卸煤機(jī)不正常工作原因及其分析

付國(guó)濤

摘 要：目前，煤炭資源是我國(guó)電力行業(yè)的最重要的能源來(lái)源。據(jù)統(tǒng)計(jì)2000年我國(guó)燃煤火電發(fā)電裝機(jī)容量2.21億千瓦（占69.3%），發(fā)電量10632億千瓦時(shí)（占77.7%），是發(fā)電的主要組成部分。燃煤發(fā)電仍是今后發(fā)展的重點(diǎn)，2020年燃煤發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到5.63億千瓦（占58.6%），發(fā)電量28360億千瓦時(shí)（占66.7%）。發(fā)電用煤13.2億噸，加上供熱用煤1.3億噸，共需14.5億噸。由于大多數(shù)電廠(chǎng)遠(yuǎn)離產(chǎn)煤區(qū)，若有效提高煤炭裝卸、運(yùn)輸效率，便可大大提高煤電的轉(zhuǎn)換效率。文章主要針對(duì)卸煤機(jī)不正常工作原因方面進(jìn)行分析，希望能夠給相關(guān)人士提供重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：卸煤機(jī);過(guò)負(fù)荷;過(guò)流繼電器

引言：電流保護(hù)繼電器JL-15不能有效保護(hù)運(yùn)行中過(guò)電流。此繼電器串聯(lián)在主回路中，整定值為40A（應(yīng)用于5.5KW時(shí)），瞬時(shí)動(dòng)作，當(dāng)電機(jī)過(guò)負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行電流在額定值（15A）與整定值（40A）之間時(shí)電流保護(hù)不動(dòng)作，電機(jī)在此電流期間長(zhǎng)期運(yùn)行起不到有效保護(hù)電機(jī)的效果，造成電機(jī)壽命縮短，直至電機(jī)燒損。

1.某地區(qū)熱卸煤機(jī)概況

某地區(qū)8M卸煤機(jī)是由兩臺(tái)（東西個(gè)一臺(tái)卸煤機(jī)）武漢起重機(jī)廠(chǎng)生產(chǎn)的中小型卸煤機(jī)組成，其主體主要由大車(chē)部分，提落大臂及其絞刀和電氣部分組成。動(dòng)力部分由大車(chē)行走電機(jī)、提升電機(jī)（每臺(tái)車(chē)冶金起重用5.5KW電機(jī)兩臺(tái)）、絞刀電機(jī)六臺(tái)電機(jī)組成。在2009年11月14日，卸煤機(jī)東車(chē)東提升大臂電機(jī)燒毀。此次事故發(fā)生后，設(shè)備部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)組織了專(zhuān)題會(huì)議，專(zhuān)門(mén)研究、討論電機(jī)燒毀的原因，通過(guò)實(shí)地檢查電氣回路并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)燒損電機(jī)的根本原因。同時(shí)電氣專(zhuān)業(yè)組織人力，專(zhuān)門(mén)對(duì)其它三臺(tái)提升電機(jī)及其控制回路進(jìn)行了檢查，結(jié)果也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)造成電機(jī)燒毀的有力證據(jù)。2009年12月23日和2009年12月27西側(cè)卸煤機(jī)東提升大臂提升電機(jī)連續(xù)兩次燒毀。事態(tài)嚴(yán)重性更加凸顯。事故處理的難點(diǎn)是：在未送電時(shí);實(shí)地檢查電機(jī)，線(xiàn)路，并無(wú)接地短路、相間短路情況，電機(jī)絕緣良好。送電調(diào)試檢查時(shí);電氣回路運(yùn)行正常，電機(jī)電流也符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（5.5KW電機(jī)：額定提升電流14A，額定下降8A）。但實(shí)地跟蹤卸煤機(jī)卸煤時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)偶爾有跳閘的情況（運(yùn)行電流大于設(shè)定值40A）。此類(lèi)情況的發(fā)生是間歇性、瞬態(tài)的，基本上沒(méi)有什么規(guī)律。這就增加了解決此類(lèi)缺陷的難度。

2.電機(jī)燒損的可能原因及其分析

更換原廠(chǎng)5.5KW提升電機(jī)后，電機(jī)仍有偶爾跳閘情況（大于40A的電流）。電機(jī)本身額定電流值為15A.偶有大于40A的過(guò)電流是很不正常的。綜合分析，造成其電流大不外乎有兩個(gè)方面原因：一是操作方面的原因;二是設(shè)備方面的原因。

