（中国成达工程有限公司 四川成都 610041)
摘要：针对调试现场出现的电机误动和拒动问题，对现场操作柱、电机马达保护器、控制电缆、设备运行的环境等进行分析、提供解决方案及总结。
关键词：电机误动、电机拒动、感应电压、寒冷环境
化工厂运行需使用大量电机，在投运前需要进行相关调试，发现并解决问题。在调试中会遇到各种电机控制和启停方面的问题，本文就某化工厂调试阶段出现的电机误动和拒动问题，进行相关分析和总结。
1 电机误动现象分析
配电室低压抽屉柜通电启动后，相关供电的几台低压电机同时出现误动，无故自启动的现象。现场电机由配电室低压柜供电，配电室回路设置电机马达保护器，现场设置就地操作柱就地控制电机启停。配电室和现场之间通过动力电缆给电机供电，通过控制电缆控制。正常情况下，配电室低压抽屉柜通电启动后，现场人员启动就地操作柱启动按钮，电机启动运行。
分析有以下几种可能情况：
1）低压柜图纸的设计原因。
重新审图，低压柜电机控制原理图满足设计要求。
2）现场人为误操作。
现场人员未经允许和操作流程，自行启动就地操作柱。根据核实，现场无人操作。并且考虑几台自启动的电机分别位于不同装置，排除人为可能。
3）DCS信号误动。
在化工厂设计中，经常会根据工艺要求，需要在一定的工艺条件下，进行电机的启动、停止等控制。控制条件通过DCS信号节点传出。DCS信号节点通过控制电缆从DCS控制室接入配电室相应电机低压控制回路中。在当时调试阶段，DCS控制室机柜还未接线，并且误动的几台电机根据工艺条件，只需要在一定条件下停止电机，并没有要求启动电机。所以DCS误动的可能性也可以排除。
4）现场相关设备、材料的检查。
以上内部和外部原因分析后，重新检查现场相关的设备、材料。和电机启动有关的设备和材料有现场操作柱、电缆、电机马达保护器、低压开关柜等。经检查，现场操作柱和电缆外观完好，使用功能正常。根据低压柜出厂的典型电机控制原理图（附图1）。现场操作柱的启、停信号以及DCS停止信号都是通过配电室开关柜中的电机马达保护器来实现。考虑到是否因为电机马达保护器的误动作引起电机误动。
5）感应电压引起电机误动。
开关柜和现场操作柱之间通过控制电缆连接。电机现场操作柱上，分别设置启动、停止按钮和现场运行指示灯。根据供电距离分析，发生误动的电机均为离配电室最远距离的电机。理论上，感应电压与供电线路存在正比关系，线路越长感应电压越高。在误动电机的低压柜端子排实测，现场操作柱启动按钮常开节点（低压柜侧）感应电压为25~35V。
将配电室低压柜某备用回路抽屉做现场试验。用升压变压器对电机马达保护器的启动节点缓慢提升电压，实测该节点电压升高至65V时，电机马达保护器即动作。联系马达保护器厂家，答复其马达保护器的启动点导通电压参考IEC61131-2（Industrial-process measurement and control - Programmable controllers - Part 2：Equipment requirements and tests )标准关于DI输入点的相应规范：当输入>164VAC，DI应为1，若输入<40VAC，DI为0。如果输入在40VAC～164VAC范围内，则状态可能为高也可能为低。据此若要求DI保持为0，则需要输入不高于40VAC。实测现场操作柱启动按钮常开节点（低压柜侧）感应电压为25~35V，稍有波动即会超过低限引起误动。由此分析从配电室到现场操作柱的控制电缆感应电压过高，影响马达保护器的启动节点，引起马达保护器误动作，从而启动电机。
配电室到现场操作柱的控制电缆采用ZR-kYJV-0.6/1kV-1.5xN（交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套屏蔽铜芯电缆，1.5mm截面，N为电缆实际芯数），最长长度为280米。根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》3.6.10，强电控制回路导体截面不应小于1.5mm2。根据工业与民用供配电设计手册（第四版）公式8.5-4对电缆芯截面进行核算：
S=2*IQ.MAX*L/ΔU/Ur/γ
S -电缆芯截面积，mm2；
IQ.MAX -流过合闸或跳闸绕组的最大电流，A；
L -电缆长度，m；
ΔU -合闸或跳闸绕组正常工作时允许的电压降，取10%
Ur -回路标称电压，取220V；
γ-电导率，铜取57x106S/m（S为西门子)，S/m
经过计算控制电缆截面1.5mm满足使用条件。
根据GB50217-2007《电力工程电缆设计规范》3.6.9第3条，当电磁感应的干扰较大时，宜采用两点接地。根据GB 50171-2012《电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范》7.0.9电缆屏蔽层的接地线截面面积应大于屏蔽层截面面积的2倍。本工程控制电缆接地符合设计和施工规范要求。
为解决此问题，联系低压柜厂家修改电动机二次回路方案，即现场操作柱的启停和DCS的停止不通过电机马达保护器实现，马达保护器只做电机保护功能，以此解决电机误动隐患。最终电动机控制原理图修改如附图2。修改后电机调试运行正常，未发生误动现象。
附图1
原出厂电动机控制原理图
附图2
修改后电动机控制原理图
2电机拒动现象分析
低压配电柜通电后，通过现场操作柱启动电机进行调试。电机调
试结束需要停止电机，但通过现场操作柱分闸按钮无法停止电机，电机出现拒动现象。检查现场操作柱，发现分闸按钮压下后，无法复位。结合出厂电动机控制原理图（附图1）和马达保护器资料分析，通过电机马达保护器分闸，需要提供常闭点的脉冲信号。现场操作柱设计及采购的都是复位按钮，但在实际使用时，分闸按钮压下后无法复位，满足不了分闸条件，造成电机拒动。
本工程地处新疆天山北麓，气候条件恶劣，当地10月中旬即进入雪季，直至来年4月仍有降雪，极端最低温度达-42.6 C。考虑到调试时正值严冬，可能是气温低造成现场操作柱无法正常工作。按钮拆卸后在室内经过升温，测试其复位功能恢复正常。将更换下的失灵按钮寄回供厂商分析，经实验室检测结论是分闸按钮轴同轴孔间隙为0.03~0.05mm，按钮外壳与轴为不同材质，热胀冷缩参数不同，因低温导致间隙过小，使按钮轴不能及时复位。
针对本工程气候恶劣的情况，户外三箱采购技术协议中专门要求“厂商所提供的户外三箱产品应采取针对项目所在地极端低温条件的技术措施和成熟方案，并提供类似气象条件下的使用案例”。经过厂家重新供货，现场操作柱正常使用，电机未出现类似拒动现象。
3结语
发生电机的误动和拒动的原因有很多，本文就在某化工厂调试阶段实际出现的案例进行简单分析说明。在以后设计和施工中对类似问题防患于未然，提出更适合的解决方案，减少不必要的损失。
参考文献：
[1] GB50217-2007.电力工程电缆设计规范[S].北京：中国计划出版社，2008．
[2] GB 50171-2012电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范[S].北京：中国计划出版社，2012．
[3] 工业与民用供配电设计手册（第四版）[M].北京：中国电力出版社，2016．
[4] IEC61131-2.Industrial-process measurement and control - Programmable controllers - Part 2：Equipment requirements and tests [S].2007
论文作者:1卓家,2刘哲威
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
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