10kV風機無法啟動故障分析與處理措施

金綦慶 王學英 張柏吾 鄧維（西南油氣田分公司重慶天然氣凈化廠，重慶 江北 400021）

1 故障分析

故障分析前必須了解現場風機是由10kV電站高壓開關柜控制，操作現場高壓風機時高壓開關柜手車位置應置于工作位置。斷路器分、合閘動作由儲能電機或手動儲能部件輸出轉矩，儲能到位后按手動合閘按鈕合閘電磁鐵動作解除儲能保持約束，合閘彈簧的能量釋放帶動真空滅弧室的動導電桿向上運動，完成合閘動作，現場風機運行。合閘動作完成后，按手動分閘按鈕分閘電磁鐵動作，帶動真空滅弧室的動導電桿向下運動，完成分閘動作，現場風機停運。手車面板上設有手動操作按鈕，供調試人員調試斷路器使用，調試時手車位置應置于試驗位置。開關柜面板上和現場PLC 柜面板上均設有供操作者在緊急情況下對斷路器進行分閘操作的緊急分閘裝置。緊急情況下直接按動分閘按鈕，就可是斷路器分閘，電動機停轉，風機停運。判斷高壓風機控制故障首先分析主風機控制原理（見圖1），高壓電動機的啟、停由現場PLC控制柜控制，控制電源由電站直流屏提供，此電源為不間斷電源，直流220V。當合上開關1DK 微機保護裝置IN 得電。操作現場PLC 面板上合閘按鈕高壓柜的中間繼電器kA1線圈帶電，kA1常開觸點閉合MC合閘線圈得電，高壓斷路器合閘，電機啟動；當操作現場PLC柜面板上停止按鈕高壓柜的中間繼電器kA2 線圈帶電，kA2 常開觸點閉合或ESD 常開觸點閉合，MO 分閘線圈得電，高壓斷路器分閘，電機停轉，高壓風機停止運行。

圖1：高壓風機原控制電路圖

經檢查分析高壓風機電氣控制回路，發現問題如下：

（1）高壓風機控制原理圖ESD 急停按鈕，安裝在現場PLC控制柜面板上，當緊急情況下智能提供常閉觸點，因此雖然圖1中雖然用的ESD 常開觸點，但實際接入高壓柜的常閉觸點，即137號線常帶電，當斷路器合閘后，BBO常開觸點閉合后，MO線圈將一直帶電，引起斷路器分閘，從而導致高壓電動機無法啟動。

（2）高壓風機現場啟動不受高壓柜1Qk開關控制，無論1Qk在遠方或就地位置，均可操控斷路器合閘，這將無法區分啟動由現場還是高壓柜操作，還存在如檢修高壓柜時，現場仍可控制高壓柜，存在誤操作安全隱患。

2 目標

由于設計上遠方操作和就地承座矛盾，通過重新設計高壓風機控制原理，盡可能利用現有元器件，控制電纜，控制線路，使電動機能正常啟、停運，并消除可能的安全隱患。達到遠方和就地都能控制風機的啟動、停止。風機異常情況下能保證電動機緊急停止。

3 思路

3.1 解決無法啟動的問題

因現場急停按鈕只有常閉觸點，而高壓柜內急停需要常開觸點，可以考慮在PLC控制柜或高壓柜內增加中間繼電器。因考慮到中間繼電器的控制電源電壓盡量統一，現場PLC控制柜增加中間繼電器困難，因此重點考慮在高壓柜上增加中間繼電器kA3，控制線可利用原有接ESD的控制電纜芯線，控制電纜為10X2.5銅芯電纜，不用增加控制電纜線。現場急停按鈕和儀表DCS控制系統的急停觸點可以與現場ESD急停按鈕串聯后，接入kA3常開觸點，從而可實現現場PLC控制柜按急停按鈕或儀表DCS系統發出急停信號，kA3得電動作常開觸點閉合跳閘線圈得電可實現風機緊急停車。

3.2 解決遠方、就地啟動的問題

現場啟動不受高壓柜1QK開關控制，將KA1的常開觸點電源側改接到1QK后端即可。

4 實施步驟

（1）設計優化電氣控制原理圖。通過分析存在的問題，重新修改設計風機控制原理圖（見圖2）。

（2）在高壓控制柜內加裝中間繼電器KA3。

（3）在現場PLC 控制柜內串聯現場急停按鈕ESD 和儀表DCS 控制系統的急停觸點，并通過PLC 柜給KA3線圈提供24V直流電源。

（4）根據圖2原理圖接線，修改相應的接線端子及線號。將KA1原接于101號改接到105號線的相應端子上，并修改線號。

（5）接線后檢查，將開關柜置于試驗位置和工作位置進行啟、停試驗，急停試驗。開關柜啟動、停止、急停動作正常。風機運轉正常。

圖2 電機的控制原理圖（修改后）

5 安全措施

屬地單位審查方案的可行性，提供整改所需元器件，并配合做好設備停、送電工作及試運工作。按照屬地單位的管理要求，整改時辦理停電作業票和辦理第二種工作票后，嚴格按照電業安全工作規程要求進行停電、驗電后再作業。

6 結語

該天然氣凈化公司投產期間主風機運行狀況是否良好，PLC柜控制電動機起停是否正常，異常情況下能否保證電動機緊急停止將直接影響裝置開停產，裝置的平穩運行。風機停運將導致裝置停運給公司帶來不可估量的經濟損失，這就要求我們在工作中必須不斷努力提高自身的專業技術水平，不斷優化電氣控制原理，不斷優化電氣操作流程。通過利用原有控制柜元器件設計主風機控制方案通過人機試驗能實現在高壓柜上和PLC 現場控制電機正常啟、停，能實現現場ESD 急停按鈕停車和DCS系統急停。實現由高壓柜上選擇，控制現場PLC柜進行啟停。此次設計10kV高壓風機控制電路圖保障了電氣設備安全、平穩、高效率運行，解決了1kV 高壓風機不能啟動，遠方與就地啟動的問題，消除了誤操作高壓風機帶來的安全隱患。此設計方案得到公司認可并成功實施直接經濟效益約5萬元，建議在天然氣凈化行業推廣應用。