簡婷

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘　要：介紹了一起因直流電源接線松動導(dǎo)致所帶整段馬達(dá)保護器裝置停電從而造成電機大面積停機的事故，分析了大面積電機停機的直接原因和間接原因，針對存在的問題提出了整改措施和方案，對馬達(dá)保護器設(shè)計邏輯進行了修改，同時通過DCS組態(tài)增加了后臺監(jiān)控報警。

關(guān)鍵詞：馬達(dá)保護器；電機停機；DCS組態(tài)

1故障情況

      2020年５月12日９時57分，工作人員發(fā)現(xiàn)某裝置某單元部分空冷和水泵電機突然無故停機，內(nèi)操迅速通知外操趕到現(xiàn)場將無故停機的設(shè)備現(xiàn)場起動，并通知維保電氣人員檢查停機情況。

      現(xiàn)場檢查后，未發(fā)現(xiàn)電機存在故障情況，變電所內(nèi)系統(tǒng)無異常，無備自投動作情況，外操現(xiàn)場手動起動的設(shè)備正常運行中無異常，但IMCS系統(tǒng)監(jiān)控屏上有大量電機報“通信故障"及“接觸器運行"的記錄。通過檢查，報警的電機均是變電所內(nèi)SL5II段母線的電機。同時通過向外操了解停機情況發(fā)現(xiàn)無故停機設(shè)備集中在變電所內(nèi)SL5II段母線上。

2原因分析

      由停電設(shè)備分布情況可知，出現(xiàn)某段集中大面積停機的可能性有以下兩種。

      (1)系統(tǒng)出現(xiàn)晃電，電壓波動導(dǎo)致SL5II段母線上電機大面積停電。從現(xiàn)場現(xiàn)象來看，上游系統(tǒng)II段未出現(xiàn)波動，變電所內(nèi)其他II段低壓系統(tǒng)未出現(xiàn)波動，僅SL5II段出現(xiàn)大面積停機，同時備自投未有動作信息。另外如果短時晃電，低壓電機馬達(dá)保護器具有再起動功能，可實現(xiàn)電機晃電再起動，不會導(dǎo)致電機全部停機，而且馬達(dá)保護器MCU取得的電源是直流24V電源，系統(tǒng)晃電不應(yīng)導(dǎo)致SL5II段上運行的馬達(dá)保護器在IMCS系統(tǒng)上都報“通信故障"。綜合判斷后，排除無故停機原因是系統(tǒng)出現(xiàn)晃電。

      (2)直流電源出現(xiàn)異常。直流電源系統(tǒng)圖如圖１所示。由此可知，SL5II段MCU直流24V電源均從直流系統(tǒng)通過單相直流變壓器取得，一旦單相變壓器后直流系統(tǒng)失電，整段系統(tǒng)上的運行或熱備狀態(tài)下的MCU就會失電，并在IMCS系統(tǒng)上報“通信故障"。

      為了驗證馬達(dá)保護器在失電情況下的IMCS報警情況以接觸器動作情況，選取備用抽屜進行試驗，模擬運行情況下馬達(dá)保護器突然失電動作情況，結(jié)果顯示馬達(dá)保護器在失電情況下會導(dǎo)致電機停機，同時報“××電機通信故障"，恢復(fù)馬達(dá)保護器電源后報“××電機通信故障"及“××電機接觸器運行"（此情況與SL5II段IMCS上的報警情況一致）。

      對照電機控制回路原理圖（如圖２所示），可知原理圖設(shè)計上不存在缺陷，馬達(dá)保護器MCU故障輸出點為常閉點，在失電情況下不應(yīng)斷開控制回路。

      馬達(dá)保護器部分接線端子如圖３所示。對馬達(dá)保護器進行檢查，“97-98"“95-96"兩對觸點在控制原理圖上分別為常開和常閉，但正常無電情況下“97-98"為常閉、“95-96"為常開，與控制原理圖不符。

      與馬達(dá)保護器廠家溝通后，廠家答復(fù)是此馬達(dá)保護器設(shè)計原理為只要上電后馬達(dá)保護器內(nèi)故障輸出繼電器得電兩對觸點狀態(tài)變化一次，當(dāng)出現(xiàn)故障后，馬達(dá)保護器內(nèi)故障輸出繼電器失電“95-96"觸點變回原來常開狀態(tài)，斷開控制回路停下電機。

