10kV電機運行柜與短接柜起動故障的分析

石海欽

（浙江龍馳防腐技術有限公司，浙江 寧波 315000）

某氧氣廠兩套21000空分，使用兩臺10kV空壓機（Siemens 10500kW,696A），兩臺10kV氧壓機（上海電機廠 4200kW，270A）。四臺電機都采用襄樊大力熱變電阻軟起動器進行起動，用珠海萬力達MMPR-10H3-T1型綜保進行控制起動操作。本文扼要介紹其工作原理，并對兩起起動失敗案例進行分析與探討。

1 電機起動原理

1.1 熱變電阻軟起動器原理

高壓熱變電阻軟起動器由具有負溫度特性的三相平衡電阻組成，當該電阻通入電流時，電阻體溫度逐步升高而電阻體逐減小，從而使電阻端電壓逐步升高，起動轉矩逐步增加，以實現電機平穩起動且降低起動電流。其屬于恒電流軟起動,起動電流為電機額定電流的2.0～3.5倍，其起動電流曲線如圖1。

1）直接起動電流曲線。

2）串熱變電阻后起動電流曲線。

1.2 一次回路

空壓機電機與氧壓機電機一次回路原理相同。

1.3 二次回路

圖1 起動電流曲線

圖2 一次原理圖

空壓機電機二次回路原理詳圖可參文獻[1]，氧壓機電機與空壓機電機二次回路原理基本相同。現給出氧壓機電機二次回路圖。圖3為電流回路，圖4為運行柜原理圖，圖5為短接柜原理圖，圖6為運行柜原理簡圖，圖7為短接柜原理簡圖。

圖3 電流回路

圖4 運行柜原理圖

圖5 短接柜原理圖

圖6 運行柜原理簡圖

圖7 短接柜原理簡圖

1.4 起動操作

由DCS發信號，電機降壓起動。當起動電流下降至1.5倍額定電流及綜保設定時間滿足（如40s）時，QF1運行柜JBZ1的39、40接點閉合聯系鎖合短接柜QF2，QF2合閘后切除熱變電阻軟起動器，此時電機投全壓，起動過程結束。為了確保熱變電阻軟起動器在使用完畢后從電力線路中脫開，防止長期帶電，拉下上、下隔離刀。

2 兩起起動失敗案例分析

2.1 空壓機起動失敗

此案例發生在開機調試階段。由DCS發信號合QF1后，QF1合閘電機開始降壓起動，當起動電流滿足要求時，QF1運行柜JBZ1輸出合QF2短接柜，即接點39、40閉合，閉合時間1秒后，QF2合閘。QF2合閘5s后，QF1跳閘，QF2聯鎖跳閘，電機起動失敗。QF1運行柜 JBZ1顯示“QF2拒動”。而事實上QF2準確合閘，且整個起動過程都正常，為何起動失敗，且 QF1運行柜 JBZ1顯示“QF2拒動”？原因可能就在QF2信號反饋問題上。經查，QF2發出的合閘信號與QF1運行柜JBZ1所需接收QF2合閘信號不在同一回路。對信號回路進行調整，即把QF2發出的合閘信號與QF1運行柜JBZ1所需接收QF2合閘信號調整到同一回路，電機成功起動。

2.2 氧壓機起動失敗

此案例發生在設備檢修后。由DCS發信號合QF1后，QF1合閘電機開始降壓起動，當起動電流滿足要求時，QF1運行柜JBZ1輸出合QF2短接柜，即接點39、40閉合，閉合時間1s后，QF2沒合閘。再等30s，QF2仍沒有動作，氧壓機電機電流仍沒有明顯變化（由起動電流下降到輕載運行電流170A）。如果氧壓機電機繼續通過熱變電阻軟起動器運行下去，而不將其切除，那么熱變電阻軟起動器會持續升溫，后果不堪設想。為了確保人身與設備安全，情急之下，在QF1運行柜上操作SA1開關，停下電機。

QF2沒有合閘， 分析：①聯鎖 QF2合閘回路出問題，如BZ1接點39、40沒有閉合； ②QF2信號反饋出問題，QF2沒有動作，其信號已送到JBZ1輸入接點 52、60。依據珠海萬力達 JBZ2（MMPR-20H-T2型微機電動機差動保護裝置）產品說明書關于QF2拒動閉合說明：當閉合單元輸出合QF2信號5s后，QF2柜仍沒有合上即端子 52、60未閉合，保護裝置分閘并報警“QF2拒動”。

經查，原來是TA3進微機JBZ1的電流保護回路開路。這樣一來，JBZ1就失去了何時閉合 39、40的判斷依據，更失去了QF2有無閉合與其他保護功能的判斷依據。TA3試驗端子恢復后，電機成功起動。

3 結論

上述的故障也許不是很難解除，但是畢竟還是故障。一旦是故障，肯定要造成損失。拿空壓電起動失敗造成電能的損失來說吧：起動20s內按3倍額定電流來計算，1.732×10kV×3×696A×0.89×20s/3600s=178.8kW·h。這是直接的損失。簡接損失就無法計算, 如傷害設備, 影響生產等。

希望在調試時盡量做到每一個信號準確無誤，在檢修后每一個信號都能準確恢復，在開機前能檢查到位，保證每一次開機順利成功。

[1]石海欽.10.5kW 空壓機微機正序俁護動作跳車事故分析[J]. 電氣技術, 2007(12).