2020年5月12日9时57分,工作人员发现某装置某单元部分空冷和水泵电机突然无故?;?,内操迅速通知外操赶到现场将无故?;纳璞赶殖∑鸲?,并通知维保电气人员检查?;榭觥?/div>
现场检查后,未发现电机存在故障情况,变电所内系统无异常,无备自投动作情况,外操现场手动起动的设备正常运行中无异常,但IMCS系统监控屏上有大量电机报“通信故障"及“接触器运行"的记录。通过检查,报警的电机均是变电所内SL5II段母线的电机。同时通过向外操了解停机情况发现无故?;璞讣性诒涞缢赟L5II段母线上。
2原因分析
由停电设备分布情况可知,出现某段集中大面积停机的可能性有以下两种。
(1)系统出现晃电,电压波动导致SL5II段母线上电机大面积停电。从现场现象来看,上游系统II段未出现波动,变电所内其他II段低压系统未出现波动,仅SL5II段出现大面积?;?,同时备自投未有动作信息。另外如果短时晃电,低压电机马达?;て骶哂性倨鸲δ埽墒迪值缁蔚缭倨鸲?,不会导致电机全部?;?,而且马达?;て鱉CU取得的电源是直流24V电源,系统晃电不应导致SL5II段上运行的马达?;て髟贗MCS系统上都报“通信故障"。综合判断后,排除无故停机原因是系统出现晃电。
(2)直流电源出现异常。直流电源系统图如图1所示。由此可知,SL5II段MCU直流24V电源均从直流系统通过单相直流变压器取得,一旦单相变压器后直流系统失电,整段系统上的运行或热备状态下的MCU就会失电,并在IMCS系统上报“通信故障"。
为了验证马达?;て髟谑У缜榭鱿碌腎MCS报警情况以接触器动作情况,选取备用抽屉进行试验,模拟运行情况下马达?;て魍蝗皇У缍髑榭?,结果显示马达保护器在失电情况下会导致电机?;?,同时报“××电机通信故障",恢复马达?;て鞯缭春蟊ā啊痢恋缁ㄐ殴收?及“××电机接触器运行"(此情况与SL5II段IMCS上的报警情况一致)。
对照电机控制回路原理图(如图2所示),可知原理图设计上不存在缺陷,马达?;て鱉CU故障输出点为常闭点,在失电情况下不应断开控制回路。
马达?;て鞑糠纸酉叨俗尤缤迹乘?。对马达?;て鹘屑觳椋?7-98"“95-96"两对触点在控制原理图上分别为??统1眨N薜缜榭鱿隆?7-98"为常闭、“95-96"为常开,与控制原理图不符。
与马达?;て鞒Ъ夜低ê?,厂家答复是此马达保护器设计原理为只要上电后马达?;て髂诠收鲜涑黾痰缙鞯玫缌蕉源サ阕刺浠淮?,当出现故障后,马达?;て髂诠收鲜涑黾痰缙魇У纭?5-96"触点变回原来常开状态,断开控制回路停下电机。
这种设计理念是:马达?;て魇У缫彩且恢执蟮墓收希耸甭泶锉;て鞫缘缁丫淮嬖诒;ぁN吮苊獾缁鱿止收鲜甭泶锉;て鞑荒芗笆苯斜;ご佣斐傻缁鸹担β砩贤5舻缁?。另外,上电故障输出继电器变位可确认故障输出继电器*,保证故障情况下动作可靠性。
综合原因分析及现场检查,此次某单元大面积电机停电直接原因为SL5II段马达?;て髦绷鞯缭炊位芈方酉咚啥贾拢患浣釉蛭泶锉;て髀呒杓撇缓侠?,设计存在缺陷。
3整改及预防措施
(1)全面检查马达?;て髦绷鞯缭唇酉?,紧固接线端子。
(2)修改马达保护器故障输出逻辑。确认更新逻辑,将全厂同型号的马达?;て鞴收鲜涑龃サ惆纯刂圃硗几奈G榭鱿隆?7-98"为??ⅰ?5-96"为常闭,存在故障时故障输出继电器动作变位,跳开电机控制回路。修改与不修改逻辑风险分析评估如下。
①保持原有逻辑不变。当马达?;て髦绷鞯缭词У绾?,电机?;?。直流电源存在故障将导致装置电机大面积停电,直接影响装置生产安全、平稳,影响范围大。