      這種設(shè)計理念是：馬達(dá)保護器失電也是一種大的故障，此時馬達(dá)保護器對電機已經(jīng)不存在保護。為了避免電機出現(xiàn)故障時馬達(dá)保護器不能及時進行保護從而造成電機損壞，應(yīng)馬上停掉電機。另外，上電故障輸出繼電器變位可確認(rèn)故障輸出繼電器*，保證故障情況下動作可靠性。

      綜合原因分析及現(xiàn)場檢查，此次某單元大面積電機停電直接原因為SL5II段馬達(dá)保護器直流電源二次回路接線松動導(dǎo)致；間接原因為馬達(dá)保護器邏輯設(shè)計不合理，設(shè)計存在缺陷。

3整改及預(yù)防措施

      (1)全面檢查馬達(dá)保護器直流電源接線，緊固接線端子。

      (2)修改馬達(dá)保護器故障輸出邏輯。確認(rèn)更新邏輯，將全廠同型號的馬達(dá)保護器故障輸出觸點按控制原理圖改為正常情況下“97-98"為常開、“95-96"為常閉，存在故障時故障輸出繼電器動作變位，跳開電機控制回路。修改與不修改邏輯風(fēng)險分析評估如下。

      ①保持原有邏輯不變。當(dāng)馬達(dá)保護器直流電源失電后，電機停機。直流電源存在故障將導(dǎo)致裝置電機大面積停電，直接影響裝置生產(chǎn)安全、平穩(wěn)，影響范圍大。

      ②修改邏輯。當(dāng)馬達(dá)保護器失電后，馬達(dá)保護器對電機不存在保護。電機無保護，一旦電機存在故障不能及時跳閘，電機就將燒壞，但抽屜斷路器能分?jǐn)喽搪冯娏鳎薅ü收戏秶?。降低風(fēng)險措施：巡檢關(guān)注IMCS上報警情況，及時發(fā)現(xiàn)馬達(dá)保護器失電情況，但IMCS上系統(tǒng)數(shù)據(jù)較多，可能無法及時發(fā)現(xiàn)；每個抽屜加裝操作面板，從面板電源指示燈可迅速判斷馬達(dá)保護器失電情況；增加直流電源報警指示燈，時刻監(jiān)視直流電源情況；利用馬達(dá)保護器失電IMCS系統(tǒng)上報“通信故障"取反與電機運行狀態(tài)在DCS作一個“與"邏輯，當(dāng)電機運行時，馬達(dá)保護器失電輸出報警到監(jiān)控，可消除風(fēng)險。

      根據(jù)風(fēng)險分析評估，選擇修改邏輯，馬達(dá)保護器失電情況下不停機造成的風(fēng)險遠(yuǎn)小于不修改邏輯直流失電造成的風(fēng)險，因此選擇對馬達(dá)保護器邏輯進行修改，保證馬達(dá)保護器電源在失電或晃電的情況下不跳開電機，保證電機持續(xù)運行。

      同時，為降低修改邏輯后馬達(dá)保護器失電情況下電機無保護運行帶來的風(fēng)險，后續(xù)可實施的措施有：增加操作面板，及時發(fā)現(xiàn)馬達(dá)保護器失電故障；增加直流電源報警指示燈，時刻監(jiān)視直流電源情況；增加后臺DCS報警。

4安科瑞智能電動機保護器介紹

4.1產(chǎn)品介紹

      智能電動機保護器(以下簡稱保護器)，采用單片機技術(shù)，具有抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等多種情況進行保護，并設(shè)有SOE故障事件記錄功能，方便現(xiàn)場維護人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域。本保護器具有RS485遠(yuǎn)程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機組成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。實現(xiàn)電動機運行的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

4.2技術(shù)參數(shù)

4.2.1數(shù)字式電動機保護器

4.2.2模塊式電動機保護器

4.3產(chǎn)品選型

說明：“√"表示具備，“■"表示可選。

5結(jié)束語

      本次裝置電機大面積停機的直接原因是變電所內(nèi)SL5II段馬達(dá)保護器直流電源施工階段二次回路接線緊固不到位，間接原因是馬達(dá)保護器邏輯設(shè)計不合理，設(shè)計存在缺陷導(dǎo)致故障擴大化。為保證馬達(dá)保護器直流電源故障情況下不導(dǎo)致設(shè)備誤停從而造成裝置意外停工，修改馬達(dá)保護器輸出邏輯，同時驗證了通過DCS組態(tài)進行馬達(dá)保護器失電告警的方案是可行的。

參考文獻

[1]陳國雄，高立平.馬達(dá)保護器裝置電源掉電導(dǎo)致電機停機原因分析處理

[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版

作者簡介：簡婷，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電。