5A空预器驱动装置异常跳闸分析及对策.doc

5A空预器驱动装置异常跳闸分析及对策皋德华（江苏射阳港发电有限责任公司，江苏，盐城224300）摘要：江苏射阳港发电有限责任公司锅炉系统重要设备空气预热器（简称空预器），在运行中 主电机异常跳闸，副电机切换成功，但副电机反切至主电机失败介绍了电气驱动系统概况、工作 原理，对运行中反向切换不成功原因进行了分析，制定了相应的对策，提高了空预器运行的可靠性关键词：主、副电机；切换过程；程序；对策1前言空气预热器（以下简称空预器）是火力发 电厂锅炉设备的重要组成部分，它是一•种利用 锅炉尾部烟气热量来加热燃烧所需空气的•一种 热交换装置，冋收/烟气热量、降低/排烟温 度，从而提高了锅炉效率的热交换装置如一 侧空预器发生故障，机组将降低一半负荷，二 侧均发生故障，机组将被迫停运，作为驱动空 预器运转的电气驱动装置是否可靠直接影响到 机组安全、稳定、经济运行本文将以江苏射 阳港发电有限责任公司2*660MW机组空预器 电气驱动装置为例，分析驱动装置异常跳闸及 副电机向主电机切换失败的原因，并找出解决 M题的方法2驱动装置概况、运行方式、启动过程2.1驱动装置概况：每台炉甲、乙两侧均装设空 预器，每侧空预器分别由独立的驱动装置驱动, 且力/提高空预器运行的可靠性，每一侧空预 器的驱动装置均由相同功率的主电机与副电机 组成，且主、副电机采用不同的供电电源。

力 防止主、副电机同时故障损坏空预器，在主电 机上配备应急手动盘车接口2.2运行方式：正常运行情况下，空预器由主驱 动电机拖动空预器运行，因主、副电机使用同 一根驱动轴，副电机随主电机同步转动，当主 电机运行中异常跳闸吋，在连锁保护投入的情 况下，控制柜A PLC经过30秒延时，发出启 动副电机运行命令，切换到副电机运行反之， 当主电机经检查无缺陷后，在连锁投入吋，可 人力停运或副电机故障跳闸吋，通过DCS发命 令反切至主电机运行，具有双向互切功能2.3启动过程:主驱动与副驱动分别由两台相同 的ATV71变频器启动，完成启动过程后，主、 副驱动的电机将自动切换到工频电源运行，主、 副电机启动过程完全相同下面以主电机启动 过程为例简述下启动过程，见图：1IIIin W■U參鬱•參■C4W JW PH rwor *$itx KIMViitrsailT112IICll曲\-AOIMO Oil 门13oAMtll (—Q

3故障现象及处理过程3.1 2015年9月20日21: 54分，5A空预 器主电机跳闸，副电机A投成功，但电流波动 大，初步检查主电机无明显异常，将5A空预 器主电机投紧急备用时，发现其在DCS画而上 状态变为运行状态（实际未运行），后在DCS 中进行复位后状态正常3.2 2015年9月21日，经调阅DCS主电机历 史曲线，发现跳闸瞬间，超出可测:W::W:程范I韦I, DCS最后显示的测量电流为72A;在转动状态 下测量电机三相直流电阻偏差大AB相：140Q, AC相：140Q, BC相：165Q,直流电阻伉有 晃动，绝缘电阻正常；联系生产厂家，要求将 5A空预器主电机变频器电动状态转矩限幅（tLIM） 150%调至200%后，进行5A空预器 副电机向主电机切换试验，切换失败3.3 2015年9月22日，考虑到5A空预器主电机转动状态下测量直流电阻阻值偏差大且阻 值晃动，无法判断电机是否正常，拟采収将#5 机组降负荷降至300MW,短时停运5A空预器 副电机，单独启动主电机，并测量主电机三相 电流是否平衡，如电机损坏，待5A空预器进 口烟温低于150C停运空预器，更换电机的处 理方案。

3.4 2015年9月24 口 9:45分经批复，#5机 组降负荷至300MW，停运5A空预器副电机， 连锁未投入，当空预器转子转速接近零转速时, 手动启运5A空预器主电机正常：后继续做5A 空预器主、副电机切换试验，双向切换叫次均 成功，于16: 30恢复正常运方在切换过程 中，主向副、副向主电机切换吋，主或副电机 启动完成后，DCS中电机启动界面会随机出现 全黄色异常跳闸报警信号，复位下即恢复正常 颜色4故障及画面异常原因分析4.1 5A空预器主电机跳闸的原因：从调阅的 DCS历史曲线看，主电机电流瞬间升高，超出 iij测量量程范围，DCS最后显示的测量电流为 72A,结合副电机刚启动时电流晃动大，分析 认为空预器内部瞬间卡涩或宥异物，导致电流 急剧升高，热继电器过流保护而正确动作4.2主电机无论高低负荷时，向副电机切换均 成功，但副电机在高负荷时向主电机切换不成 功，在低负荷时能反切成功，要从以下方面来 分析：4.2.1空预器厂家没计规范要求，变频器启动的 前题条件是只能从零转速或低转速开始，当主 电机切换到副电机工作时，从零转速启动的副 变频器会对正在旋转的（主、副电机同轴转动） 转子产生刹车作用（反激制动）从而造成较大 的冲击，因此必须保证空预器转子转速接近零 转速或低转速时才能启动副电机，空预器（电 机）自由停车时间约为40秒左右，据此分析如 下：4.2.1.1生产厂家在设计时，仅设计了主电机向 副电机切换功能，即单向切换。