2.1從操作方面的角度分析

第一，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)保護(hù)動(dòng)作及電機(jī)試。運(yùn)情況看，提升電機(jī)運(yùn)行中過(guò)負(fù)荷，造成電卸煤機(jī)不正常工作原因及其分析李東良張新侯雨田中國(guó)電力科學(xué)研究院，北京100192機(jī)運(yùn)行電流偏大。冬季氣溫低，凍煤情況較嚴(yán)重、煤中有較大的煤塊和石塊，當(dāng)螺旋電機(jī)扒凍煤或大煤塊時(shí)，卸煤機(jī)負(fù)荷增大，出現(xiàn)過(guò)電流情況。第二，操作手柄在卸煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，尤其是在同時(shí)提大臂和行車(chē)過(guò)程時(shí)，將操作手柄放在兩檔中間位置，造成提升電機(jī)正反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)似接非接，引起缺相，進(jìn)而過(guò)電流而跳閘。第三，由于該企業(yè)人員的調(diào)整，一些卸車(chē)司機(jī)新手加入了卸煤隊(duì)伍中，對(duì)卸煤機(jī)的使用不是太熟悉，有一個(gè)磨合期，也增加一定的隱患。卸煤時(shí)，來(lái)車(chē)車(chē)廂經(jīng)常出現(xiàn)三門(mén)車(chē)，增大了卸車(chē)難度。尤其是操作人員卸車(chē)時(shí)，絞刀吃煤較深，大臂向后傾斜，大車(chē)卻向前傾斜，造成機(jī)械提升大臂變形，提升困難，引起過(guò)電流。

2.2從設(shè)備角度分析其造成大電流可能的原因

第一，提升機(jī)械大臂有卡塞，造成過(guò)電流。第二，長(zhǎng)期過(guò)電流，使串入轉(zhuǎn)子的接觸電阻（或電容）變大，引起大電流。第三，電機(jī)缺相運(yùn)行，造成過(guò)電流。卸煤機(jī)缺相部位大體有四處：（1）電源及滑線(xiàn)處。大車(chē)在行進(jìn)中供電電源是不斷移動(dòng)的，偶然有接觸不良造成電機(jī)缺相過(guò)流;（2）線(xiàn)路中有接地點(diǎn)或斷路處（包括鼓型開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)處），這種接地或斷路處，是偶爾發(fā)生，并不是持續(xù)性的，造成電機(jī)偶爾缺相運(yùn)行，過(guò)電流;（3）提升電機(jī)有缺陷，造成提升電機(jī)本身過(guò)電流。（4）抱閘缺相，導(dǎo)致其不能打開(kāi)或不完全打開(kāi)，使提升電機(jī)堵轉(zhuǎn)過(guò)電流。總之，工況條件變差、吃煤較深是引起過(guò)負(fù)荷的根本原因，進(jìn)而損壞設(shè)備，對(duì)設(shè)備引起更大的破壞。

3.上述原因所引起的結(jié)果

其一，滑線(xiàn)松弛，導(dǎo)致整車(chē)三相電源接觸不良，停電停車(chē)。其二，長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，大臂變形，導(dǎo)致提升電機(jī)過(guò)負(fù)荷。其三，過(guò)流保護(hù)繼電器JL-15不能有效保護(hù)運(yùn)行中過(guò)電流。此繼電器串聯(lián)在主回路中，整定值為40A（應(yīng)用于5.5KW時(shí)），瞬時(shí)動(dòng)作，當(dāng)電機(jī)過(guò)負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行電流在額定值（15A）與整定值（40A）之間時(shí)過(guò)流保護(hù)不動(dòng)作，電機(jī)在此電流期間長(zhǎng)期運(yùn)行電流繼電器起不到有效保護(hù)電機(jī)的效果，造成電機(jī)壽命縮短，直至電機(jī)燒損。其四，長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷，使得操作臺(tái)內(nèi)提升電機(jī)正反轉(zhuǎn)接點(diǎn)（接觸電流設(shè)計(jì)承載值為63A）過(guò)熱燒毛，接觸電阻（實(shí)際測(cè)量可達(dá)200Ω或是兆歐級(jí)）急劇增加，引起偶爾缺相運(yùn)行。由于機(jī)械提升大臂重約三噸，所以在電機(jī)提升時(shí)對(duì)提升接點(diǎn)過(guò)熱影響更嚴(yán)重些，這就是為什么總是在電機(jī)提升時(shí)跳閘的直接原因所在。

