某鋁廠大型整流機組跳閘原因分析及改進措施

摘要：本文通過對某鋁廠大型整流機組跳閘原因進行分析，然后從管理和技術兩個方面采取改進措施，并進行了技術論證，提高了控制系統運行的可靠性。

關鍵詞：PLC控制；梯形圖；整流機組；整流柜冷卻系統

中圖分類號：TM561.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

該電解鋁廠為400KA系列，整流機組為“5+1” 運行模式，單機組220KV、98000MVA，并配備兩套硅整流裝置，整流柜內二極管排布采用三相橋式非同相逆并聯形式，6臺整流變、6臺濾波裝置與12套整流柜組成72脈波整流系統，為400KA電解系列提供平穩直流電，整流柜采用閉式循環水冷方式，每兩套整流柜共用一套純水冷卻裝置，其控制部分由西門子PLC完成，并對純水的溫度、壓力、水質、流量等模擬量信號進行轉換與顯示。

1 跳閘經過

2012年3月8日供電車間運行四班按計劃停運5#整流機組進行春季檢修，7：00發出2012-03-003#第一種電氣倒閘操作票并開始操作。7：20斷開鋁225斷路器，在解備5#整流機組操作的過程中，7：48 主控室上位機報6#整流機組純水冷卻裝置全停、純水流量低，7：49 鋁226斷路器分位。運行人員立即匯報上級主管部門，同時啟動事故預案，4臺機組運行電流調整到350KA，經現場檢查確認6#整流機組在短時間無法恢復，決定恢復5#整流機組運行。8：04 合上鋁225斷路器，8：21系列電流升至411KA。

2 原因分析

經現場檢查發現6#整流機組純水冷卻裝置由1#水泵定期自動切換到2#水泵過程中，2#水泵啟動電流過大造成2#水泵電源空氣開關跳閘（同時由于接觸器KM2主節點老化、發熱等原因，在此次大電流沖擊過程中造成觸頭粘連），這時水壓低，流量小，PLC重新切換到1#水泵運行，但因為KM2主觸點粘連，常閉點仍在斷開位置，所以造成1#水泵不具備啟動條件，最終整流機組動作于斷水保護。

3 防范措施

3.1 管理措施

1）對純水泵的接觸器一一拆除，認真檢查觸點的實際工況，有問題的立即更換。

2）純水泵即將達到自動切換的時間時，派運行人員到現場監控自動切換情況，發生異常時立即調整為手動運行模式，確保有一臺純水泵能夠正常運行。

3.2技術措施

通過修改純水泵的PLC程序以解決接觸器主觸點粘連的問題。原1#純水泵啟動程序如圖1所示：

圖1 修改前的1#純水泵啟動程序

從程序中可以看出：自動工作狀態下、泵1沒有斷電、泵2沒有工作、水箱水位正常、

泵1流量正常、水泵達到切換周期、控制電源沒有斷電，則切換為3#純水泵工作。如果2#純水泵接觸器主觸點發生粘連后，2KM常開觸點一直處于閉合位置，給PLC輸入泵2工作的信號，從而導致PLC內部程序中“泵2工”常閉觸點一直處于斷開位置，所以程序判斷1#純水泵不具備啟動條件，但此時的實際情況是2#純水泵的空氣開關已經跳開，最終兩臺純水泵都不能啟動，整流圖2 修改后的1#純水泵啟動程序

柜因斷水保護動作而高壓跳閘。針對這種情況，將PLC控制程序做出如下如圖2所示修改（矩形框內為新增內容）。下面對程序修改后可能出現的情況進行論證：

1）出現本案例中的故障。KM2觸點粘連后“泵2工”常開點閉合，使PLC內部“泵2工”常開點閉bnib7WqpobenWwWQMwusR7y+yhYT+mNuaHG61z6HzTo=合；2#純水泵空氣開關跳閘后其常閉點閉合，使PLC內部“泵2斷”常開點閉合。雖然此時PLC內部“泵2工”常閉點斷開，但1#純水泵將通過新增的兩個內部觸點接頭啟動回路。

2）正常情況下由泵2工作切換為泵1工作。泵2工作期間，PLC內部“泵2工”常開點閉合，但“泵2斷”常開點始終斷開，所以此時新增程序不起作用，PLC保持原有程序運行。

3）正常情況下由泵1工作切換為泵2工作。泵1工作期間，PLC內部“泵2工”常開點始終斷開，“泵2斷”常開點始終斷開所以此時新增程序不起作用，PLC保持原有程序運行。

4）泵1或泵2運行過程中有人為或是其它原因致使泵1或泵2空開跳閘。如果運行水泵的空氣開關跳閘，則原有程序有效、新增程序無效，自動啟動另外一臺純水泵；如果備用純水泵空氣開關跳閘，新增程序無效，不影響系統運行。

通過以上分析可知：新增程序只起到避免本案例故障的再次發生的目的，對原有程序無任何影響。

對2#純水泵的啟動程序做累死的修改，然后進行模擬運行實驗，程序能夠正常運行。

4 結語

隨著工業生產自動化程度的提高，PLC越來越顯示出它在控制領域的優越性，確定控制流程圖、編寫PLC程序、仿真實驗、調試運行是實現PLC控制的基本步驟。本文通過解讀在運設備的PLC控制程序，結合設備跳閘后的原因分析，對程序做了適當修改，并進行技術驗證，在實際應用中既保證了系統運行的安全可靠性，減少了經濟損失，同時也為同類技術改造提供了參考依據。