淺談馬達保護控制器頻繁跳閘原因分析及處理措施

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘 要：在工業(yè)實踐中，電機會由于電性原因發(fā)生負荷、缺相、層間短路及線間短路，線圈的接地漏電，瞬間過電壓等問題，使電機造成損壞，并且還會因為機械原因，如堵轉(zhuǎn)、電機轉(zhuǎn)動體遇到固體時，因軸承磨損或潤滑油缺乏出現(xiàn)熱傳導(dǎo)現(xiàn)象，損壞電機。所以要做好對電機的保護措施，為其正常運轉(zhuǎn)提供保障，避免頻繁出現(xiàn)事故，將損失減小到低。文章主要以北京京能未來燃氣脫硝系統(tǒng)2拌稀釋排煙風機在運行過程中頻繁停車事故為例，分析了2掙稀釋排煙風機頻繁停車的原因，并經(jīng)過對控制回路相關(guān)改進，了相關(guān)故障。

關(guān)鍵詞：馬達保護器；頻繁停車；控制回路改進

0 引言

馬達保護器作為現(xiàn)代工業(yè)380V配電系統(tǒng)中很個重要的保護裝置，憑借其性能穩(wěn)定、的保護、監(jiān)視功能以及低廉的價格勢在低壓配電系統(tǒng)大量應(yīng)用。在生產(chǎn)自動化程度不斷提高的過程中，電機需要更加頻繁地進行啟動、制動、正反轉(zhuǎn)和變負荷，這對馬達保護器的要求也越來越高。此外，工作環(huán)境比較惡劣，通常為腐蝕、多塵、高溫、潮濕等場合，這 樣馬達保護器 也容易頻繁出現(xiàn)跳閘故障。因此，需要我們深入分析導(dǎo)致馬達保護器頻繁出現(xiàn)跳閘的原因，有針對性地采取改進和處理措施 ，解決馬達保護器頻繁跳閘的問題，保障機電設(shè)備的正常工作。

1設(shè)備故障情況概述

北京京能未來燃氣熱電有限公司脫銷系統(tǒng)2#稀釋排煙風機啟動后運行正常，馬達保護 器顯示電流與實際電流致，指示狀態(tài)與實際狀態(tài)相符合，但在運行過程中不定時頻繁停車，裝置記錄DI停車，但檢查DCS系統(tǒng)記錄，遠方未發(fā)出停止信號；檢查裝置外回路中間繼電器動作情況正常，接線無松動現(xiàn)象：檢查電機絕緣、溫度無異常，控制柜內(nèi)溫度無異常，重新啟動系統(tǒng)繼續(xù)正常運行，運行過程中重復(fù)停車。由于2#稀釋排煙風機頻繁停車，造成公司NOX排放值間斷性超出公司內(nèi)部控制值(15mg) ，給工廠環(huán)保工作造成巨大壓力，同時也給公司經(jīng)濟利益造成定損失。

2#稀釋排煙風機控制回路原始狀態(tài)：2#稀釋排煙風機采用馬達保護器控制、保護，遠方、就地切換控制，啟動信號控制中間繼電器，繼電器節(jié)點用于控制馬達保護器DI輸入；馬達保護器接收到啟動電平信號后馬達保護器D0節(jié)點動作發(fā)出合閘命令作用于主回路接觸器 ；風機運行過程中，馬達保護器狀態(tài)顯示正確，與實際狀態(tài)相致；但在2#稀釋排煙風機運行過程中，裝置不定時停車，裝置記錄DI停車，但檢 查控制回路并未發(fā)出停車命令。

2 稀釋排煙風機頻繁停車原因分析

經(jīng)過現(xiàn)場多次試驗，對試驗結(jié)果分析，分析頻繁停車可能原因有如下幾點。

(1)馬達保護器個體對電平信號掃描精度不夠，造成馬達保護器DI接收到的電平信號存在短暫丟失現(xiàn)象，導(dǎo)致馬達電保護器誤認為啟動信號消失，同時DO所發(fā)出的合閘命令也隨之消失，造成風機停車。

(2) 誤動作。導(dǎo)致出現(xiàn)誤動作的原因有很多，既有線路上的問題，保護器本身也存在定問題 。在認真檢查馬達保護器后，導(dǎo)致出現(xiàn)誤動作的原因有以下幾點：①連線出現(xiàn)錯

