空压机高压柜失压保护的改进

　　我矿坑采车间空压房有4台40m‘/h型空气压缩机，采用6kV高压同步电机拖动，额定功率为250kw，额定转速528r/min，高压开关柜采用集中安装方式。2006年1月，我矿对空压机电控系统进行全面升级改造，高压开关柜真空断路器取代了少油断路器，继电保护改用STZooMI微机型电机保护装置，励磁柜、控制柜的核心元件分别采用单片机和PLC。空压机高压开关柜装有过流速断、低电压、热过载、单相接地、失步、电容器储能跳闸和电机艺连锁等保护，控制电源为220VAC。改造后电控系统具有参数设置简单、故障记忆和显示功能，有利于维修人员故障查找，自动化程度较高，可有效提高系统的安全可靠性。

　　1故障与原因分析

　　2006年春、夏季间，我地雷、雨较往年多，空气湿度非常大，供电系统常常因雷击等原因而停电，经过数秒至几小时后系统才恢复供电。当系统停电时，l#、2#和4#空压机曾几次出现低电压保护失效，无法自动跳闸，系统恢复供电后同步电机异步自行启动的事故，严重威胁设备和人身安全。

　　正常情况下，控制电源消失时，中继IKM线圈失电、触点复位，储能电容器C通过中继触点IKM向跳闸线圈TQ放电，失压保护动作，实现自动跳闸，并断开励磁柜励磁通道，保证下次系统恢复供电时空压机电机不会异步启动。当整个系统因故停电时，空压机高、低压电源同时消失，微机保护装置触点BMZ和中继IKM等元件全部失电复位。通常情况下微机保护装置的动作时间约为10ms，中间继电器固有动作时间一般不大于50ms，而真空断路器的分闸时间一般为40一85ms，由于“触点竞争”造成综保触点BMZ先于中继触点IKM闭合，中继触点IKM随即闭合，因而形成一条储能电容器C放电旁路，如图1。在停电瞬间的暂态下，电容器C和跳闸线圈TQ可能无法有效地向跳闸线圈TQ放电，因此高压柜跳闸线圈无法得电跳闸，如图2。当系统恢复供电后，控制柜和励磁柜还没来得及投人保护(控制柜、励磁柜投人励磁约需305)，因此空压机高压开关柜得电后同步电机以异步状态启动。

　　2改进措施

　　我们决定对空压机继电保护进行整改，并拟订如下3个初步方案:

　　(1)对控制线路进行全面改造:将控制电源改为220VI犯，同时在跳闸保护出口端增加1个整流二极管。这样需要提供专门的直流控制电源，更换控制元件和更改线路。该方案整改成本高、复杂且周期较长，显然不是最佳选择。

　　(2)对控制线路进行局部改造:在跳闸线圈和电容器储能跳闸回路之间增加1个全波整流回路，如图2。该方案可保证跳闸线圈和储能电容器的额定电压，对继电保护的性能没有丝毫影响，但需要增加一个整流桥堆和对线路进行小的更改。