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        空壓機停機事故原因分析及對策

        2014-03-21 06:13:24徐春霞王曉兵2楊立平2王相軍2葛躍田
        中國設(shè)備工程 2014年4期
        關(guān)鍵詞:空壓機油泵繼電器

        徐春霞,王曉兵2,楊立平2,王相軍2,葛躍田

        (1.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院;2.新疆獨山子石化公司乙烯廠,新疆 獨山子 833600)

        空壓機停機事故原因分析及對策

        徐春霞1,王曉兵2,楊立平2,王相軍2,葛躍田1

        (1.克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院;2.新疆獨山子石化公司乙烯廠,新疆 獨山子 833600)

        結(jié)合實例介紹了輸配電線路中忽略電磁兼容性問題,造成空壓機停機事故的發(fā)生,通過故障現(xiàn)象的觀察和相應(yīng)的檢查測試,分析原因,得出整改方案。改造完成后,空壓機運行穩(wěn)定,滿足生產(chǎn)要求。

        電磁兼容性;空壓機;電子式時間繼電器;感應(yīng)電壓 ;屏蔽電纜

        一、現(xiàn)場概況

        某乙烯廠空壓機的油泵電動機為A、B兩臺,1開1備,各電動機機組均帶抗電網(wǎng)波動自啟動功能和油壓低自動切換運行功能,以及油泵停機和油壓低停機聯(lián)鎖保護功能。圖1所示為空壓機工作系統(tǒng)簡圖,空壓機工作室1間,配電室2間,6kV高壓配電柜和380V低壓配電柜分別處于兩間房中。高、低壓配電柜之間電路的控制電纜,通過室內(nèi)地下電纜溝相連。配電室的作用是給現(xiàn)場空壓機和A、B油泵電動機分別提供6kV與 380V的電源電壓。

        圖1 空壓機工作系統(tǒng)簡圖

        二、故障檢查及測試

        1.故障檢查

        2013年3月6日凌晨空壓機突然故障跳閘,配電室顯示空壓機6kV配電柜中ABB的150C高壓柜綜合保護器動作,跳閘指示燈亮,K86故障繼電器的指示電路燈亮,同時電氣控制系統(tǒng)監(jiān)控顯示A油泵電動機故障和空壓機斷路器跳閘。

        對空壓機進行設(shè)備檢查時發(fā)現(xiàn):空壓機及油泵電動機外觀正常;與空壓機及油泵電動機相連的連接電線無破損;機體無非正常發(fā)熱情況及異味;高、低壓配電柜內(nèi)元器件完好;空壓機及油泵電動機的控制電纜、聯(lián)鎖電纜連接完好,無破損及放電現(xiàn)象;低壓配電柜中油泵控制電路參數(shù)、勵磁柜運行參數(shù)正常,無報警信號;高壓配電柜內(nèi)控制油泵電動機的信號燈持續(xù)閃爍,電子式時間繼電器KT4線圈間斷吸合與釋放。用萬用表測量繼電器A1、A2線圈端子,線圈上約有90V的交流電壓,檢查該元件安裝配線情況,發(fā)現(xiàn)線圈電壓控制電纜來自低壓柜的220V直流電并與空壓機6kV電源電纜共一個電纜溝敷設(shè)。

        2.測試

        分析電路的工作原理得知電子式時間繼電器KT4正常工作狀態(tài)下,線圈應(yīng)該不得電。只有油泵電動機故障時,線圈才能得電吸合,使得ABB的150C高壓柜綜合保護器動作。根據(jù)故障檢查情況做了以下測試。

        (1)電氣元件檢測

        ①元件功能檢測。

        拆除KT4,做功能測試試驗,采用升壓器測試其吸合電壓,發(fā)現(xiàn)在工作電壓 24~240V范圍內(nèi)時能夠正常吸合,整定值也符合時間整定范圍要求,表示元件完好。

        ②電磁干擾測試。

        使電氣元件處于6kV電磁場中,進行交、直流工作回路測試試驗,該繼電器線圈在交流電壓12V吸合,直流電壓13V吸合。

        (2)電氣控制線路測試

        ①試驗1。停掉空壓機6kV電源,用萬用表測試KT4線圈的控制電纜,測試結(jié)果該電纜線上約有交流電壓36V。36V電壓已經(jīng)能夠滿足所使用KT4線圈的工作電壓范圍。但是此測量值與其線圈上約有90V電壓仍有一定差距。

        ②試驗2。提供空壓機6kV電源,再用萬用表測試KT4線圈的控制電纜,測試出該電纜線上的交流電壓在89~91V之間。與此前故障時在繼電器A1、A2線圈端子測得電壓值范圍吻合,由此確定故障點如圖2所示。

        圖2 故障點示意圖

        三、故障原因分析

        電磁兼容性包含抗干擾性與干擾性雙重含義,它取決于電氣設(shè)備的噪聲發(fā)射和抗擾度2個因素。一般噪聲都是通過各種導(dǎo)線、空間或大地傳遞的。電子線路中的各種噪聲以靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、公共阻抗耦合和漏電流耦合的形式表現(xiàn)。