生电机A带的 PLC程序中，在连锁投入，当主电机停运或异 常跳闸时，设置了一个延时30秒发主电机停运 或异常跳闸状态量给DCS判断的逻辑，巾DCS 发出启动副电机命令，此时空预器转子转速己 降至低转速，符合变频器启动的前题条件4.2.1.2我公司在生产调试期间，提出空预器主、副电机要实现双向互切功能，后巾调试单 位修改了 DCS逻辑，具备双14互切功能在冷 态调试做切换试验时，主、副电机互切试验正 常4.2.1.3木次空预器异常跳闸后，副电机向主电 机在热态高负荷时，切换均失败，分析认为失 败原因系副电机向主电机切换，停运副电机时, 其PLC程序逻辑没设置延时30秒再发信号启 动主电机，而是停运瞬间发命令立即启动主电 机，不符合变频器启动只能从零转速或低转速 开始的前题条件，主电机对正在旋转的转子产 生刹车作用（反激制动），超出主电机变频器电 动状态转矩限幅（tLIM）值，导致过力矩动作 是切换失败的主要原因但在低负荷或冷态时, 因空预器负载较轻，能躲过过力矩动作伉切换 就能成功，但切换成功的机率也具有随机性， 在机组检修后调试时，曾出现过副电机切换主 电机不成功的案例4.3在切换过程中，主向副、副叫主电机切换时， 主或副电机启动完成后，DCS中电机动界而 会随机出现企黄色异常跳闸报警信号的原因， 从上图空预器主传电机控制原理图及启动过程 來看，在变频接触器断开、工频接触器吸合的 切换过程中，DCS有3秒时间检测不到运行与 停止信号，故异常跳闸报警信号，且这种异常 跳闸报警信号具有随机性，如果能躲过DCS 运算时间，其画面就正常，反之则会出现异常 跳闸报警信号，只需在DCS画面上复位下即正 常，不影响任何后续保护。

5对策5.1副电机向主电机在高负荷切换失败，即使在 低负荷切换时也存在切换不成功的随机性，综 合故障原因分析，可通过以下三种途径中任一 途径解决：5.1.1修改副电机PLC程序，在PLC程序中增 加延时30秒发副电机停运或异常跳闸状态量 给DCS判断的逻辑，由DCS发出启动主电机 命令，以保证空预器转子转速降至低转速的条 件，从而保证主电机变频器启动吋的转矩限幅（tLIM）值不超设定值5.1.2修改DCS逻辑，在DCS中增加延时30 秒逻辑，当DCS检测到副电机停运或异常跳闸 状态量时，延时30秒发命令启动主电机，从而 保证主电机变频器启动时的转矩限幅（tLIM） 值不超设定值5.1.3开启主电机变频器“飞车启动”功能所 谓变频器“飞车启动”简单地说，就是当变频 器未运行时，变频器所控制的电动机的转子处 于旋转运动状态，如开启该功能，此时变频器 进行启动，其具有的稳定、平滑、无冲击的顺 利控制处于旋转中的电动机的功能其工作原 理是“飞车启动”开始先搜索旋转电机转子频 率，搜索到电机转子频率后，变频器再按搜索 到的转子频率作为输出频率这样，既不会出 现过流也不会出现对正在旋转的转子产生刹车 作川（反激制动）现象，从而保证主电机变频 器启动时的转矩限幅（tLIM）值不超设定值。

5.2在切换过程中，主向副、副向主电机切换时, 主或副电机启动完成后，DCS画谢上电机启动 界面会随机出现变全黄色的异常跳闸报警界 面，可通过修改DCS逻辑，增加变频与工频切 换过程中延吋3秒检测功能，躲过DCS检测状 态量的时间，即可不发异常跳闸信号6、结束语电气控制系统的方式、方法是复杂的，如需 改变没计意图，应综合考虑各方面因素，如对 没备的启动条件、要求等细节问题不能忽略； 同样，对出现的电气故障，通过多种方式、方 法进行仔细排查、分析，找出故障原因并采取 相应的措施，以保证机组安全、稳定、经济运 行参考文献：[1]空预器变频驱动装置使用说明书，[z].西安：西 安理工大学信息与控制工程研宄中心，2009.。