4.卸煤機(jī)建議在電氣部分改進(jìn)的幾個(gè)方面

第一，增容改造，由5.5KW改進(jìn)為7.5KW的電機(jī)，可以增加機(jī)械大臂的出力，當(dāng)過(guò)負(fù)荷時(shí)，電機(jī)短時(shí)能承受此運(yùn)行電流，不至于燒毀電機(jī)。第二，更換過(guò)流保護(hù)裝置。將JL-15電流繼電器更換為更加先進(jìn)的LT47電子式電流繼電器。JL-15電流繼電器，精度不高，且壽命短，其常開(kāi)常閉觸電裸露在空氣中，經(jīng)常導(dǎo)致回路斷路。其保護(hù)原理為：串聯(lián)在主回路中，其輔助接點(diǎn)為一對(duì)常開(kāi)和一對(duì)常閉，當(dāng)主回路中有大于40A的電流時(shí)會(huì)迅速動(dòng)作，其串接在控制回路中的常閉觸點(diǎn)跳閘，與之串接的XC線(xiàn)圈斷電，其主回路中觸點(diǎn)斷開(kāi)，提升電機(jī)斷電。與此同時(shí)JL-15過(guò)流繼電器瞬時(shí)復(fù)位，操作人員如果勿判斷，繼續(xù)合閘，提升電機(jī)仍可運(yùn)行，會(huì)使電機(jī)在持續(xù)的過(guò)電流作用下燒毀，這也是電機(jī)燒毀的一個(gè)原因。所以沒(méi)有延時(shí)保護(hù)也是設(shè)計(jì)缺陷之一。此外JL-15過(guò)流繼電器整定值為40A（應(yīng)用于5.5KW時(shí)）當(dāng)電機(jī)過(guò)負(fù)荷時(shí)，電流在額定值（15A）與整定值（40A）之間運(yùn)行起不到準(zhǔn)確有效保護(hù)電機(jī)的效果，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行造成電機(jī)發(fā)熱，燒毀電機(jī)。基于JL-15電流繼電器的缺點(diǎn)，有針對(duì)性的將此電流繼電器進(jìn)行了換型。LT47電子式過(guò)流繼電器其整定值精度高，保護(hù)靈敏，可調(diào)的延時(shí)功能，可以降低操作人員勿操作的可能性，且該型繼電器價(jià)格便宜，壽命長(zhǎng)。LT47繼電器最大優(yōu)點(diǎn)可以短時(shí)躲過(guò)啟動(dòng)電流，遇到運(yùn)行中過(guò)載電流延時(shí)動(dòng)作，回路跳閘，以保護(hù)電機(jī)。JL-15電流繼電器的保護(hù)電流必須大于提升電機(jī)的啟動(dòng)電流，以免啟動(dòng)時(shí)就跳閘。因此它不能保護(hù)過(guò)負(fù)荷下或缺相運(yùn)行時(shí)相對(duì)較小的電流。第三，更換操作臺(tái)。操作臺(tái)是卸煤機(jī)控制回路的操作部分，其上包括：大車(chē)電機(jī)行走觸點(diǎn)、提升大臂電機(jī)正反轉(zhuǎn)觸點(diǎn)、提升大臂電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻觸點(diǎn)。當(dāng)鼓型開(kāi)關(guān)頻繁操作時(shí)，凸輪有可能變形，造成觸點(diǎn)不能準(zhǔn)確完整接觸，增加了接觸電阻。

結(jié)論：

簡(jiǎn)而言之，通過(guò)此次事故處理分析，對(duì)卸煤機(jī)電氣部分有了新的更深的理解。判斷此類(lèi)故障，分析思路不是就事論事，而是從全局出發(fā)，分析問(wèn)題故障可能產(chǎn)生的全部原因，而后各個(gè)分析排除，從而找出問(wèn)題的出處。這種分析方法思路清晰，實(shí)用。不只是對(duì)卸煤車(chē)適用，也可以應(yīng)用到此類(lèi)設(shè)備故障的分析診斷中。為以后此種類(lèi)設(shè)備故障處理積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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