淺談電源干擾造成同步電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁故障

　 邯鋼西區(qū)采用3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)（兩臺(tái)man公司，一臺(tái)陜鼓集團(tuán)）對(duì)兩座3200m3高爐進(jìn)行供風(fēng)，運(yùn)行方式為兩用一備。通過(guò)一套變頻軟啟動(dòng)裝置（abb公司）采用一拖三方式帶動(dòng)三臺(tái)44mw同步電動(dòng)機(jī)（abb公司）。

　　3條110kv線路分別通過(guò)3臺(tái)110/10kv，50mva變壓器接至降壓變壓器（10/2.09kv）后到變頻器，變頻器出線經(jīng)升壓變壓器（2.09kv /10kv）分別到電機(jī)，等同步并網(wǎng)后甩開(kāi)變頻器（見(jiàn)圖1）。

圖1 變頻軟啟動(dòng)系統(tǒng)單線圖

　　變頻器軟啟動(dòng)系統(tǒng)包括一套變頻器、三套通訊柜、三套勵(lì)磁柜，一套控制柜，三套160kva ups及兩套45kva ups（提供勵(lì)磁系統(tǒng)電源及控制系統(tǒng)電源）。

2 勵(lì)磁系統(tǒng)故障及分析

　　2009年10月18日10時(shí)11分鼓風(fēng)機(jī)站1#鼓風(fēng)機(jī)跳閘，勵(lì)磁柜沒(méi)有故障報(bào)警，控制柜保護(hù)系統(tǒng)ac800報(bào)motor1 runnng fault，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)故障的分析，初步認(rèn)為是勵(lì)磁柜保護(hù)出口繼電器k06回路出現(xiàn)虛接，瞬時(shí)失電造成k06發(fā)出跳閘指令，在對(duì)k06回路進(jìn)行緊固時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)線路松動(dòng)現(xiàn)象。由于k06繼電器線圈回路串接了5個(gè)元器件，隨后認(rèn)定是元器件內(nèi)部接點(diǎn)瞬時(shí)虛接造成。19時(shí)06分啟動(dòng)1#鼓風(fēng)機(jī)做故障試驗(yàn)（k06線圈電源摘除）ac800報(bào)出motor1 runnng fault，勵(lì)磁柜沒(méi)有報(bào)故障，跟1#鼓風(fēng)機(jī)跳車(chē)時(shí)所報(bào)故障一樣。事后隨即對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)保護(hù)跳閘回路繼電器全部進(jìn)行更換。勵(lì)磁保護(hù)出口回路見(jiàn)圖2。

圖2 勵(lì)磁保護(hù)出口回路

　　2009年11月27日17時(shí)32分，鼓風(fēng)機(jī)站1#鼓風(fēng)機(jī)跳車(chē)，電氣人員到現(xiàn)場(chǎng)后對(duì)勵(lì)磁柜及變頻器柜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)變頻器（lci）和控制柜保護(hù)系統(tǒng)ac800都有故障報(bào)警，且lci故障不能消除，隨即對(duì)變頻器控制柜進(jìn)行檢查，18時(shí)12分檢查出g82電源模塊故障，18時(shí)25分更換完畢，變頻器控制程序正常，18時(shí)45分啟動(dòng)1#風(fēng)機(jī)，18時(shí)49分1#風(fēng)機(jī)啟動(dòng)完成，具備送風(fēng)條件。

　　原因分析：變頻器柜內(nèi)裝有加熱器，用于除濕。此次跳車(chē)是因?yàn)樽冾l器柜內(nèi)加熱器短路引起變頻器控制柜g82電源模塊燒壞，由于電源模塊與1#鼓風(fēng)機(jī)勵(lì)磁柜控制、保護(hù)系統(tǒng)電源來(lái)自同一套u(yù)ps，g82電源模塊短路引發(fā)1#鼓風(fēng)機(jī)勵(lì)磁柜控制系統(tǒng)電源波動(dòng)，導(dǎo)致勵(lì)磁柜保護(hù)出口繼電器k06發(fā)生抖動(dòng)，發(fā)出跳車(chē)指令，造成1#鼓風(fēng)機(jī)事故跳車(chē)。

3 電源干擾對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)影響

　　3.1 電氣干擾對(duì)控制系統(tǒng)影響

　　加熱器頻繁投切工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同的高次諧波, 這種高次諧波對(duì)電網(wǎng)會(huì)造成危害。plc、控制系統(tǒng)、保護(hù)系統(tǒng)電源都來(lái)自同一電網(wǎng)，由于其自身的信號(hào)較弱, 對(duì)工作電源的要求比較高，污染的工作電源必然引起其信號(hào)不穩(wěn)定，導(dǎo)致集中控制系統(tǒng)不能正常工作。

