10kV風(fēng)機(jī)無法啟動(dòng)故障分析與處理措施

金綦慶 王學(xué)英 張柏吾 鄧維（西南油氣田分公司重慶天然氣凈化廠，重慶 江北 400021）

1 故障分析

故障分析前必須了解現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)是由10kV電站高壓開關(guān)柜控制，操作現(xiàn)場(chǎng)高壓風(fēng)機(jī)時(shí)高壓開關(guān)柜手車位置應(yīng)置于工作位置。斷路器分、合閘動(dòng)作由儲(chǔ)能電機(jī)或手動(dòng)儲(chǔ)能部件輸出轉(zhuǎn)矩，儲(chǔ)能到位后按手動(dòng)合閘按鈕合閘電磁鐵動(dòng)作解除儲(chǔ)能保持約束，合閘彈簧的能量釋放帶動(dòng)真空滅弧室的動(dòng)導(dǎo)電桿向上運(yùn)動(dòng)，完成合閘動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行。合閘動(dòng)作完成后，按手動(dòng)分閘按鈕分閘電磁鐵動(dòng)作，帶動(dòng)真空滅弧室的動(dòng)導(dǎo)電桿向下運(yùn)動(dòng)，完成分閘動(dòng)作，現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)停運(yùn)。手車面板上設(shè)有手動(dòng)操作按鈕，供調(diào)試人員調(diào)試斷路器使用，調(diào)試時(shí)手車位置應(yīng)置于試驗(yàn)位置。開關(guān)柜面板上和現(xiàn)場(chǎng)PLC 柜面板上均設(shè)有供操作者在緊急情況下對(duì)斷路器進(jìn)行分閘操作的緊急分閘裝置。緊急情況下直接按動(dòng)分閘按鈕，就可是斷路器分閘，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)停運(yùn)。判斷高壓風(fēng)機(jī)控制故障首先分析主風(fēng)機(jī)控制原理（見圖1），高壓電動(dòng)機(jī)的啟、停由現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜控制，控制電源由電站直流屏提供，此電源為不間斷電源，直流220V。當(dāng)合上開關(guān)1DK 微機(jī)保護(hù)裝置IN 得電。操作現(xiàn)場(chǎng)PLC 面板上合閘按鈕高壓柜的中間繼電器kA1線圈帶電，kA1常開觸點(diǎn)閉合MC合閘線圈得電，高壓斷路器合閘，電機(jī)啟動(dòng)；當(dāng)操作現(xiàn)場(chǎng)PLC柜面板上停止按鈕高壓柜的中間繼電器kA2 線圈帶電，kA2 常開觸點(diǎn)閉合或ESD 常開觸點(diǎn)閉合，MO 分閘線圈得電，高壓斷路器分閘，電機(jī)停轉(zhuǎn)，高壓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行。

圖1：高壓風(fēng)機(jī)原控制電路圖

經(jīng)檢查分析高壓風(fēng)機(jī)電氣控制回路，發(fā)現(xiàn)問題如下：

（1）高壓風(fēng)機(jī)控制原理圖ESD 急停按鈕，安裝在現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜面板上，當(dāng)緊急情況下智能提供常閉觸點(diǎn)，因此雖然圖1中雖然用的ESD 常開觸點(diǎn)，但實(shí)際接入高壓柜的常閉觸點(diǎn)，即137號(hào)線常帶電，當(dāng)斷路器合閘后，BBO常開觸點(diǎn)閉合后，MO線圈將一直帶電，引起斷路器分閘，從而導(dǎo)致高壓電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)。

（2）高壓風(fēng)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)不受高壓柜1Qk開關(guān)控制，無論1Qk在遠(yuǎn)方或就地位置，均可操控?cái)嗦菲骱祥l，這將無法區(qū)分啟動(dòng)由現(xiàn)場(chǎng)還是高壓柜操作，還存在如檢修高壓柜時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)仍可控制高壓柜，存在誤操作安全隱患。

2 目標(biāo)

由于設(shè)計(jì)上遠(yuǎn)方操作和就地承座矛盾，通過重新設(shè)計(jì)高壓風(fēng)機(jī)控制原理，盡可能利用現(xiàn)有元器件，控制電纜，控制線路，使電動(dòng)機(jī)能正常啟、停運(yùn)，并消除可能的安全隱患。達(dá)到遠(yuǎn)方和就地都能控制風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)、停止。風(fēng)機(jī)異常情況下能保證電動(dòng)機(jī)緊急停止。

