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浅谈离心机电气故障原因及具体措施

2010/3/11/10:09 来源:中国离心机网

    张丽霞邓霞刘宝恒

    胜利石油管理局油气集输总厂

    一、西门子同步电机显著特点

    2006年8月12日离心机改造成功,德国西门子同步电机及其配套励磁系统投入实际生产运行。改造后的西门子电机最大的特点就是采用变频软启动,励磁控制系统控制同步电机的启动和运行,与传统的降压启动比较,变频软启动方式具有如下优点:

    1、启动期间给电网的冲击很小,保证了高转矩、低电流。变频软启动器不会给所在电网的短路容量造成影响。降压启动瞬间启动电流高达1500A,而采用变频技术启动电流只需450A左右。

    2、变频软启动装置可与现场的过程控制系统的开环控制和信息系统融为一体、自动化程度更加提高。

    3、操作简单。省去自耦降压启动时高盖变需要两台变压器并联,正常后再分开的繁琐操作。

    4、缩短启动时间,较以前电机发热减少。

    5、对其他机械设备冲击小。

    二、改造后的运行情

    改造后电机实际运行一年中,连续运行最长时间为104天,停车共计12次。通过查阅2006年改造完成至今,离心机岗以及离心机配电岗的生产运行报表和安全监控记录,对离心机故障停车进行了详细的跟踪分析,详见表1。表1统计了离心机改造完成至今离心机故障停车情况和相关数据。

    表1改造后离心机停车情况统计

    电气、仪表原因。经分析造成电气故障的原因涉及到电网波动、低压配电设备老化等部分,还有其它非确定原因。

    三、典型案例

    分析和解决电气系统容易出现的故障、出现故障的深层原因、如何处理故障以及如何预防故障,是摆在我们面前的一项重要的课题任务。以下从电气故障引起的离心机停车案例中选取典型的几项问题做具体分析。

    3.1离心机正压风系统故障

    改造后的2MCL908、2BCL458型防爆电机由于它装置大型化、运行连续化的特点,要求正压风系统提供电机内部时时安全超压。同时也要实现运行长周期、免维修或少维修。它主要包括:风机电机、正压风控制单元F-351.P、出口电动阀VA-100、出口阀以及机体内部压力检测传感器等。

    正压风机正常工作中当电机内部压力超出工作范围(0.8mbar—20.0mbar)时,控制单元F-351P控制出口电动阀VA-100开启泄压,电机内部压力恢复到正常范围内后,电动阀VA-100自动关闭,离心机继续运转不会停车。

    而当电机内部压力低于工作范围(0.8mbar—20.0mbar)时,控制单元F-351P控制K2、K3继电器动作,向控制柜PLC发出报警信号,10秒后PLC进入离心机关闭程序。

    3.1.1故障概况

    2007年3月11日,11时14分低压机出现:

    F031SHUTDOWNPURGINGDURINGOPERATIONFAULT,吹扫过程操作错误报警。

    F004SHUTDOWNESDCONTACTOR=N30-K92,急停报警。

    同时高压机检测到低压机错误信号连锁停车。

    经检查发现正压风机停止工作,电动阀自动打开吹扫时间结束时无法正常关闭。

    3.1.2故障检查与处理

    1、将MMCP1、MMCP2等设备报警复位。

    2、现场离心机停车、电动阀打开,说明电机内部出现低压停车或控制单元重启。

    3、在电机机体上安装一个外置压力表,检测电机内部实际压力发现实际压力在正常范围内。

    为避免正压风控制单元动作过于灵敏,已将工作压力范围调整到最大,即0.8mbar—20mbar即80Pa—2000Pa。正压风机启动的压力值也调至最低0.1mbar即10Pa。经过电机内部容积、风机功率等计算,吹扫时间设定为20分钟。

    4、根据故障发生具体情况和正压风正常工作程序,正压风系统重启,排除电机内部压力低的因素,判断可能MM1抽屉式开关接触不良造成瞬间失电,造成风机重启。

    检查增压风控制单元供电回路,重点检查配电室MNS配电柜给增压风控制单元供电的MM1抽屉式开关,紧固触头。

    5、重新启动过程中,开启正压风系统,出现反复吹扫,电动阀VA-100不能关闭的现象。观察外置压力表,内部压力在正常范围内。

    6、进行下步开车程序,离心机开车成功。

    3.2离心机三相调压器故障

    “三相定子调压器”即晶闸管整流设备控制器,是一种变换交流电为直流电的可控硅(晶闸管)电源装置,具有自动稳压截流和稳流限压特性。控制器核心部件采用德国西门子公司专用集成电路,输出触发脉冲具有极高的对称性及稳定性,且不随环境温度变化,使用中不需要对脉冲对称度及限位进行调整。现场调试一般不需要示波器即可完成。

    3.2.1故障概况

    2007年5月11日4时40分MMCP1柜依次有如下报警显示:A073ALARMMOTOROUT-OF-STEPMONITORINGOPERATED失步报警;

    F075TRIPMOTOR3×OUT-OF-STEPMONITORINGINTIME失步跳闸;

    F004SHUTDOWNESDCONTACTOR=N30-K92急停;SFC柜I2>PICKUP过流。

    3.2.2故障检查处理

    1、根据现场显示失步报警情况,初步推断故障由于SFC柜三相定子调压器输出电压不平衡造成励磁电流异变引起。根据这一推断进行了后述的试验检查工作。

    2、检查现场低压机电机励磁电流数值以及波形,并与高压机正常的励磁电流数值和波形进行分析比对。下表2为现场高、低压机励磁电流实际测量值。

    表2高、低压机励磁三相电流数值

    根据检测结果初步判断内部V1V2间一个可控硅被击穿,确认维修更换2个可控硅,一支击穿,一支控制极损坏。安装后,测试实验,励磁电流三相平衡,UPS、MMCP设备及参数正常。

    3.2其他停车故障排除与处理

    在离心机实际生产中还出现过其他原因造成的故障,其中大多是因为各种状况失电造成,组织开车时也间接的暴露了一些新的问题。

    3.2.1UPS输出失电

    6月26日,UPS输出失电造成高压机励磁电流消失,高压机停车。根据现场实际情况对照UPS报警信息统计,分析UPS报警原因可能是UPS设备温度超高,引起其自动停止送电。

    为避免类似问题发生,我们对UPS风扇以及其排风口进行检查,保证其正常工作无阻塞,并针对配电室空调温度进行控制,保证室温恒定。

    3.2.2高压开关柜拒动

    6月30日,离心机开车过程中,低压机已经顺利启动但高压机启动时MMCP2励磁柜中K14继电器吸合瞬间跳闸,K14继电器控制MMCP2柜与离心机配电室MBM高压开关柜通讯,开车MMCP发出信号闭合MBM断路器,SFC柜开始自检,MBM等设备反馈“就绪”信号后,开始开车程序。

    经过现场检查确定是MBM2开关柜故障,按照原理图逐一检查MBM合闸回路各接线端子、高压排插等,发现端子接触不良导致合闸回路不通,MBM断路器不能正常动作。经过对各个接线端子测量紧固,重新开高压机成功。

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