2000kW电机自停冷却风机故障分析及继电保护跳闸接线.pdf

HM I 及PLC 控 制 系 统 2 0 0 0 k W 电机 自停冷却风机故障分析及 继电保护跳闸接线 胡卫东 ， 陶波 ， 邵进 江西新余钢铁集 团第一炼铁厂 ， 江西 新余 3 3 8 0 0 1 摘要 针 对 2 0 0 0 k W 布袋除尘风机 电机 因冷却风机跳 闸而停机 的现象， 找 出跳 闸原 因， 提 出改进方法。 关键词 2 0 0 0 k W 风机； 冷却风机； P L C控制； 故障分析 ； 继电保护 新钢第 一炼 铁 厂 1 0 高炉槽 上槽 下供 料 布袋 除 尘 风机 于 2 0 1 3年 1 1 月 2日 1 9 1 0自动停 冷却 风机 ． 由于操 作人 员外 出点检 ． 2 0 0 0 k W 布袋 除尘 高 压 电机 无法 散热 ． 待 操作人员返 回监控室时 。 发现 2 0 0 0 k W 风 机 的轴承温度达到 7 8 ℃。 当时 ， 由于特 殊原因 ， 没有停 机 。 而是短接冷却风机 7 ． 5 k W 2 的接触器 ， 让两台通 风机强行工作 1冷却风机的控制原理 冷却通风机 原为分立元 件接触器 ，继 电器控 制 ， 由于故障多 ， 于 2 0 1 3年上半年改为 P L C控制 。 冷却风 机 7 ． 5 k Wx 2 电部分 电路如 图 1 所示 。 图1 冷却风机强 电部分 电路 冷却通 风机控制方式 通 过选择开关 1 S A选择 自 动或手 动工作 方式 自动工作方式 时 。 P L C发 冷却风 机开机 信号 ．中 间继 电器 K A 4吸合 ， K M1和 K M 2吸 合后 的反馈信 号进入 到 P L C 。 在冷却 通风机改 P L C控制 的过程 中 ． 输入 到 P L C 的开关量有 开机信号、 过载信 F R1 、 F R 2 、 接触器 吸合后的反馈信号 K M1 、 K M2 、 2 0 0 O k W 高压风机电 收稿 日期 2 0 1 4 ． 1 2 ． 0 3 机 的断路器 合闸信号 Q F常开点 和跳 闸信号 Q F常 闭点 从 P L C输 出的信号与指令有 2 0 0 0 k W 电动机 开 机指令 、 两台冷却通风机停 机指令 。 两 台冷却通风机 P L C程序如 图 2 所 示 ． 启动冷却 通 风机 ．延时启动 2 0 0 0 k W 电机和 2 0 0 0 k W 电机停止 后 ． 延时停冷却通风机。 I r] ＼ ～ ／ B 2 0 3 l 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。一-。。-。一 l 冷风 机 过载 l ， 一～、 2 冷风 机 过载 ， j ＼ ／ 2 ． ， 0 2 ll 04 J B 2 r 0 5 开 冷风 机 l 冷 风机 运行2 冷 风机 运行 __E l／ - _ T1 MER T 4 2 ⅡMER Ba 日 e 延 时 2 0 s P r e B t 2 0 __E N _ _ T4 2 I ＼ u u“ 2 0 C O k W 电机 跳 闸 - - ． - - - - - - - - - - - - - - - -_ _ J I --------------------------一 __E N _ 一 Ti r I Mr T 4 l Ti me r Bm 延 时 2 3 5 s P r e s t 2 3 5 A e e u m 0 E N _ 一 T 4 l I I ， “ f 、 图 2 冷却通风机 P L C程序 2 2 O 0 0 k W 电机继 电保护 电路 2 0 0 0 k W 电机继 电保护 电路如 图 3所示 电机继 电保护选用 宁波 德沃 D W2 4 0型综保装 置 在 D W2 4 0 综装置 中 ， 有 3个跳 闸端子 A1 9、 A2 1 、 A2 2 。端子 A1 9 为保 护跳闸 出口． 出 口接 点一端 已固定 联接控制 电源 正 A 2 2端 子 为差 动 保 护 端 子 。 当差 动保 护 综 保 D W2 4 1 发 出差动保护指令时 ． A 0 4与 A 0 5内接 常开接 自动化应用 l 2 0 1 5 4期 l 4 6 HM l 及PLC 控 制 系 统 点闭合 。A 2 2端子为 C P U跳 闸指令输入 ． C P U再控制 跳 闸继电器吸合 。端子 A 2 1为手动跳 闸输 入 ． 在启动 跳闸回路的同时 。启动控制继 电器 H H J 0禁止合 闸。 即 A2 1跳 闸端子 不与跳 闸线 圈端子 A 2 4直连 ．需 经 C P U发 出跳 闸指令 ．使跳 闸继电器吸合后才 能跳闸 A1 9 、 A 2 1 、 A 2 2三个端子为外部启 动跳闸端子 ． 内部还 有过 流、 速断 、 反时 间过负荷保护 。 