　　集控系統(tǒng)的電纜和動(dòng)力電纜混合敷設(shè)時(shí)，加熱器工作時(shí)還會(huì)對(duì)周?chē)碾姎庠O(shè)備產(chǎn)生射頻干擾，導(dǎo)致plc通訊中斷，執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)序動(dòng)作等。

　　3.2 電源干擾引起的勵(lì)磁系統(tǒng)故障

　　綜合以往幾次及近期兩起鼓風(fēng)機(jī)跳車(chē)故障，跳車(chē)時(shí)間集中在10月-次年1月份，這段時(shí)間氣候溫度較低，變頻器柜內(nèi)加熱器工作幾率大為增加。由此可以看出由于加熱器工作而造成電源干擾對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)故障的影響。變頻器柜加熱系統(tǒng)見(jiàn)圖3。

圖3 變頻器柜加熱系統(tǒng)接線圖

　　變頻器柜內(nèi)加熱器運(yùn)行周期時(shí)間一般為10月-次年2月份，同時(shí)加熱器運(yùn)行采用溫度、濕度自動(dòng)控制方式，投切頻繁。開(kāi)、斷過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大電流造成電源電壓特性變壞，與之同電網(wǎng)的勵(lì)磁控制、保護(hù)回路繼電器線圈電壓會(huì)出現(xiàn)瞬時(shí)失壓或欠壓，造成繼電器觸點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出錯(cuò)誤指令，造成系統(tǒng)誤動(dòng)作。變頻器柜、勵(lì)磁柜ups系統(tǒng)見(jiàn)圖4。

圖4 變頻器柜、勵(lì)磁柜ups系統(tǒng)圖

　　從圖4可知lci柜內(nèi)加熱器電源開(kāi)關(guān)q05輔助觸點(diǎn)通過(guò)數(shù)字量輸入模塊di811進(jìn)入電源模塊g81、g82。

　　2009年11月27日1#鼓風(fēng)機(jī)跳車(chē)后發(fā)現(xiàn)q05開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖3）無(wú)法合閘，可以判定加熱器出現(xiàn)短路現(xiàn)象。拆下q05開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)其絕緣老化損壞，加熱器220v電壓串入q05開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)進(jìn)入數(shù)字量輸入模塊di811、電源模塊g81、g82，最后致使q88開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，g82模塊燒毀。同時(shí)由于1#鼓風(fēng)機(jī)勵(lì)磁柜控制、保護(hù)電源與lci柜控制、保護(hù)電源取自同一套u(yù)ps，加熱器短路電流造成整套u(yù)ps出現(xiàn)瞬時(shí)低電壓，使得勵(lì)磁柜保護(hù)出口繼電器k06線圈（見(jiàn)圖2）釋放，發(fā)出rcb斷路器（見(jiàn)圖1）跳閘指令，最終導(dǎo)致1#鼓風(fēng)機(jī)跳車(chē)。

4 采取防范措施

　　（1）將動(dòng)力裝置的接地系統(tǒng)和控制裝置的接地系統(tǒng)分別接到不同的接地極上。接地極分開(kāi)做, 做獨(dú)立接地裝置。

　　（2）將啟動(dòng)變頻器（lci）柜控制系統(tǒng)電源和勵(lì)磁控制柜控制電源分開(kāi)，保證本控制電源不穩(wěn)定現(xiàn)象時(shí)不影響風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。

　　（3）綜合邯鄲地區(qū)潮濕與低溫天數(shù)較少的氣候特點(diǎn)，將變頻器加熱器退出運(yùn)行。

　　（4）檢查lci、ac800、勵(lì)磁柜的邏輯接地，使其共用一處接地。

　　（5）檢查lci、ac800、勵(lì)磁柜的柜體接地，確保可靠接地。

5 結(jié)束語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)對(duì)變頻器系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，并進(jìn)行改造后，變頻器運(yùn)行穩(wěn)定，半年來(lái)未曾出現(xiàn)勵(lì)磁系統(tǒng)故障造成事故跳車(chē)現(xiàn)象。小小一個(gè)開(kāi)關(guān)就會(huì)造成高爐鼓風(fēng)機(jī)停車(chē)，對(duì)高爐安全、穩(wěn)定生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響，進(jìn)而對(duì)公司生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)劣化連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，要抓好電氣點(diǎn)檢、巡檢工作，搞好點(diǎn)檢定修制，早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、早解決問(wèn)題，保證電氣設(shè)備無(wú)“病態(tài)”運(yùn)行現(xiàn)象，從而為公司經(jīng)營(yíng)、發(fā)展創(chuàng)造良好的電力供應(yīng)與保障。