誤，不能讓三相處于平衡狀態(tài)，保護器容易出現(xiàn)誤動作。部分保護器后方線接地，也有些連接到其他線上，并且保護器后方相線也 連接到其他支路同相相線上，負荷跨接在保護器電源側(cè)和負載側(cè)，再將負載接通后，保護器會因此出現(xiàn)誤動作。②絕緣惡化。保護器后方相對地絕緣有損壞，降低了對地絕緣的不對稱性，因此有不平衡的泄露電流產(chǎn)生，導(dǎo)致保護器出現(xiàn)誤動作。⑨合閘無法同步進行，此時先合閘的相產(chǎn)生了較大的泄露電流，造成保護器出現(xiàn)誤動作。④保護器質(zhì)量 問題。因為件質(zhì)量不高，并且也沒有較好地進行裝配 ，這樣降低了馬達保護器 的穩(wěn)定性和可靠性，從而產(chǎn)生誤動作。

• 拒動作。雖然拒動作比誤動作少見，但是由于其造成的危險性很大，所以要盡量避免 。本次故障出現(xiàn)的拒動作主要原因分析如下：①接線錯誤 ，在保護器內(nèi)部接入了用電設(shè)備外殼上的保護線，即PE線，這樣設(shè)備會發(fā)生漏電，從而引起拒動作。②沒有選擇適宜的動作電流。選擇了較大的保護器動作 電流，造成保護器發(fā)生拒動作。⑨件設(shè)備質(zhì)量偏低，存在著很多質(zhì)量問題，比如互感器二次回路斷路等，造成保護器出現(xiàn)拒動作。④ 線路絕緣阻抗下降，線路過長。因為部分電ji電流沿著保護器后方絕緣阻抗流過保護器并返回電源 ，此過程沒有通過 電網(wǎng)工作接地和保護器前方絕緣阻抗，造成保護器出現(xiàn)拒動作 。

3 采取的措施

在馬達保護器運轉(zhuǎn)過程中，必須確保其外殼、各部件、連接端子的清潔，并且不能出現(xiàn)損壞。此外，要牢固地進行連接 ，端子處不能有變色 的問題 ，馬達保護器的開關(guān)能夠靈活操作 。再將馬達保護器安裝完成后，要進行試驗，檢查其工作特性是否達標，只有檢驗合格后方可投入到實際使用中。當然在使用中還應(yīng)該定期對其可靠性進行檢驗 ，為有效防止試驗 電阻被燒壞，試驗的次數(shù)要合理控制好。

馬達保護器在投入使用后，外殼膠木件的溫度 必須在65％以下，外殼金屬件的溫度要在55％以下。保 護器次電路各部絕緣電阻要在 1．5M Q 以上 。馬達保護器出現(xiàn)掉閘問題后，需要立即查找原因，爭取及時排除所有故障，之后再合閘送電。

結(jié)合分析的停車原因，制定了相應(yīng)的改進措施并咨詢馬達保護器廠家意見后對整體回路進行了如下改進 ：將裝置啟動信號由原來中問繼電器控制的電平信號改成直接由DCS系統(tǒng)或就地按鈕發(fā)出的脈沖信號，同時增加停車DI輸入，同樣采用脈沖輸入；啟動、停止信號采用常開脈沖。由馬達保護器本身保持接 觸器動作，風機運行；當遠方DCS發(fā)出啟動信號時，裝置接收脈沖信號，裝置DO發(fā)出合閘命令作用于主回路接觸器，風機啟動；當遠方DCS發(fā)出停止信號時，裝置D0輸出消失 ，主回路接觸器跳開，風機停機。改進后2#稀釋排煙風機運行穩(wěn)定，連續(xù)運行未出現(xiàn)自動停機現(xiàn)象。

4 馬達保護器控制回路改進的意義

(1) 改動前裝置頻繁發(fā)出停車命令，造成2#稀釋排煙風機停用，導(dǎo)致NOX等排放物超過公司控制值 (15mg／m3)，雖然遠遠低于北京市對NOX的排放控制值 (30mg／m3)，但是N0X排放增多對環(huán)境污染造成的影響加大 ；同時N0X排放物增多，按照目前環(huán)保相關(guān)法規(guī)規(guī)定，按照污染物排放多少繳納排污費用，因此，風機停用造成N0x排放量增加將需繳納大量排污費。經(jīng)過改進控制回路接線方式，保證2#稀釋排煙風機穩(wěn)定運行，N0X排放直保持在公司控制值以下，節(jié)省了大量排污費，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益的提升。

(2) 控制回路改進前，由于2#稀釋排煙風機頻繁跳閘，給整體脫銷系統(tǒng)運行造成定影響，給機組穩(wěn)定運行帶來定的隱患。在馬達保護器頻繁出現(xiàn)跳閘問題后，如果不及時進行處理，會造成巨的經(jīng)濟效益損失 ，影響正常工作的開展。因此，需要更換相關(guān)設(shè)備，保證機組、系統(tǒng)的正常運行；本次控制 回路改進，節(jié)省了更換相關(guān)設(shè)備的購置費用，并且有 效解決了馬達保護器頻繁跳閘的問題 ，保障了電機設(shè)備的正常運行。