1 I } I l J l i l I D 【 【 f u 丁 lr 目 } 1 1 A2 5 A2 6 A2 A A2 7 A 27 } ． 12 F． 、 l ， 甲 图3 2 0 0 0 k W 电机继电保护电路 冷却通风机 P L C改造后 ． A 2 3端子 回路 中的 K T 1 结点 由 P L C输 出继电器结点代替 。从 图 3可 以看 出 。 通 风机 1 和 2的接触器 的常 闭结 点并联后 ． 通过 WC 控制电源输 入和跳 闸控制输入端子 A 2 1 A 2 1 端子跳 闸指令 需要 通过 D WP 一 2 4 0内部 C P U控 制 跳 闸输 出 继 电器 吸合 ，断路器 才能跳 闸 。如 果保护 装置 内部 C P U电路工作不稳定或损坏是不可能跳 闸的 3冷却风机 自停原因 由图1 可知 ．能够使 1 和 2 冷却通风机 同时停 机 的原因为 1 空气断路器 O c跳闸 2 手动／ 自动选择开关 中 5 - 6结点断开 3 串人通风机启动继 电器 K A 4线圈 回路 中的冷 却风 机停 机结 点 K A 0 1 和冷 却 风机启 动 结点 K A 0 2 ． 断开其 中一 个。这 两个结点来 自P L C 。 4 冷却通风机供 电中断 5 冷却 风机启动继 电器 K A 4损坏 。 6 过载保护热继 电器 同时动作 。 根据 现场 检查 ， 排 除 1 、 2 、 4 、 5 、 6 五种 因素 ． 唯一可 能的因素来 自P L C的输 出 如 果 要 停 两 台冷 却 风 机 ．工 艺 控 制 要 求 先 停 2 0 0 0 k W 电机再停冷却通风机 ． 即 K A o常闭结点 断开 2 0 0 0 k W 电机未停 。 却 出现冷 却通风机停机 ． 原 因有两 种 P L C控制程序有问题 ， 或 K A0 1 继 电器有 问题 。 综 保装置D W一 2 4 0 A 2 1 端子 时冷却通 风机停 机 ． 2 0 0 0 k W 电机 跳闸停 机保护端子 ．通风机接触器 K M1 4 7 l 1 ， 1 n v ． c h i n a c a a a ．c o m 自动化应用 与 K M 2的常 闭结点并 在 t w c 与 A 2 1 端子之 间 ．只要 有一 台通风机 跳 闸． A 2 1 端子 即应该 发 出跳 闸指令停 止 2 0 0 0 k W 电机运 行。2台通风机都停 了 ． 而 2 0 0 0 k W 电机未 停机 ． 查 外 围 电路 无故 障 ． 可 以肯定综 保装 置 有故障 。P L C程序将综保 故障设计停机 联锁 ． 冷却风 机 自停 应该是 P L C发 出了停机指令 4 2 0 0 0 k W 继 电保 护跳 闸接 线改进 建议 目前 ． 全 国整个微机 型继 电保护装 置跳闸接线都 是通过跳 闸端 子 ． 把跳 闸信号输 入到 C P U． 由 C P U发 指令使跳 闸继 电器 吸合 ．再 使断路器跳 闸线 圈得 电 。 继 电器 跳 闸 这样 的继 电保护跳 闸接 线存在 一种 风 险 ． 工艺上 的保护跳 闸 由于微机保护 装置故障而跳不 了闸， 导致 电机烧毁 。较好 的改进办法 是把工艺上 的 保护跳 闸直接接到跳 闸线 圈端子 ． 改进 后的保护跳 闸 接线如图 4 所示 图 4改进后 的保护跳 闸接线 A 2 5为合闸线圈端子 ． A 2 4为跳 闸线 圈端子 跳闸 线圈 T O与合闸线圈回路分别 串人 j Q F常开和 常闭结 点 。在 QF合上 以后 ， 跳 闸线 圈 T 0 回路 中的 O F常开 辅助结点是闭合的 V I Q线圈 回路 O F常闭结 点断开。 T Q和 HQ两个线圈之间是互锁的 为 了防止 Q F主断 路器在 跳 闸后 。 可 能 因尾 部原 因造成合 闸 ． 然后又 跳 闸． 反复动作 ． 损坏 电机 。 应在跳 闸和合闸线圈 回路 中 接 入 防跳 继 电器 防 跳 继 电 器 型 号 为 D Z B l l 5 ． D C 2 2 0 V， 1 A 。防跳工作原理 当冷却 通风机故 障停 机 时 ， A 2 4得 2 2 0 V电 ，跳 闸线 圈 T O得 DC 2 2 0 V电压 ， 继 电器跳 闸 T Q得 电时 。 防跳继 电器 T B J的电流继 电 器 因跳 闸线 圈产生 的电流而吸合 串在合 闸线 圈回路 中的 T B J 常闭结点 断开 ． 合闸线 圈 H Q合 闸得 电回路 断开 ． 断路 器不能 在跳 闸后合 闸 串在防跳 闸继 电器 T B J电压 线 圈 回路 的 T B J 常 开结点 闭合 ． T B J电压 线 圈得电 ， 使T B J 继 电器在 电流线 圈断 电后仍然 吸合 如 果要进行下一次合 闸 ， 可断开控制 电源断路器 O C， 使 T B J 复位 ． 允许继 电器合 闸