壓風機雙電源自動切換裝置研究與應用

李偉剛

（山西西山煤電股份有限公司馬蘭礦，山西 古交 030205）

1 工程概況

西山煤電馬蘭礦麻家口壓風機房的低壓供電系統為單回路，為了保證馬蘭礦麻家口壓風機的穩定運行，需要在低壓進線開關柜內安裝雙電源自動切換裝置，將低壓供電系統變成雙回路。雙電源自動切換裝置原理就是一路常用一路備用電源之間的替換，由一個或幾個轉換雙電源自動切換開關和其他必需的電器組成，用于檢測電源電路，并將一個電源自動轉換到另一個電源，是一種性能完善、自動化程度高、安全可靠、使用范圍廣的雙電源自動轉換開關。

2 壓風機雙電源自動切換裝置

2.1 主要技術內容

控制器具有“自動控制”、“常用電源”、“備用電源”、“斷電再扣”四種工作模式。若按下“常用電源”鍵，不管常用電源是否正常，控制器發出一組指令，讓備用電源的斷路器分閘，常用電源的斷路器合閘；若按下“備用電源”，則常用電源斷路器分閘，備用電源斷路器合閘；按下“斷電再扣”鍵，則無論哪個斷路器處在合閘位置，該斷路器立即分閘，如果斷路器因負載原因脫扣，排除故障后，可按下“斷電再扣”使斷路器再扣。控制器在“自動控制”工作模式時，控制器隨時對常用電源和備用電源進行監測，當常用電源中有一相及以上的電壓出現異常(過壓、欠壓和失壓)，經過適當的延時時間t1(此延時是觀察電網的故障是可逆的還是不可逆的)，當確定常用電源的故障已無法恢復，即常電源的斷路器斷開，經過t2延時后，合上備用電源的斷路器；當運行在備用電源相當時間后，常用電源又恢復正常，則經過t3延時(以觀察常用電源是否真正恢復正常)，將備用電源斷路器斷開，經過t4延時后，將常用電源的斷路器合上，此種功能稱為自投自復。如果兩面電源分別為i電源和ii電源，i電源發生故障，自動切換到ii電源供電，在ii電源運行一段時間后，i電源又恢復正常，此時不再從ii電源切換到i電源，這便是自投不自復。當常用電不供電時，如備用電源出現異常，則控制器會發出報警聲，以提示工作人員及時修復，引報警聲也可人為關閉。注：t1、t3為切換延時，0～60s之間，出廠時整定在10s；t2、t4為斷電延時，雙電操為0.5～1.5s，出廠時整定為1s，單電操最小為1.5～3s，自投不自復控制器不檢測過電壓。

2.2 安裝與操作

（1）壓風機停機30min，拉開低壓Ⅰ段進線電源空氣開關和隔離刀閘，拉開麻家口35kV變電站低壓室的壓風機房Ⅰ段電源空氣開關。

（2）分別拉開4#、5#、6#低壓配電柜的隔離刀閘，并掛上絕緣隔板。用低壓Ⅱ段電源供給4#、5#、6#出線柜的電源，用電纜連接400A的空氣開關的負荷側與4#、5#、6#出線柜內的隔離刀閘負荷側。合上麻家口35kV變電站低壓室壓風機房Ⅱ段電源空氣開關，合上400A的空氣開關，檢查壓風機低壓室4#、5#、6#出線柜內的電源正常后，啟動壓風機，檢查壓風機運行是否正常。

（3）在低壓進線柜內檢查低壓Ⅰ段進線確認無電壓后，拆除柜內空氣開關、連接小母排、Ⅰ段進線電纜及三相電流互感器，并做好標識。在指定位置安裝雙電源自動切換裝置，檢查固定牢固。連接雙電源自動切換裝置的負荷側與隔離刀閘的電源側，并在三相連接母排上安裝三相電流互感器。在上柜門指定位置開孔固定數字顯示屏。

（4）將低壓Ⅰ段進線電纜接到雙電源自動切換裝置的Ⅰ段進線位置。停壓風機30min，拉開400A的空氣開關和麻家口35kV變電站低壓室壓風機房Ⅱ段電源空氣開關，拆除400A的空氣開關的負荷側與4#、5#、6#出線柜內的隔離刀閘負荷側的連接電纜及隔離刀閘上的絕緣隔板。拆除400A的空氣開關電源側的低壓Ⅱ段進線電纜。

（5）將低壓Ⅱ段進線電纜接到雙電源自動切換裝置的Ⅱ段進線位置。合上麻家口35kV變電站低壓室壓風機房Ⅰ、Ⅱ段電源空氣開關，在麻家口壓風機房低壓室進線柜內對Ⅰ段、Ⅱ段電源進行核相，保證相序相同，并纏好相色帶。設置雙電源自動切換裝置的參數，低壓Ⅰ段進線電源為常合，低壓Ⅱ段進線電源為備用，自投不自復（當低壓Ⅰ段電源出現故障后自動切換到低壓Ⅱ段運行，待低壓Ⅰ段電源恢復供電后不切換到低壓Ⅰ段）。合上低壓進線柜內的隔離刀閘，合上4#、5#、6#出線柜內隔離開關，開啟壓風機，檢查壓風機運行是否正常。改裝完成后，雙電源自動切換裝置如圖1所示。

3 解決的關鍵問題及創新點

（1）兩臺電動操作斷路器具有電氣聯鎖裝置和機械聯鎖裝置準確可靠，在使用一臺斷路器工作。

（2）本裝置選用高分斷能力的斷路器，并具有過載、短路保護。

（3）本裝置可具備人工切換、自動切換兩種形式。自動切換開關分自投自復和自投不自復兩種形式。工作時對兩路電源(常用電源和備用電源)的三相電壓同時進行測試，任一相發生過壓力、欠壓(包括缺相)、斷電等故障均能從異常電源側延時轉換到正常電源以保證電源無故障輸出。

圖1 改造完成圖

4 應用效果分析及前景

（1）應用效果分析

該裝置避免了潛在隱患引發的各種事故，保證了壓風機的正常運行，其效益遠遠不是用數字可以說明的，值得在整個煤炭系統推廣。該壓風機雙電源自動切換系統共需要使用資金4萬元，但是年節支總額50萬元之多，經濟效益巨大。

（2）應用前景

現設備運行正常，至今也未曾出現任何故障。該裝置投資少，結構簡單，可推廣性非常強，可以在全局推廣，增強供電的安全性。