身和設(shè)備安全的目的。

現(xiàn)有的急停按鈕主要包括本體、安裝在本體內(nèi)的急停模塊和固定在本體下方的并與急停模塊相配合的觸點(diǎn)模塊，急停模塊包括有急停芯及固定在急停芯上的手輪，在使用過程中，通過按壓并旋轉(zhuǎn)手輪驅(qū)使急停芯頂壓觸頭模塊使線路斷開，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的急停，將手輪直接與急停芯固定連接，在危急情況下，雖然可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的急停，但在實(shí)際使用過程中，由于操作人員誤碰手輪，同樣會導(dǎo)致急停按鈕的復(fù)位，這樣就存在一定的安全隱患。

考慮至此可采用手輪為分體結(jié)構(gòu)的按鈕，當(dāng)遇到緊急情況下，用力按壓手輪蓋，手輪蓋頂壓住手輪座，這樣在按壓并旋轉(zhuǎn)手輪蓋時，手輪蓋帶動手輪座旋轉(zhuǎn)，而由于手輪座與急停芯固定連接，這樣就可實(shí)現(xiàn)急停按鈕的急停；而當(dāng)操作人員誤碰到手輪時，手輪座上方的手輪蓋在外力作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而手輪座固定不動，這樣就可有效防止操作人員的誤碰導(dǎo)致急停按鈕的復(fù)位，從而有效提高急停按鈕的安生性能，降低安全隱患。

3.3 設(shè)置雙電源切換裝置

額外敷設(shè)動力電纜至12#壓縮機(jī)軟啟動柜，利用備用電源切換裝置實(shí)現(xiàn)軟啟動柜操作雙電源保障。

圖2 固定銨變電所雙電源切換裝置

傳統(tǒng)的雙電源切換機(jī)構(gòu)是采用兩臺高壓開關(guān)柜加一套極其復(fù)雜的電氣聯(lián)鎖裝置，且嚴(yán)防兩條回路并列運(yùn)行。這種雙電源裝置有以下三大缺陷：①鎖不可靠：目前，電氣連鎖可靠性太低，嚴(yán)禁使用，機(jī)械連鎖裝置國家又無統(tǒng)一設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，只能由各地自行設(shè)計(jì)、改造。②操作復(fù)雜，且容易卡塞，造成電力事故；③投資大，需購兩臺開關(guān)柜，然后設(shè)計(jì)閉鎖裝置，再改裝到開關(guān)柜上。

目前國內(nèi)的雙電源切換機(jī)構(gòu)一般是采用兩臺斷路器，把每臺斷路器的進(jìn)線端各接一路電源，然后將兩臺斷路器的出線端并接在一起，并通過電氣聯(lián)鎖裝置實(shí)現(xiàn)對主電源和備用電源進(jìn)行切換。這種的雙電源切換機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是工作可靠性較差，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故；例如當(dāng)主電源供電電路停電進(jìn)行例行檢修時，可能會將主電源連接的斷路器中的線圈燒毀掉，但是該斷路器中的電路仍保持通路狀態(tài)，此時，該種雙電源切換機(jī)構(gòu)中的另一臺斷路器會馬上接入備用電源繼續(xù)供電，這樣將導(dǎo)致原本已經(jīng)應(yīng)當(dāng)斷電的主電源供電電路也帶電，很容易導(dǎo)致檢修主電源電路的維修人員發(fā)生觸電事故。此外，由于需購兩臺斷路器，投資也比較大。另外傳統(tǒng)的雙電源高壓開關(guān)，缺少防雷裝置，所以一旦發(fā)生被雷擊中，就會對開關(guān)本體造成損害，嚴(yán)重的還會造成斷電事故。

而針對上述問題將此雙回路電源切換裝置中的常用電源回路與備用電源回路分別通過切換器件與負(fù)載設(shè)備連接，并在常用回路中設(shè)置電壓檢測電路、電流過零觸發(fā)信號電路和觸發(fā)控制電路，電壓檢測電路分別與常用電源回路、觸發(fā)控制電路相連，電流過零觸發(fā)信號電路位于常用電源回路與負(fù)載設(shè)備之間，并與觸發(fā)控制電路相連，觸發(fā)控制電路與切換器件相連。這樣雙回路電源切換時間不大于5 ms，不會影響負(fù)載設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；主電路的切換器件采用可控硅模塊，從而使設(shè)備體積小，重量輕，在切換過程中不存在打火拉弧現(xiàn)象，避免電路震蕩，保證負(fù)載設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時在真空斷路器殼體上設(shè)置避雷器，使得裝置具有較好的防雷擊效果。

3.4 在軟啟動柜操作電源處加裝UPS

UPS作為軟啟動器控制電源的應(yīng)急電源使用，當(dāng)軟啟動器控制系統(tǒng)出現(xiàn)供電故障時，由UPS進(jìn)行供電，保障軟啟動器正常運(yùn)行。

UPS應(yīng)急電源主要由輸入單元、輸出單元、充電模塊、電池組、逆變器、監(jiān)控器、輸出切換裝置等部分組成，該系統(tǒng)能夠在應(yīng)急狀態(tài)下提供緊急供電。系統(tǒng)中充電設(shè)備通過連接線與應(yīng)急電源實(shí)現(xiàn)電連接，通過正極接線柱和負(fù)極接線柱對充電設(shè)備進(jìn)行供電，當(dāng)充電設(shè)備利用應(yīng)急電源進(jìn)行供電的時候，需要將充電設(shè)備上的連接線接到相對應(yīng)的正極接線柱和負(fù)極接線柱上，將電池塊內(nèi)儲存的直流電通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電供應(yīng)急使用。

選用可使應(yīng)急電源和充電設(shè)備正負(fù)極同時連接的UPS，減少充電設(shè)備與應(yīng)急電源連接所需時間，提升應(yīng)急電源在實(shí)際應(yīng)用過程中的使用效率。同時要保證充電設(shè)備在連接之前和連接過程中控制開關(guān)都處于關(guān)閉的狀態(tài)，在當(dāng)充電設(shè)備與應(yīng)急電源連接完成之后控制開關(guān)處于開啟狀態(tài)，從而有效的避免了在應(yīng)急電源處于開啟狀態(tài)時正、負(fù)極接線柱放電與充電設(shè)備的連接處產(chǎn)生火花的現(xiàn)象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對應(yīng)急電源內(nèi)部零件的保護(hù)，減少了不必要的危害。

4 小 結(jié)

針對此次發(fā)生的重灰變電所I段失電12#壓縮機(jī)油泵停車，導(dǎo)致12#壓縮機(jī)主機(jī)在油壓過低時無法停車問題，提出了上述四種解決措施，并對各個措施在具體實(shí)施過程中可能存在的隱患進(jìn)行了提升與優(yōu)化，相互獨(dú)立的取源點(diǎn)使得在當(dāng)某一段出現(xiàn)問題時可由另一段為設(shè)備提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，而在遇到突發(fā)情況需要設(shè)備立即停機(jī)時，也可通過主控室值班人員及時按下急停按鈕，使設(shè)備迅速停機(jī)。切實(shí)增強(qiáng)了設(shè)備供電的穩(wěn)定性，有效預(yù)防同類故障的發(fā)生。