6kV高壓電動機故障后防止再合閘原因分析及改進措施

王少盼

(陜西渭河煤化工集團有限責任公司，陜西 渭南 714000)

1 事件概述

陜西渭河重化工有限責任公司(以下簡稱重化工)主要以生產尿素為主導產品，為滿足工藝裝置需求，化工裝置現場配置6kV高壓電動機共計28臺，電動機啟停控制方式通過高壓斷路器合分進行啟停，其中鍋爐四臺高壓電動機轉速調節通過斷路器加變頻器進行控制，以滿足工藝裝置要求。

2019年8月6日17時30分左右，其中運行的P1604-2貧甲醇泵高壓電動機故障停機，現場工藝人員在不明故障原因的情況下對該電動機現場進行二次啟動，斷路器合閘電動機再次帶電啟動后未正常運轉，本體發出堵轉時的嗡嗡聲音，隨后約10秒后工藝人員手動停機，再次啟動過程中造成6kV電力系統電壓迅速下降，從而導致了鍋爐四臺高壓電動機變頻器故障跳閘，蒸汽壓力不足進而聯鎖導致工藝裝置跳車。

2 故障分析

裝置停車后通過材料收集，先后對鍋爐四臺高壓電動機及P1604-2電動機一二次進行檢查，鍋爐四臺高壓電動機停車原因為變頻器顯示輸入電源電壓低故障跳閘，P1604-2電動機運行中跳閘原因為軸承損壞電動機過電流跳閘，二次啟動后電動機未正常運轉停機進行手動停機。經過深入檢查并結合6kV電力系統電壓曲線分析，P1604-2電動機在運行過程中軸承突發故障造成電動機電流瞬間增大導致微機保護裝置過電流保護動作跳閘，事后檢查電動機電纜及定子絕緣正常，軸承損壞，工藝人員在沒有明確原因的情況下對此臺電動進行現場再次啟動，電動機堵轉造成現場電機底座支撐水泥平臺震裂，電動機軸承處出現冒煙現象，整個啟動過程中，6kV電力系統電壓嚴重下降，鍋爐四臺高壓電動機變頻器報輸入側電源低電壓故障跳閘，進而導致整個工藝裝置因蒸汽壓力不足聯鎖停車。

針對此次工藝裝置停車事件，電氣人員會同工藝人員進行了共同討論分析，會上一致認為這是一次可以避免的化工裝置停車事件，故障起初為P1604-2電動機單臺電動機停機僅僅影響工藝裝置負荷，未對工藝其它裝置造成影響，工藝人員在不明原因的情況下且未對備用泵進行一系列倒閥操作進行啟動，為節約時間卻對故障電動機進行再次啟動造成了后續一些列事件的發生，導致了事故擴大，最終造成了工藝裝置停車。

通過深入技術討論并結合高壓電動機合閘控制原理圖(如圖1所示)分析，高壓斷路器在接收到微機保護裝置跳閘指令后斷路器跳閘斷開，斷路器在分閘狀態下，不論電動機或一次電纜故障是否消除，控制電動機的高壓斷路器合閘回路在接受到合閘指令時亦能進行再次啟動合閘，工藝人員在不明故障原因的情況下進行現場再次啟動高壓電動機斷路器依然能進行合閘操作，在故障狀態下再次啟動進而導致了后續一系列事件的發生。此次事故暴露出來重化工公司化工裝置內高壓電動機合閘二次控制回路普遍存在此類缺陷，為杜絕此類事故再次發生，應從技術層面上徹底消除此類隱患，最終討論結果為應從電氣保護、控制回路上進行技術改進以確保發生故障跳閘后在未明確故障消除的情況下杜絕高壓斷路器再次進行合閘而導致事故進一步擴大。

3 改進措施

通過此次事件，為杜絕此類事件再次發生，一方面通過修改操作規程，若6kV高壓電動機故障跳閘后，工藝人員在未征得電氣人員同意的情況下不允許進行再次啟動，以免造成事故擴大。另一方面電氣人員通過深入技術討論并結合高壓電動機合閘控制原理圖(如圖1所示)，在與微機保護裝置廠家進行深入交流溝通后，對重化工公司內所有高壓電動機斷路器二次控制合閘回路進行技術改進，具體改進措施為：在圖1中所示微機保護裝置B05合閘出口至斷路器合閘線圈回路中串聯加裝一對微機保護裝置故障輸出常閉接點(圖中X12∶34與X12∶35之間)，運行過程中若微機保護裝置檢測到故障時，一方面發送跳閘指令，同時另一方面驅動故障輸出常閉接點打開并且在未復位微機保護裝置的情況下常閉節點保持常開狀態，通過此打開接點能保證故障狀態下合閘控制回路始終處于斷開狀態，再次發送合閘指令時確保斷路器不會再次合閘導致事故進一步擴大。

此次改造完成后，運行至今偶爾出現過其它單臺電動機故障后，工藝人員現場誤再次啟動電動機時電動機控制合分斷路器不動作合閘，此舉從技術層面上消除了人為再次啟動高壓電動機導致事故擴大的事件發生，為公司大大節約了經濟損失，也提升了重化工公司的整體電氣技術水平。

圖1 合閘回路控制原理圖Fig.1 Control principle of closing control circuit

4 結語

化工裝置為保證連續穩定運行，裝置內高壓電動機的穩定可靠運行是一大關鍵，在出現6kV高壓電動機故障跳閘后為將損失降至最低，并在未確定故障消除的情況下防止電動機再次合閘帶電造成事故進一步擴大，通過對高壓電動機控制合閘回路原理圖進行一定的技術改進徹底消除此類隱患，從技術本質上杜絕此類事故再次發生，不但對單臺電動機設備是一種保護，而且對化工裝置6kV電力系統的穩定運行也起到了至關重要的保障作用。