閻 坤，王 靖

(上海寶冶集團(tuán)有限公司，上海 200000)

在電氣安裝調(diào)試過(guò)程中，通常會(huì)遇到一些諸如不能合閘、漏電等現(xiàn)象，且不同的原因往往會(huì)產(chǎn)生表象一樣的結(jié)果，這就需要電氣調(diào)試人員透過(guò)表象分析問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，而對(duì)實(shí)質(zhì)的把握則需要調(diào)試人員對(duì)相關(guān)知識(shí)的深入了解與熟悉。筆者將就中國(guó)(太原)煤炭交易展覽中心水炮電氣調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題處理為例進(jìn)行分析，說(shuō)明基礎(chǔ)知識(shí)積累在工程實(shí)際運(yùn)用中的重要性［1］。

1 實(shí)例工程

中國(guó)(太原)煤炭交易中心展覽中心位于太原市長(zhǎng)風(fēng)街南側(cè)，南靠新晉祠路，西臨汾河景區(qū)濱河西路，在新規(guī)劃的長(zhǎng)風(fēng)商務(wù)區(qū)北端，總建筑面積51 400 m2，建筑造型為“飛碟”形狀，主體結(jié)構(gòu)為單層大跨度空間管桁架網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，跨度87 m。作為2011中國(guó)中部六省貿(mào)易投資博覽會(huì)的主會(huì)場(chǎng)，該工程被列為山西省“十大工程”之首。工程竣工后，將成為山西省新的地標(biāo)性現(xiàn)代建筑。

會(huì)展中心沿環(huán)向設(shè)置有大空間水炮滅火系統(tǒng)，由設(shè)置在能源中心的消防泵房的2臺(tái)水泵提供消防壓力水。2臺(tái)水泵分別由2臺(tái)電氣柜控制。按照設(shè)計(jì)，30 kW以上采用軟啟動(dòng)，因此該2臺(tái)水泵啟動(dòng)采用了法國(guó)雷諾爾JJR－5200型軟啟動(dòng)器，整個(gè)盤(pán)柜電氣進(jìn)線上端接至變電室400KVA變壓器二次側(cè)低壓柜中。

2 出現(xiàn)的問(wèn)題

當(dāng)調(diào)試人員按照既定流程進(jìn)行調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)水泵空載啟動(dòng)時(shí)，水泵電機(jī)在6～8 s能從軟啟啟動(dòng)切換至旁路吸合，即電機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。根據(jù)水炮運(yùn)行狀態(tài)，在水炮運(yùn)行時(shí)，水泵為帶負(fù)載啟動(dòng)。但當(dāng)進(jìn)行水泵帶負(fù)載啟動(dòng)時(shí)，則出現(xiàn)了以下3種現(xiàn)象:

1)在不改變?nèi)魏螀?shù)設(shè)置的情況下(即在水泵空載運(yùn)行正常狀態(tài)下)，啟動(dòng)水泵，變電室變壓器跳閘保護(hù)。

2)根據(jù)此現(xiàn)象，調(diào)整了水泵控制柜內(nèi)的Isd參數(shù)，由原來(lái)的7倍改為2倍。再次啟動(dòng)水泵，該電氣柜內(nèi)塑殼斷路器跳閘保護(hù)。

3)根據(jù)以上現(xiàn)象，在初步判定為過(guò)流造成跳閘后，調(diào)整軟啟設(shè)置，將“限流倍數(shù)”從300%減小至200%，即最大啟動(dòng)電流限制為額定電流的2倍。再次啟動(dòng)水泵，則表現(xiàn)為軟啟一直工作，但始終不能將其轉(zhuǎn)換至旁路吸合，水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)聲音也表現(xiàn)為沉悶、拖沓。

3 原因分析及處理

由于此相關(guān)設(shè)備、電氣總共涉及到多家施工單位以及多家供貨商，因此問(wèn)題責(zé)任的劃分就顯得比較重要。在排除設(shè)備本身原因以及電纜等因素后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)改變參數(shù)、相應(yīng)現(xiàn)象不一致的情況來(lái)看，調(diào)試人員初步斷定有可能是參數(shù)設(shè)置不對(duì)造成的，因此決定對(duì)此回路上的電氣參數(shù)進(jìn)行一一核實(shí)，以判斷問(wèn)題所在［2］。