(3) 裝設(shè)具有延時重合閘功能的保護器。將帶延時漏電保護的斷路器裝設(shè)在電源干線上 ，通常在短路保護、過載保護的斷路器下端進行安裝，增裝變比為1：1的序電流互感器和脫扣器。如果保護回路中發(fā)生接地故障，互感器將剩余電流檢測出來，并在脫扣器作用下，造成斷路器出現(xiàn)跳閘。在《低 壓配電設(shè)計 規(guī)范》中，此級漏電保護動作電流要在500mA以下，才能確保，這是因為低于500mA電弧不會導(dǎo)致起火。但如果線路正常泄露電流過大。也可以選擇超過500mA的動作電流 ，防止由于跳閘而引起停電故障。這級保護通常不選擇般漏電保護器，也不使用漏電繼電器與接觸器組合的漏電保護，原因是電源干線上金屬性接地故障電流很大，而般漏電保護器的接觸器和斷流能力在300A以下，無法將過大的電流*切斷。當前，我有很多廠家能夠生產(chǎn)這種帶延時漏電保護功能的塑殼式斷路器，其額定電流為100—400A，漏電保護動作電流為30mA-2A，延時動作時間為0．2-0．8s，短路電流開斷能力為3—6．5kA，通過裝設(shè)這種保護器，能夠有效解決頻繁跳閘的問題 。

(4) 馬達保護器安裝使用注意事項。要注重布局的合理性，嚴格按照控制單元與執(zhí)行單元，饋電單元與測量單元、強電元件與弱電原件分開布置組裝的原則進行。在將多個馬達保護器安裝在 同個低壓配 電盤柜、箱內(nèi)時，要集中布置馬達保護器，安裝時保證朝著同個方向，并串聯(lián)連接好馬達保護器問的通訊線，應(yīng)在盤柜和箱體容易引出部位的接線端子處留出網(wǎng)絡(luò)連接 線端子。與馬達保護器相匹配的電流互感器與普通電力互感器不同，是通過特殊制作而成的，必須在控制器配套的電流互感器模塊連接控制器本體提供的電流輸入端子(IA，IB，IC，IN)。在安裝馬達保護器配套的電流互感器時，主回路A，B，C三相要和互感器A，B，C三相分別進行對應(yīng)，穿線過程中互感器進出線放線要保持致的方向和順序，按照ABC，BCA，CAB正序方向接入，這樣馬達保護器才能正常工作。要正確設(shè)置電流互感器CT變比數(shù)，不然網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)會 由于設(shè)備運行電流不正常報警停機或顯示異常。只有正確安裝好馬達保護器，才能避免其頻繁出現(xiàn)跳閘問題。

5 安科瑞智能電動機保護器介紹

5.1產(chǎn)品介紹

智能電動機保護器(以下簡稱保護器)，采用單片機技術(shù)，具有抗干擾能力強、工作穩(wěn)定可靠、數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化等特點。保護器能對電動機運行過程中出現(xiàn)的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、堵轉(zhuǎn)、阻塞、外部故障等多種情況進行保護，并設(shè)有SOE故障事件記錄功能，方便現(xiàn)場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(tǒng)。實現(xiàn)電動機運行的遠程監(jiān)控。

5.2技術(shù)參數(shù)

5.2.1數(shù)字式電動機保護器

5.2.2模塊式電動機保護器

5.3 產(chǎn)品選型

說明：“√”表示具備，“■”表示可選。

6結(jié)語

總之 ，在電機運行過程中，跳閘是個較為普遍的問題，主要是 因為保護 器處 于潮濕的地 方，降低了其絕緣程度，并且在電器如控制開關(guān)、插座等長時間使用過程中，也會導(dǎo)致其絕緣降低 ，造成相線接地。如果不能及時進行搶修，將導(dǎo)致長時間無法正常供電，電機設(shè)備也不能正常運轉(zhuǎn)，從而影響生產(chǎn)效益。本文對北京京能未來燃氣熱電有限公司在對脫銷系統(tǒng)2#稀釋排煙風機馬達保護器控制回路改進后，運行至今未出現(xiàn)跳閘停車現(xiàn)象，證 明對脫銷系統(tǒng)2#稀釋排煙風機馬達保護器控制回路的改進是有效的。

參考文獻

[1]朱瑛塘，王麗．淺談智能馬達保護器的選用及安裝使用[J]．電氣傳動自動化，2011 (6) ：98—100．

[2]劉  維，王  楠.馬達保護器頻繁跳閘原因分析及處理措施[J]

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.06版

作者簡介：劉細鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電