低壓電機(jī)控制回路受干擾的解決措施

王 瑞，陳躍武，孫曉燕，王繼承

（華潤(rùn)電力江蘇檢修有限公司彭城項(xiàng)目部，江蘇徐州 221000）

0 引言

目前，智能馬達(dá)控制器技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，各行各業(yè)都能找到它們的身影。馬達(dá)控制器作為將控制、各類電氣保護(hù)、數(shù)據(jù)測(cè)量與傳輸?shù)裙δ苋考傻揭惑w的多功能模塊，它的可靠性決定的設(shè)備的可靠性。

受周圍環(huán)境的影響，如交流電場(chǎng)、磁場(chǎng)及外界信號(hào)等，電氣控制回路中經(jīng)常出現(xiàn)控制電器誤動(dòng)作的現(xiàn)象。在保證控制回路靈敏性的前提下，通過改善現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、優(yōu)化控制回路、加強(qiáng)屏蔽措施等方法，可以提高電氣控制回路動(dòng)作的可靠性。

下面就華潤(rùn)電力江蘇檢修有限公司馬達(dá)控制器因感應(yīng)電導(dǎo)致誤動(dòng)作的故障進(jìn)行分析和探討。

1 M102智能馬達(dá)控制器

M102智能馬達(dá)控制器端子由24 V DC電源供電，提供了13個(gè)額定容量為5 mA/24 V DC接口（圖1）。它會(huì)一直監(jiān)測(cè)輸入點(diǎn)，當(dāng)有>2.5 mA的電流時(shí)，馬達(dá)控制器認(rèn)為有信號(hào)輸入并動(dòng)作，但馬達(dá)控制器電流<0.8 mA時(shí)馬達(dá)控制器不會(huì)動(dòng)作。

圖1 M102智能馬達(dá)控制器端子

智能馬達(dá)控制器一般可以輸出1路（4～20）mA模擬量信號(hào)（如電機(jī)電流），還可以傳輸電機(jī)的遠(yuǎn)方起停、連鎖、合閘、分閘、事故、控制回路失電、DCS（Distributed Control System，分布式控制系統(tǒng)）在控制位等開關(guān)量信號(hào)。

江蘇檢修有限公司馬達(dá)控制器的控制和反饋以硬接線方式實(shí)現(xiàn)。

2 故障原因及分析

2.1 設(shè)備概況

發(fā)生故障的電機(jī)，其控制回路所在MCC（Motor Control Center，控制柜，即電機(jī)控制中心）盤柜于1994年7月投入運(yùn)行。盤柜與熱控DCS控制柜相距200 m，電纜橋架內(nèi)除了直流控制電纜外，還有交流控制電纜、測(cè)量電纜及部分動(dòng)力電纜，都交織在同一個(gè)區(qū)域，因此難免產(chǎn)生各類干擾。MCC盤柜內(nèi)的設(shè)備控制信號(hào)受到一定的影響，再加上長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行電纜有些絕緣老化，抗干擾能力減弱，難免會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。

設(shè)備自啟停缺陷發(fā)生后，就地檢查馬達(dá)控制器，沒有報(bào)警記錄，開關(guān)啟停運(yùn)行都正常；聯(lián)系熱控專業(yè)檢查后臺(tái)，也沒有啟停信號(hào)發(fā)出。對(duì)故障設(shè)備控制電纜各線芯間的絕緣、線芯電纜屏蔽層絕緣、電纜屏蔽層接地檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。但發(fā)現(xiàn)控制電纜中間有轉(zhuǎn)接箱轉(zhuǎn)接。對(duì)其中一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行重新敷設(shè)控制電纜進(jìn)行檢驗(yàn)，更換后馬達(dá)控制器后，自啟停故障依舊存在。

2.2 原因分析

故障設(shè)備控制回路采用ABB公司的M102馬達(dá)保護(hù)器，其DI（Digital Input，數(shù)字輸入信號(hào)）量采用交流220 V控制電源。馬達(dá)保護(hù)器采集到DI點(diǎn)輸入電流超過2.5 mA，即認(rèn)為有閉點(diǎn)信號(hào)輸入。也就是干擾信號(hào)超過2.5 mA，馬達(dá)保護(hù)器就認(rèn)為該開關(guān)量有閉合信號(hào)輸入。測(cè)量發(fā)現(xiàn)，輸入點(diǎn)確實(shí)存在（1～3）mA電流。經(jīng)分析，在啟停信號(hào)電纜兩端存在分布電容C1，C2（圖2），測(cè)量到的電流就是通過控制電纜的分布電容的電流。由于馬達(dá)控制器的啟動(dòng)功率較小，該電流足以導(dǎo)致M102馬達(dá)控制器輸入端子誤認(rèn)為有開關(guān)量輸入，從而導(dǎo)致設(shè)備錯(cuò)誤啟停情況。這是設(shè)備運(yùn)行中頻繁自啟自停的主要原因。

3 解決措施

圖2 原控制回路原理圖

更換電纜無法消除線路中的感應(yīng)電壓，為此，對(duì)故障電機(jī)控制回路啟、停電機(jī)命令回路分別使用一個(gè)大功率接觸器進(jìn)行信號(hào)隔離（圖3）。通過控制K1，K2接觸器的分合，再通過繼電器浮點(diǎn)控制M102馬達(dá)控制器的信號(hào)輸入，這樣即使存在該干擾電壓也不足以啟動(dòng)隔離接觸器，保證了馬達(dá)控制器與線路干擾隔離，解決了低壓控制回路受干擾影響存在自啟自停的現(xiàn)象。

在控制線路中增加大功率隔離接觸器，有效隔離了干擾源，增加了馬達(dá)保護(hù)器的動(dòng)作可靠性，可徹底解決設(shè)備頻繁啟動(dòng)的問題。

另外，盡可能將同一回路的電纜芯安排在一根電纜內(nèi)，并采用單點(diǎn)接地方式。這是降低感應(yīng)電壓一種有效的措施。

4 總結(jié)

對(duì)江蘇檢修有限公司所有使用M102馬達(dá)控制器的開關(guān)，根據(jù)上述措施進(jìn)行了回路改造。改造后，解決了這類設(shè)備頻繁自啟的缺陷，消除了因重要設(shè)備損壞引起的發(fā)電機(jī)組不穩(wěn)定因素。

M102智能馬達(dá)控制器將監(jiān)控測(cè)量、多種控制模式、各類保護(hù)優(yōu)化在一起，所以可以更提前、更精確、及時(shí)地診斷電機(jī)的故障，使電機(jī)保護(hù)動(dòng)作，及時(shí)保護(hù)電機(jī)的安全。但是，在日常生產(chǎn)中，這種集成的控制器也會(huì)出現(xiàn)各種問題，所以也要靠日常的觀察積累，更好地診斷出設(shè)備故障，保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖3 改進(jìn)后控制回路原理