3.1 變電室內(nèi)設(shè)置

變電室內(nèi)變壓器容量為400 kVA，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，過(guò)流倍數(shù)為×1.5倍。因此根據(jù)計(jì)算，可得變壓器二次側(cè)電流:

式中:I為電流(A);S為容量(kVA);U為電壓(kV)。計(jì)算可得400 kVA變壓器二次電流為577.4 A，電流最大可通過(guò)577.4 ×1.5=866.1 A。

3.2 電氣柜內(nèi)設(shè)置

電氣柜內(nèi)分為塑殼斷路器設(shè)置以及軟啟設(shè)置。

1)塑殼斷路器設(shè)置

塑殼斷路器采用施耐德NSX400/3P型斷路器［3］，其表盤(pán)上分別有 Io、Ir、Isd 需進(jìn)行設(shè)置，這里就需調(diào)試人員掌握一定的整定名稱(chēng)及相關(guān)設(shè)定。Io是斷路器電子脫扣器的整定電流，根據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)置為400 A。Ir是斷路器長(zhǎng)延時(shí)過(guò)負(fù)荷脫扣器整定電流，通常按在0.4～1.0進(jìn)行設(shè)置，考慮調(diào)試過(guò)程的設(shè)備不穩(wěn)定性對(duì)電流的影響，Ir設(shè)置為1，即斷路器長(zhǎng)延時(shí)過(guò)負(fù)荷脫扣器整定電流也為400 A。Isd是斷路器短延時(shí)過(guò)負(fù)荷脫扣器的整定電流，可在1.5～11倍進(jìn)行選擇設(shè)置。根據(jù)上限(866.1 A)可知，此處只能調(diào)整到×2倍，即塑殼允許通過(guò)的瞬時(shí)電流值為400×2=800 A，這樣的話(huà)就可避免第1種現(xiàn)象的發(fā)生。

2)軟啟設(shè)置

同理，第2種現(xiàn)象的產(chǎn)生可以判斷出軟啟所限電流超過(guò)了塑殼瞬間值，從而導(dǎo)致塑殼跳閘，因此需更改軟啟相關(guān)參數(shù)。通常軟啟的參數(shù)涉及到啟動(dòng)方式、啟動(dòng)電壓(電流)、限流倍數(shù)、負(fù)載率等參數(shù)設(shè)置。對(duì)于水泵，通常選擇斜坡恒流軟起動(dòng)方式。這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定(t1至t2階段)，直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過(guò)程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定，電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。第2種現(xiàn)象產(chǎn)生時(shí)軟啟的主要設(shè)置參數(shù):啟動(dòng)電壓為30%;啟動(dòng)時(shí)間為10 s;限流倍數(shù)(電機(jī)最大的啟動(dòng)電流)為300%;負(fù)載率為80%。

根據(jù)水炮水泵的電機(jī)銘牌參數(shù)，可知額定電流I=280 A，因此結(jié)合軟啟設(shè)置參數(shù)，可以計(jì)算得其允許通過(guò)的啟動(dòng)電流值為280×3=840 A，超過(guò)塑殼允許值，因此產(chǎn)生第2種跳閘現(xiàn)象。

通過(guò)數(shù)據(jù)反推，軟啟的設(shè)置限流倍數(shù)只能在280%(800/280=2.86)以下進(jìn)行選擇(軟啟以10%為基準(zhǔn)進(jìn)行增減)。

第3種現(xiàn)象之所以產(chǎn)生是因?yàn)閷④泦⑾蘖鞅稊?shù)從300%調(diào)至了200%，但水泵也未能啟動(dòng)成功，這是為什么呢?