②修改逻辑。当马达?;て魇У绾螅泶锉;て鞫缘缁淮嬖诒;ぁ5缁薇;?,一旦电机存在故障不能及时跳闸,电机就将烧坏,但抽屉断路器能分断短路电流,限定故障范围。降低风险措施:巡检关注IMCS上报警情况,及时发现马达?;て魇У缜榭觯獻MCS上系统数据较多,可能无法及时发现;每个抽屉加装操作面板,从面板电源指示灯可迅速判断马达保护器失电情况;增加直流电源报警指示灯,时刻监视直流电源情况;利用马达?;て魇У鏘MCS系统上报“通信故障"取反与电机运行状态在DCS作一个“与"逻辑,当电机运行时,马达保护器失电输出报警到监控,可消除风险。
根据风险分析评估,选择修改逻辑,马达?;て魇У缜榭鱿虏煌;斐傻姆缦赵缎∮诓恍薷穆呒绷魇У缭斐傻姆缦?,因此选择对马达保护器逻辑进行修改,保证马达?;て鞯缭丛谑У缁蚧蔚绲那榭鱿虏惶缁Vさ缁中诵?。
同时,为降低修改逻辑后马达保护器失电情况下电机无?;ぴ诵写吹姆缦?,后续可实施的措施有:增加操作面板,及时发现马达?;て魇У绻收?;增加直流电源报警指示灯,时刻监视直流电源情况;增加后台DCS报警。
根据风险评估制定整改方案,确定更新马达保护器图3中0.4故障输出点的逻辑,对0.4继电器由故障释放,修改为故障动作,取反逻辑为:
//LOAD_TMP_BIT 15 15
LOAD_NOT_TMP_BIT 15 15 //reverse logic for 0.4
SET_TMP_BIT 19 15 //Image of Output L04
逻辑更新完成之后再将图3中“95-96"“97-98"两对触点接线对调。
(3)将IMCS系统电机马达?;て髟诵凶刺紻CS,电机马达?;て髟诵凶刺》从?/div>
电机运行状态在DCS后台组态:马达保护器未上电取0、电机未运行取0,此逻辑为当电机在运行情况(状态为1)下,马达?;て魇У纾ㄗ刺》次保┦涑觥澳车缁泶锉;て魇У?告警至后台监控,监盘人员发现此告警迅速通知维保电气人员查找故障,逻辑如图4所示。
4安科瑞智能电动机?;て鹘樯?/strong>
4.1产品介绍
智能电动机保护器(以下简称?;て?,采用单片机技术,具有抗干/扰/能力强、工作稳定可靠、数字化、智能化、网络化等特点。?;て髂芏缘缍诵泄讨谐鱿值墓?、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转、阻塞、外部故障等多种情况进行?;?,并设有SOE故障事件记录功能,方便现场维护人员查找故障原因。适用于煤矿、石化、冶炼、电力、以及民用建筑等领域。本保护器具有RS485远程通讯接口,DC4-20mA模拟量输出,方便与PLC、PC等控制机组成网络系统。实现电动机运行的远程监控。
4.2技术参数
4.2.1数字式电动机?;て?/div>
4.2.2模块式电动机?;て?/div>
4.3产品选型
说明:“√"表示具备,“■"表示可选。
5结束语
本次装置电机大面积停机的直接原因是变电所内SL5II段马达?;て髦绷鞯缭词┕そ锥味位芈方酉呓艄滩坏轿?,间接原因是马达?;て髀呒杓撇缓侠?,设计存在缺陷导致故障扩大化。为保证马达?;て髦绷鞯缭垂收锨榭鱿虏坏贾律璞肝笸4佣斐勺爸靡馔馔9ぃ薷穆泶锉;て魇涑雎呒毖橹ち送ü鼶CS组态进行马达?;て魇У绺婢姆桨甘强尚械?。
参考文献
[1]陈国雄,高立平.马达?;て髯爸玫缭吹舻绲贾碌缁;蚍治龃?/div>
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版