摘　要：介紹了一起因直流電源接線(xiàn)松動(dòng)導致所帶整段馬達保護器裝置停電從而造成電機大面積停機的事故，分析了大面積電機停機的直接原因和間接原因，針對存在的問(wèn)題提出了整改措施和方案，對馬達保護器設計邏輯進(jìn)行了修改，同時(shí)通過(guò)DCS組態(tài)增加了后臺監控報警。

 

關(guān)鍵詞：馬達保護器；電機停機；DCS組態(tài)

 

       2020年５月12日９時(shí)57分，工作人員發(fā)現某裝置某單元部分空冷和水泵電機突然無(wú)故停機，內操迅速通知外操趕到現場(chǎng)將無(wú)故停機的設備現場(chǎng)起動(dòng)，并通知維保電氣人員檢查停機情況。

       現場(chǎng)檢查后，未發(fā)現電機存在故障情況，變電所內系統無(wú)異常，無(wú)備自投動(dòng)作情況，外操現場(chǎng)手動(dòng)起動(dòng)的設備正常運行中無(wú)異常，但IMCS系統監控屏上有大量電機報“通信故障"及“接觸器運行"的記錄。通過(guò)檢查，報警的電機均是變電所內SL5II段母線(xiàn)的電機。同時(shí)通過(guò)向外操了解停機情況發(fā)現無(wú)故停機設備集中在變電所內SL5II段母線(xiàn)上。

 

       由停電設備分布情況可知，出現某段集中大面積停機的可能性有以下兩種。

       (1)系統出現晃電，電壓波動(dòng)導致SL5II段母線(xiàn)上電機大面積停電。從現場(chǎng)現象來(lái)看，上游系統II段未出現波動(dòng)，變電所內其他II段低壓系統未出現波動(dòng)，僅SL5II段出現大面積停機，同時(shí)備自投未有動(dòng)作信息。另外如果短時(shí)晃電，低壓電機馬達保護器具有再起動(dòng)功能，可實(shí)現電機晃電再起動(dòng)，不會(huì )導致電機全部停機，而且馬達保護器MCU取得的電源是直流24V電源，系統晃電不應導致SL5II段上運行的馬達保護器在IMCS系統上都報“通信故障"。綜合判斷后，排除無(wú)故停機原因是系統出現晃電。

       (2)直流電源出現異常。直流電源系統圖如圖１所示。由此可知，SL5II段MCU直流24V電源均從直流系統通過(guò)單相直流變壓器取得，一旦單相變壓器后直流系統失電，整段系統上的運行或熱備狀態(tài)下的MCU就會(huì )失電，并在IMCS系統上報“通信故障"。

       為了驗證馬達保護器在失電情況下的IMCS報警情況以接觸器動(dòng)作情況，選取備用抽屜進(jìn)行試驗，模擬運行情況下馬達保護器突然失電動(dòng)作情況，結果顯示馬達保護器在失電情況下會(huì )導致電機停機，同時(shí)報“××電機通信故障"，恢復馬達保護器電源后報“××電機通信故障"及“××電機接觸器運行"（此情況與SL5II段IMCS上的報警情況一致）。

       對照電機控制回路原理圖（如圖２所示），可知原理圖設計上不存在缺陷，馬達保護器MCU故障輸出點(diǎn)為常閉點(diǎn)，在失電情況下不應斷開(kāi)控制回路。

       馬達保護器部分接線(xiàn)端子如圖３所示。對馬達保護器進(jìn)行檢查，“97-98"“95-96"兩對觸點(diǎn)在控制原理圖上分別為常開(kāi)和常閉，但正常無(wú)電情況下“97-98"為常閉、“95-96"為常開(kāi)，與控制原理圖不符。

       與馬達保護器廠(chǎng)家溝通后，廠(chǎng)家答復是此馬達保護器設計原理為只要上電后馬達保護器內故障輸出繼電器得電兩對觸點(diǎn)狀態(tài)變化一次，當出現故障后，馬達保護器內故障輸出繼電器失電“95-96"觸點(diǎn)變回原來(lái)常開(kāi)狀態(tài)，斷開(kāi)控制回路停下電機。

       這種設計理念是：馬達保護器失電也是一種大的故障，此時(shí)馬達保護器對電機已經(jīng)不存在保護。為了避免電機出現故障時(shí)馬達保護器不能及時(shí)進(jìn)行保護從而造成電機損壞，應馬上停掉電機。另外，上電故障輸出繼電器變位可確認故障輸出繼電器*，保證故障情況下動(dòng)作可靠性。