這里需了解軟啟動(dòng)器的工作原理。軟啟動(dòng)器采用斜坡電壓?jiǎn)?dòng)，開(kāi)始時(shí)要使軟啟動(dòng)器輸出一個(gè)初始電壓(初始電壓在80～280 V可以調(diào)節(jié))，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足以克服機(jī)械設(shè)備的靜摩擦的初始轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)設(shè)備開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)電流為Is。在微電腦的控制下，繼續(xù)增加輸出電壓使電動(dòng)機(jī)加速。當(dāng)軟啟動(dòng)器的輸出電壓接近額定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)就已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，Is降為負(fù)荷電流In。啟動(dòng)時(shí)間t1結(jié)束時(shí)，軟啟動(dòng)器輸出額定電壓并發(fā)出旁路信號(hào)，使旁路接觸器閉合，軟啟動(dòng)器停止輸出電壓，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行［4－8］。軟啟動(dòng)的初始轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)給定初始電壓和啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)限流倍數(shù)設(shè)置小時(shí)，即允許的啟動(dòng)電流Is偏小，電機(jī)轉(zhuǎn)速始終無(wú)法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，因此就出現(xiàn)了第3種現(xiàn)象，電機(jī)一直轉(zhuǎn)動(dòng)，但運(yùn)轉(zhuǎn)聲音也表現(xiàn)為沉悶、拖沓，旁路接觸器一直不能吸合。

3.3 問(wèn)題處理

通過(guò)上述自上而下的參數(shù)計(jì)算，捋順了相關(guān)電氣節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步調(diào)試，仍然無(wú)法帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)(其現(xiàn)象同之前現(xiàn)象3一樣)，則結(jié)合參數(shù)設(shè)計(jì)及一般調(diào)試經(jīng)驗(yàn)通過(guò)自下而上可以推斷出問(wèn)題有很大程度出現(xiàn)在變壓器上，即是變壓器的容量不能滿(mǎn)足水泵的啟動(dòng)電流。

明確了問(wèn)題所在，通過(guò)協(xié)調(diào)更換變壓器之后，重新按照上述方法進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，問(wèn)題得到圓滿(mǎn)解決［9］。通過(guò)最后的軟起顯示，相關(guān)啟動(dòng)電流最大達(dá)到1 200 A左右，也證明了判斷的正確性。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員的不懈努力，中國(guó)(太原)煤炭交易展覽中心成為整個(gè)太原長(zhǎng)風(fēng)商務(wù)區(qū)第1個(gè)正式受電的項(xiàng)目，也是第1個(gè)通過(guò)消防驗(yàn)收的工程，為隨后的“2011年第六屆中國(guó)中部投資貿(mào)易洽談會(huì)”的召開(kāi)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)束語(yǔ)

在很多實(shí)際問(wèn)題處理過(guò)程中，往往是由于一些外界干擾因素以及我們對(duì)相關(guān)系統(tǒng)知識(shí)面掌握的不全，從而導(dǎo)致錯(cuò)過(guò)了最佳的處理時(shí)機(jī)，而很多問(wèn)題通常是由一個(gè)或幾個(gè)細(xì)小的問(wèn)題所造成，這就需要我們的工程技術(shù)人員通過(guò)邏輯分析，抽絲剝繭，最終找到問(wèn)題源，而在這工程中基礎(chǔ)知識(shí)的積累運(yùn)用無(wú)疑將起著極其重要的作用。

［1］翁雙安.供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社出版，2009.

［2］GB50303—2002，建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范［S］.

［3］施耐德斷路器使用說(shuō)明書(shū)［K］.北京:施耐德中國(guó)電氣，2009.

［4］任致程.電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器實(shí)用手冊(cè)［K］.北京:中國(guó)電力出版社，2006.

［5］劉瑜.電機(jī)軟啟動(dòng)器的研究［J］.科技資訊，2011(9):134.

［6］馬成立.軟啟動(dòng)器在渣車(chē)控制系統(tǒng)應(yīng)用［J］.一重技術(shù)，2011(2):21－23.

［7］曹沛，吳雷，張興進(jìn)，等.一種基于自關(guān)斷器件的新型軟啟動(dòng)器［J］.電力電子技術(shù)，2011(10):49－51.

［8］范亞玲.電機(jī)軟啟動(dòng)器在生產(chǎn)中的應(yīng)用［J］.川化，2011(2):14－15.

［9］許建安.繼電保護(hù)整定計(jì)算［M］.北京:中國(guó)水利水電出版社，2003.