3 思路

3.1 解決無法啟動(dòng)的問題

因現(xiàn)場(chǎng)急停按鈕只有常閉觸點(diǎn)，而高壓柜內(nèi)急停需要常開觸點(diǎn)，可以考慮在PLC控制柜或高壓柜內(nèi)增加中間繼電器。因考慮到中間繼電器的控制電源電壓盡量統(tǒng)一，現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜增加中間繼電器困難，因此重點(diǎn)考慮在高壓柜上增加中間繼電器kA3，控制線可利用原有接ESD的控制電纜芯線，控制電纜為10X2.5銅芯電纜，不用增加控制電纜線。現(xiàn)場(chǎng)急停按鈕和儀表DCS控制系統(tǒng)的急停觸點(diǎn)可以與現(xiàn)場(chǎng)ESD急停按鈕串聯(lián)后，接入kA3常開觸點(diǎn)，從而可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜按急停按鈕或儀表DCS系統(tǒng)發(fā)出急停信號(hào)，kA3得電動(dòng)作常開觸點(diǎn)閉合跳閘線圈得電可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)緊急停車。

3.2 解決遠(yuǎn)方、就地啟動(dòng)的問題

現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)不受高壓柜1QK開關(guān)控制，將KA1的常開觸點(diǎn)電源側(cè)改接到1QK后端即可。

4 實(shí)施步驟

（1）設(shè)計(jì)優(yōu)化電氣控制原理圖。通過分析存在的問題，重新修改設(shè)計(jì)風(fēng)機(jī)控制原理圖（見圖2）。

（2）在高壓控制柜內(nèi)加裝中間繼電器KA3。

（3）在現(xiàn)場(chǎng)PLC 控制柜內(nèi)串聯(lián)現(xiàn)場(chǎng)急停按鈕ESD 和儀表DCS 控制系統(tǒng)的急停觸點(diǎn)，并通過PLC 柜給KA3線圈提供24V直流電源。

（4）根據(jù)圖2原理圖接線，修改相應(yīng)的接線端子及線號(hào)。將KA1原接于101號(hào)改接到105號(hào)線的相應(yīng)端子上，并修改線號(hào)。

（5）接線后檢查，將開關(guān)柜置于試驗(yàn)位置和工作位置進(jìn)行啟、停試驗(yàn)，急停試驗(yàn)。開關(guān)柜啟動(dòng)、停止、急停動(dòng)作正常。風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

圖2 電機(jī)的控制原理圖（修改后）

5 安全措施

屬地單位審查方案的可行性，提供整改所需元器件，并配合做好設(shè)備停、送電工作及試運(yùn)工作。按照屬地單位的管理要求，整改時(shí)辦理停電作業(yè)票和辦理第二種工作票后，嚴(yán)格按照電業(yè)安全工作規(guī)程要求進(jìn)行停電、驗(yàn)電后再作業(yè)。

6 結(jié)語

該天然氣凈化公司投產(chǎn)期間主風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況是否良好，PLC柜控制電動(dòng)機(jī)起停是否正常，異常情況下能否保證電動(dòng)機(jī)緊急停止將直接影響裝置開停產(chǎn)，裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。風(fēng)機(jī)停運(yùn)將導(dǎo)致裝置停運(yùn)給公司帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，這就要求我們?cè)诠ぷ髦斜仨毑粩嗯μ岣咦陨淼膶I(yè)技術(shù)水平，不斷優(yōu)化電氣控制原理，不斷優(yōu)化電氣操作流程。通過利用原有控制柜元器件設(shè)計(jì)主風(fēng)機(jī)控制方案通過人機(jī)試驗(yàn)?zāi)軐?shí)現(xiàn)在高壓柜上和PLC 現(xiàn)場(chǎng)控制電機(jī)正常啟、停，能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)ESD 急停按鈕停車和DCS系統(tǒng)急停。實(shí)現(xiàn)由高壓柜上選擇，控制現(xiàn)場(chǎng)PLC柜進(jìn)行啟停。此次設(shè)計(jì)10kV高壓風(fēng)機(jī)控制電路圖保障了電氣設(shè)備安全、平穩(wěn)、高效率運(yùn)行，解決了1kV 高壓風(fēng)機(jī)不能啟動(dòng)，遠(yuǎn)方與就地啟動(dòng)的問題，消除了誤操作高壓風(fēng)機(jī)帶來的安全隱患。此設(shè)計(jì)方案得到公司認(rèn)可并成功實(shí)施直接經(jīng)濟(jì)效益約5萬元，建議在天然氣凈化行業(yè)推廣應(yīng)用。