       綜合原因分析及現場(chǎng)檢查，此次某單元大面積電機停電直接原因為SL5II段馬達保護器直流電源二次回路接線(xiàn)松動(dòng)導致；間接原因為馬達保護器邏輯設計不合理，設計存在缺陷。

 

       (1)全面檢查馬達保護器直流電源接線(xiàn)，緊固接線(xiàn)端子。

       (2)修改馬達保護器故障輸出邏輯。確認更新邏輯，將全廠(chǎng)同型號的馬達保護器故障輸出觸點(diǎn)按控制原理圖改為正常情況下“97-98"為常開(kāi)、“95-96"為常閉，存在故障時(shí)故障輸出繼電器動(dòng)作變位，跳開(kāi)電機控制回路。修改與不修改邏輯風(fēng)險分析評估如下。

       ①保持原有邏輯不變。當馬達保護器直流電源失電后，電機停機。直流電源存在故障將導致裝置電機大面積停電，直接影響裝置生產(chǎn)安全、平穩，影響范圍大。

       ②修改邏輯。當馬達保護器失電后，馬達保護器對電機不存在保護。電機無(wú)保護，一旦電機存在故障不能及時(shí)跳閘，電機就將燒壞，但抽屜斷路器能分斷短路電流，限定故障范圍。降低風(fēng)險措施：巡檢關(guān)注IMCS上報警情況，及時(shí)發(fā)現馬達保護器失電情況，但IMCS上系統數據較多，可能無(wú)法及時(shí)發(fā)現；每個(gè)抽屜加裝操作面板，從面板電源指示燈可迅速判斷馬達保護器失電情況；增加直流電源報警指示燈，時(shí)刻監視直流電源情況；利用馬達保護器失電IMCS系統上報“通信故障"取反與電機運行狀態(tài)在DCS作一個(gè)“與"邏輯，當電機運行時(shí)，馬達保護器失電輸出報警到監控，可消除風(fēng)險。

       根據風(fēng)險分析評估，選擇修改邏輯，馬達保護器失電情況下不停機造成的風(fēng)險遠小于不修改邏輯直流失電造成的風(fēng)險，因此選擇對馬達保護器邏輯進(jìn)行修改，保證馬達保護器電源在失電或晃電的情況下不跳開(kāi)電機，保證電機持續運行。

       同時(shí)，為降低修改邏輯后馬達保護器失電情況下電機無(wú)保護運行帶來(lái)的風(fēng)險，后續可實(shí)施的措施有：增加操作面板，及時(shí)發(fā)現馬達保護器失電故障；增加直流電源報警指示燈，時(shí)刻監視直流電源情況；增加后臺DCS報警。

       根據風(fēng)險評估制定整改方案，確定更新馬達保護器圖3中0.4故障輸出點(diǎn)的邏輯，對0.4繼電器由故障釋放，修改為故障動(dòng)作，取反邏輯為：

       //LOAD_TMP_BIT 15 15

       LOAD_NOT_TMP_BIT 15 15 //reverse logic for 0.4

       SET_TMP_BIT 19 15 //Image of Output L04

       邏輯更新完成之后再將圖３中“95-96"“97-98"兩對觸點(diǎn)接線(xiàn)對調。

       （3）將IMCS系統電機馬達保護器運行狀態(tài)傳到DCS，電機馬達保護器運行狀態(tài)取反與

       電機運行狀態(tài)在DCS后臺組態(tài)：馬達保護器未上電取0、電機未運行取0，此邏輯為當電機在運行情況（狀態(tài)為１）下，馬達保護器失電（狀態(tài)取反為１）輸出“某電機馬達保護器失電"告警至后臺監控，監盤(pán)人員發(fā)現此告警迅速通知維保電氣人員查找故障，邏輯如圖４所示。

 

4.1產(chǎn)品介紹

       智能電動(dòng)機保護器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)保護器)，采用單片機技術(shù)，具有抗力強、工作穩定可靠、數字化、智能化、網(wǎng)絡(luò )化等特點(diǎn)。保護器能對電動(dòng)機運行過(guò)程中出現的過(guò)載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉、阻塞、外部故障等多種情況進(jìn)行保護，并設有SOE故障事件記錄功能，方便現場(chǎng)維護人員查找故障原因。適用于煤礦、石化、冶煉、電力、以及民用建筑等領(lǐng)域。本保護器具有RS485遠程通訊接口，DC4-20mA模擬量輸出，方便與PLC、PC等控制機組成網(wǎng)絡(luò )系統。實(shí)現電動(dòng)機運行的遠程監控。

4.2技術(shù)參數

4.2.1數字式電動(dòng)機保護器

 

4.2.2模塊式電動(dòng)機保護器

 

4.3產(chǎn)品選型