[螺杆空压机控制系统的改进研究]飓风螺杆空压机智能控制系统
时间：2020-03-13 07:21:12 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：高岭煤矿空压机控制系统存在设计缺陷，高压或低压失压高压柜不能自动分断，高压电机一直处于带电状态，给空压机运行带来了安全隐患，分析高低压柜二次系统原理，并进行改进，成功地消除了隐患。
关键词：高压开关柜 紧急分闸 加装 继电器 自动分断
空压机是煤矿重要设备之一，是风钻、喷浆机、风镐、风泵等风动设备的动力源，其安全运行对煤矿生产有重要意义。高岭煤矿在地面安装两台AED250A型螺杆空压机，向井下提供生产用动力风源，该型号空压机供电系统配置是：XGN2-12型双电源高压开关柜向主动力电机供电，电压为三相6000v高压；空压机内部控制系统电源电压为三相380v，通过动力配电箱XLS供电。
在空压机使用过程中，发现空压机供配电系统存在设计缺陷：第一，高压开关柜未安装高压电压监控系统，不能做到安全运行；
第二，因异常情况高压断电后，高压开关柜不能失压分闸，复电后电机即自行启动。空压机是矿井重要的大型固定设备之一，大型旋转设备不允许自启动，自启动会造成对电网冲击、损坏机械设备、威胁操作、检修人员的安全。
第三，空压机的安全运行要求控制电源（低压电源）失电时能自动切断高压电源以保护主机设备。而该型空压机因异常情况低压断电后，供配电系统不能实现高压开关柜分闸停机，空压机主机在冷却以及测控保护系统停止运行情况下持续运转，将会造成空压机主机设备发热烧毁！
这些问题的存在严重影响空压机的安全运行，甚至会带来机毁人亡的事故，解决这些问题就成了确保该空压机系统安全运行的当务之急。
为解决这些问题，经过对高压开关柜及其二次系统进行分析，发现高压开关柜内的高压断路器是永磁式断路器，没有失压分闸功能，二次系统也没有配置失压分闸线路，所以，无论高低压断电，高压断路器都不会自动分闸，只要不手动分闸，主动力电机都会处于带电状态。但经过对高压断路器二次系统仔细研究发现，该断路器设置有储能电路、有紧急分闸功能按钮，利用这两个现有功能，我们对供配电系统进行了改进，使之达到高压失压自动分闸空压机停机、高（低）压欠压自动分闸空压机停机、低压动力配电箱电源断电空压机停机、低压动力配电箱电源未送电空压机电机不能启动，确保了空压机安全运行。
1高压电压实时监控方案
因为高压开关柜未安装高压电压监控系统，无法确保空压机电机安全运行。我们设计用一套三相电压表配合一套高压互感器作为高压监控系统，为了直观读数，选择采用Pz1940-9*1型三相电压表，该电压表额定信号电压范围为0-100v， 经计算，需选用变比为6:0.1的高压电压互感器，选择使用JDZR10-6型高压电压互感器，额定电压为6000v时其三相输出电压值为100v，能满足Pz1940-9*1型三相电压表对输入电压的要求。经安装调试，该系统能满足高压电压实时监控要求。
2高压电源失压自动分闸方案
对于高压断电后，高压开关柜不能失压分闸的问题，经对柜内高压断路器实物分析，该断路器为ZN73A-12型永磁式户内高压真空断路器，二次回路使用交流固定式控制回路，属于电磁锁机械保持，无失压线圈，因此断路器本体不能实现失压分闸，而高压开关柜内断路器之外没有设置此功能，故整个高压开关柜不能实现失压分闸。
分析柜内高压断路器控制系统（如图），该系统电源取自柜内高压母线，内有储能回路、紧急分闸回路，当电源断电两个小时内，按下紧急分闸按钮，该储能回路所储电能足够满足紧急分闸回路动作，但需打开高压开关柜柜门手动操作，不能自动分闸。
为实现高压断电后，高压自动分闸目的，设计加装一只电压继电器K1，继电器的线圈电压取自高压电压互感器次级，将其一对常闭触点和高压断路器的紧急分闸按钮并联。这样高压断电后，高压互感器次级无感应电压，继电器控制线圈失电，继电器动作，常闭触头闭合，紧急分闸回路动作，实现高压失压自动分闸；高压电压低于设定值时，高压互感器次级感应电压低于继电器控制线圈的动作电压，继电器不吸合，常闭触头闭合，紧急分闸回路动作，实现高压欠压自动分闸；高压正常时，高压互感器次级感应电压处于正常范围内，继电器控制线圈得电，继电器吸合，常闭触头断开，正常供电。
这样改进后，实现了高压失压分闸和高压欠压分闸两个目的，一举两得。
3低压电源失压停机方案
实现低压失压自动停机的设计方案为：在高压断路器的紧急分闸回路，再加装一只电压继电器K2，继电器线圈电压取自低压配电柜220V电源，把继电器的一对常闭触头和高压断路器的紧急分闸按钮并联。
这样若低压动力配电箱电源没电，则所加装的继电器的线圈失电，其常闭触头闭合，高压断路器紧急分闸回路处于闭合状态，断路器不能合闸送电，实现了低压动力配电箱电源未送电空压机电机不能启动的目的；
若空压机运行中低压动力配电箱断电，则所加装的继电器的线圈失电，其常闭触头闭合，高压断路器紧急分闸回路闭合，已合闸的高压断路器紧急分断，实现了低压电源断电，高压分闸，空压机停止运行的目的；
同时当低压电压低于设定值时，配套检测控制元器件工作不稳定，空压机安全运行无保障，而此时电压继电器因控制电压低而动作，其常闭触头闭合，高压断路器紧急分断使空压机停机，确保空压机安全运行。
4安装完成后，空压机不能启动的解决方案
需要注意的是，高压互感器的接入位置也有一定的要求，在初次安装调试中，我们把高压电压互感器的初级安装在断路器的出线端，高压柜却不能合闸送电，分析其原因是：高压电压互感器的初级安装在断路器的出线端，高压开关柜未合闸时，高压电压互感器未得电，电压继电器不能吸合，其常闭触头仍然闭合，紧急分闸回路闭合，处于分闸状态，送电后，继电器得电，但其动作机构有一定反应时间，常闭触头不能及时分断，分闸回路仍处于闭合分闸状态，导致高压断路器送电即分闸。因此，我们把高压电压互感器的初级安装在断路器的进线端，只要电源带电，继电器即自动分断常闭触头，使紧急分闸回路断开，实现顺利送电，彻底消除了空压机运行中存在的安全隐患。
5 结语
此改进共在高压开关柜内加装了一套高压电压互感器、一只三相电压表；在高压断路器的紧急分闸按钮两个接线端子上并联了两只电压继电器，顺利解决了空压机安全运行问题。
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