        感應(yīng)電壓依據(jù)電磁感應(yīng)定律產(chǎn)生,屬于電磁感應(yīng)噪聲。工程實例上的感應(yīng)電壓一般指非正常帶電體存在的一種電壓,其存在的方式有以下幾種:潮濕或絕緣性能不良的電纜、導(dǎo)線外皮;處于鄰近帶電線路的電纜或?qū)Ь€工作磁場中,而本身停電的電子、電氣設(shè)備;帶電體附近的金屬導(dǎo)體等。故障現(xiàn)象中測試出的交流電壓90V就是受到電磁干擾而產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。

        1.電氣元件因素

        電子式時間繼電器又稱半導(dǎo)體時間繼電器,結(jié)構(gòu)由晶體管或集成線路和電子元件等組成。該類電氣元件優(yōu)點是延時精度高、調(diào)節(jié)方便等,缺點是易受外界電磁噪聲干擾影響。從測試現(xiàn)象分析KT4誤動作原因其一是元件處于6kV電源電磁場中,受到了電源電壓波動等低頻信號干擾;其二是空壓機6kV電源磁場對控制電纜的感應(yīng)電壓與控制電纜上本身殘留的感應(yīng)電壓共同作用結(jié)果,這些干擾主要是通過導(dǎo)線傳導(dǎo)和空間傳遞的感應(yīng)方式獲得。

        2.布線工藝與電纜因素

        電控設(shè)備安裝時抗干擾配線原則中把配線分為4類。第1類:高壓動力線;第2類:低壓動力線;第3類:多噪聲控制線;第4類:弱電信號控制線?,F(xiàn)場情況屬于將第1類線和第3類線合用。而原則規(guī)定不同線區(qū)電纜或引線不能共用1根電纜,也不能把不同線區(qū)的引出線緊靠排列,并且在控制電纜的選擇時,長度超過10m時,應(yīng)選用屏蔽電纜。

        四、整改方案

        1.更換高壓配電柜中的電子式時間繼電器

        分析電氣控制原理,需要時間繼電器的延時時間達到10~12s即可。考慮電磁噪聲干擾的影響,將其更換為空氣阻尼式時間繼電器。該種繼電器結(jié)構(gòu)主要由電磁部分和完成延時作用的機械部分組成,由其工作原理決定其抗干擾性遠強于電子式時間繼電器,如表1所示。

        表1 電氣元件替換表

        該系列空氣阻尼式繼電器采用導(dǎo)軌式安裝,適用于交流50Hz或60Hz、電壓<660V控制電路的延時控制,具有精度高、體積小、重量輕、安裝方便等特點。并且提高繼電器線圈工作電壓,可以降低感應(yīng)電壓的影響,極大地減少繼電器線圈由于感應(yīng)電壓而誤動作。

        2.采用電纜溝分層走線模式的電纜布設(shè)

        其排線原則為屏蔽控制線居上,動力線居下,兩層間間距200~250mm,并且控制線與蓋板間距200~250mm,下層動力線與電纜溝底間距100~250mm,如圖3所示。

        圖3 電纜的布設(shè)

        3.替換控制電纜

        替換的電纜工作環(huán)境為乙烯廠配電室內(nèi),與動力線路共溝敷設(shè),傳輸距離約為40m,還要能承受一定的機械外力,再結(jié)合本地區(qū)氣候因素(本地區(qū)屬于新疆天山北麓,干旱少雨),所選的替換電纜如表2所示。

        表2 控制電纜替換表

        五、結(jié)語

        2013年5月18日,按照整改方案要求改造完畢,再次測試原先故障點處感應(yīng)電壓值約為2V。正常開機運行后,歷時半年多,再未發(fā)生油泵自停導(dǎo)致空壓機停機事故的發(fā)生。

        由此可知,電氣線路設(shè)計安裝時電磁兼容性的問題必須得到重視,在元件能夠滿足工作精度的前提下,避免使用敏感的電子式元件,還有合理電纜布設(shè)及加裝屏蔽電纜,都可以避免電磁環(huán)境中感應(yīng)電壓的干擾,從根本上解決其對運行設(shè)備的影響,減輕運行維護壓力。

        [1] 天津電氣傳動設(shè)計研究所.電氣傳動自動化技術(shù)手冊(第3版)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2011.

        [2] 卞洪磊.降低控制電纜中感應(yīng)電壓的簡單方法[J].電工技術(shù),2010(6):68.

        [3] GB/T3797-2005電氣控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)[S].

        [4] 新編電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范[M]. 北京:中國計劃出版社,2007.

        [5] 李宗延,王佩龍,趙廣庭等.電力電纜施工手冊[M].北京:中國電力出版社,2002.

        TM64

        B

        1671-0711(2014)04-0052-03

        2014-01-21)

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