云浮C厂输煤皮带电机开关控制回路感应电压的解决办法

摘要 本文详细介绍了云浮C厂380V输煤皮带电机开关交流控制回路由于感应电压引起的指示灯错误、开关跳闸等故障，通过对故障现象进行分析研究，找出引起故障的原因，并且采取有效地处理措施解决和防范。

关键词 交流控制回路；感应电压；解决办法

中图分类号TD4 文献标识码A 文章编号 1674—6708（2012）76—0190—02

1 故障现象及分析

云浮C厂输煤系统皮带电机开关为交流控制回路，主要的操作方式分为就地控制箱以及输煤程控控制两种。对于开关的控制回路设计有电源监视功能，采用双灯制接线的灯光监视控制回路，断路器在合闸位置的指示灯为红色，跳闸位置的指示灯为绿色。在正常情况下控制回路没有合闸时，应该是跳闸绿灯亮，合闸红灯不亮，如果出现异常则正好相反。其电源开关柜上设有远方、就地操作切换开关，可设置操作方式为输煤程控PLC控制或就地控制箱控制。根据皮带运行需要，皮带撕裂传感器及拉绳开关的常开接点均并接入开关的跳闸回路。接线较为简单可靠并且尽量减少了电缆的使用，设计如下图1所示：

调试过程中，发现数个皮带电机开关的另一盏指示灯也有不同程度光亮，测得显示异常的指示灯两端电压从50V～140V/AC不等，该情况给就地控制以及运行人员检查带来很大困扰。而且在输煤皮带电机试运行的过程中，数次出现开关跳闸的现象，且跳闸时间在投运后数十分钟至数小时不等。当此异常现象发生后，值班人员迅速上报给当调试人员以及相关设备管理人员安排故障检查工作，主要分为设备检查和操作记录的检查等。首先，对设备进行全面检查，皮带上的各拉绳、跑偏、撕裂开关等均处于复位状态，开关辅助接点、控制回路、电缆等的接线均未发现异常情况，开关试分合良好，远方、就地均能正常分、合闸，所以可以排除开关偷跳。其次，通过对热工系统历史记录检查，发现没有任何保护动作记录，也没有任何控制台操作记录，现场检查人员及监控录像也证实就地控制箱和配电室开关本体没有人工作，可以排除人员误操作的情况。当#304A皮带电机数次跳闸后我们将其外部跳闸回路，即就地控制箱至开关跳闸回路电缆的甩开，之后该异常现象消失，电机8小时试运正常。通过对故障现象进行研究，结合一次、二次设计图纸，我们分析，产生这种现象的原因基本上可以确定为感应电压引起的开关误跳。其感应电压的来源主要可以分为以下两种情况：

1）一次系统设计电缆桥架不合理

云浮C厂输煤系统室内室外电缆多采用架空敷设的方式，一次系统设计电缆桥架不合理，部分交、直流电缆以及380V、6kV电缆均共用同一个电缆桥架。因为控制电缆与机电电缆在理论上是不能共用同一个电缆桥架的，在进行平行敷设时两者最少要保持20cm的距离，从而防止信号干扰。

2）二次系统设计、施工失误

二次系统设计时由于考虑到输煤皮带的特殊性，如煤场离主机厂房较远，皮带跨度大，电机至母线距离远，造成相应的动力、控制、信号电缆也比较长。若设计采用直流控制回路时，产生的压降较大，严重影响电力系统运行的稳定性。因此需要在输煤系统中增加一套直流配电以及蓄电池系统来缓解压降带来的危害，但这样一来就势必会增加建设及运营成本。所以目前云浮C厂采用的是交流控制回路，且由外部接点直接并接入开关跳、合闸回路，这样就埋下了开关误跳的隐患。而且部分二次电缆的屏蔽金属丝网没有通过两端的电缆夹片与金属机箱相连或者根本没有采用屏蔽电缆，后期检查时也发现部分就地控制箱的接地线未接入地网。而施工单位在施工的过程中为节省电缆或者简化施工程序，经常存在将热工信号回路与开关二次回路并做同一跟电缆的现象，如撕裂传感器和拉绳开关等同时有热工信号又有控制回路的更是如此，这种热工信号回路与开关控制回路不同电源不同电压回路共用一根电缆的现象更是设计规程中所不允许的。

2 故障处理

根据以上进行的故障分析结果可知发生的380V开关交流控制回路感应电压故障的原因是由于一次系统设计电缆桥架不合理以及二次系统设计、施工失误所造成的。因此本文主要总结出以下几点处理意见：

1）针对一次系统设计不合理问题

根据电力工业部电力建筑总局颁布的《火力发电厂、变电所电缆敷设设计技术规定》对电缆敷设进行整改，严格按照电缆敷设的条件、使用特性以及运行要求对电缆布线进行重新整理，将不符合标准要求的电缆重新布设。当电缆较长时需要采取适当的措施，使各项阻抗尽量保持平衡。通常情况下，电力电缆和控制电缆需分开排列，但在遇到电力电缆和控制电缆敷设在同一侧的电缆桥架上时，应该尽量将控制电缆放置在电力电缆的下端。

2）针对二次系统设计、施工问题

为了进一步强化火力电厂交流二次回路在设计、安装、调试以及验收等环节的控制力度，确保二次回路系统的稳定性，根据《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》中的相关规定，各电缆屏蔽层均应该有效接地，就地控制箱的接地点应接入地网，部分控制电缆无屏蔽层的，则需将备用芯接地。根据国家颁布的《火力发电厂设计技术规程》中有关热工自动化部分的规定，在确保系统运行安全可靠、操作灵活简便的前提下应该将热工、信号以及控制回路的电缆进行分开接线。当控制电缆的敷设长度较长时，应该尽量减少电缆的根数，同时还需要避免电缆芯的多次转接。

并且，我们重新更改设计，在控制回路中增设中间继电器，以及跳、合闸继电器。在通常情况下，通过跳、合闸回路的电流应该小于其最小动作电流以及长期热稳定电流。当控制母线电压为85%额定电压时，加于继电器的电压应该不小于其额定电压的70%，而且所有外部接点均不直接接入开关，而是通过中间继电器转接。更改后设计图2所示。

在感应电压较大的长距离交流回路，有必要采用一些抗干扰的防护措施，如通过给中间继电器的两端连接一个RC回路的方式，来提高中间继电器的抗干扰能力。因为RC回路在电流发生变化时，不仅能够有效的抑制电磁线圈在通电以及断电过程中，由反向电感产生的电动势产生所造成的干扰，而且对整个直流回路不会产生任何负面影响，此外RC回路还能够起到继电器线圈两端续流二级管的消弧作用。具体措施如下图3所示：

根据以上总结出的解决方案，对380V开关交流控制回路感应电压的故障进行处理，输煤皮带电机试运行发现指示灯同时亮问题消失，感应电压减少至30V/AC以下，而且经过多次试验，开关投运后均没有出现误跳事件，设备都能够正常工作，说明故障问题得到了有效解决。

3 结论

综上所述，云浮C厂380V输煤皮带电机开关交流控制回路感应电压的故障，隐蔽性强，给运行及检修人员在日常运行和排查问题方面带来了很大的困难。本文对故障现象进行细致分析，总结了导致异常出现的原因主要是由于一次系统设计电缆桥架不合理，380V、6kV动力以及二次回路电缆均共用同一个电缆桥架；二次系统设计、施工失误，将外部接点直接接入开关控制回路及热工信号与控制回路共用同一根电缆。然后通过研究总结除了一些具体的解决方案，并且为以后380V开关交流控制回路感应电压的故障分析以及处理提供理论和实践参考。

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