水阻柜維修與PLC程序改進(jìn)

一、引言         
        前一段時(shí)間，一個(gè)客戶向我公司來電咨詢：客戶公司的許多高壓電動(dòng)機(jī)配套了水阻柜進(jìn)行起動(dòng)。近年來多次出現(xiàn)高壓電機(jī)在起動(dòng)時(shí)高壓運(yùn)行柜會(huì)無端的速斷動(dòng)作而跳閘，影響了主機(jī)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率 。為徹底解決這一問題 ，客戶請(qǐng)我公司派出技術(shù)工程師去廠里對(duì)水阻柜維修，工程師對(duì)近來的跳停紀(jì)錄進(jìn)行分析，找出了問題所在，并進(jìn)行了改進(jìn)。

二、水阻柜工作原理
      主電動(dòng)機(jī)開關(guān)柜合閘后 ，水阻柜也得電 ，水箱內(nèi)的動(dòng)極板自上而下開始運(yùn)行 ，在設(shè)定的時(shí)間(起動(dòng)時(shí)間) 內(nèi)串接在主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路內(nèi)的電阻值逐漸下降，當(dāng)動(dòng)極板碰到下限行程開關(guān)時(shí)，轉(zhuǎn)子短接真空接觸器吸合，轉(zhuǎn)子短接，主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)完成。

三、故障現(xiàn)象
      跳停故障發(fā)生時(shí)，有兩種表現(xiàn)：
（1）主電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，水阻柜備妥信號(hào)消失，動(dòng)極板開始下行的同時(shí)，短接真空接觸器動(dòng)作，短接了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子，造成電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng) ，因起動(dòng)電流過大 ，速斷保護(hù)跳停 ；
（2）主電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)時(shí) 。水阻柜備妥信號(hào)消失 ，動(dòng)極板開始向下運(yùn)行 。正常工作時(shí)動(dòng)極板運(yùn)行時(shí)間應(yīng)為 35s，但此時(shí)卻在20s 左右吸合了真空接觸器，水阻柜沒有完成軟起動(dòng)過程，造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流過大，速斷保護(hù)跳停。
四、原因分析
      通過對(duì)水阻柜故障和正常時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)分析看出，造成電動(dòng)機(jī)速斷保護(hù)跳停的原因均為動(dòng)極 板未能按設(shè)計(jì)流程正常運(yùn)行 ，且產(chǎn)生了虛假的信號(hào)吸合了真空接觸器，強(qiáng)制起動(dòng)高壓電動(dòng)機(jī)。造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流過高 ，從而速斷保護(hù)動(dòng)作。故障時(shí)，一種表現(xiàn)為電動(dòng)機(jī)直接硬起動(dòng)，水阻柜根本沒有起到作用：另一種表現(xiàn)為動(dòng)極板運(yùn)行時(shí)間未到 ，水電阻阻值還沒有降到最小 ，就短接了真空斷路器 。為此 ，我們對(duì)水阻柜及其控制系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真檢查和分析。從多臺(tái)水阻柜PLC中下載的程序分析中發(fā)現(xiàn) ，PLC程序設(shè)計(jì)過于簡(jiǎn)單，沒有設(shè)計(jì)防跳保護(hù)功能是造成以上故障的主要原因。
      如圖 1 所示 ，程序中短接真空接觸器需要的條件為手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)I0.6 打在自動(dòng)位置且下限行程開關(guān) I0.1斷開就可以驅(qū)動(dòng)真空接觸器。在實(shí)際生產(chǎn)中I0.1 就是極板運(yùn)行的下限位置行程開關(guān)，取常閉點(diǎn)，即極板運(yùn)行到最底部碰到下限接 近開關(guān)時(shí)使 I0.1由常閉變常開，就可以短接真空接觸器，完成一次軟起動(dòng)任務(wù)。但因觸點(diǎn)老化或起動(dòng)時(shí)高壓電產(chǎn)生干擾等情況下。常會(huì)導(dǎo)致 I0.1 出現(xiàn)閃爍。此時(shí)無論動(dòng)極板處于任何位置都會(huì)直接短接真空接觸器。如果動(dòng)極板正處于水箱較上部分 ，就會(huì)出現(xiàn)因動(dòng)靜極板之間阻值較大 ，電動(dòng)機(jī)由軟起動(dòng)變成直接起動(dòng)，從而引發(fā)速斷動(dòng)作，對(duì)電動(dòng)機(jī)造成大電流沖擊。查明原因后，除更換新的行程開關(guān)外，我們對(duì)程序進(jìn)行了修改，見圖2 。
 
在短接真空接觸器之前增加了一個(gè)先決條件T50 ，即當(dāng)起動(dòng)命令I(lǐng)0.5 閉合后觸發(fā)接通延時(shí)定時(shí)器T50。30s 后T50 閉合了才允許在下限行程開關(guān)I0.1斷開時(shí)吸合真空接觸器。在水阻柜起動(dòng)后的30s內(nèi)不允許短接真空接觸器 。30s 的設(shè)定時(shí)間可根據(jù)動(dòng)極板的運(yùn)行位置進(jìn)行調(diào)整 ，一般只要稍小于動(dòng)極板正常運(yùn)
行時(shí)間即可。這樣就可以避免真空接觸器在任意時(shí)間吸合而造成速斷跳停。
五、改進(jìn)效果
公司技術(shù)工程師對(duì)水阻柜程序修改后，試用一些時(shí)間后發(fā)現(xiàn)，修改后的程序可以避免因下限開關(guān) I0.1 閃爍而出現(xiàn)的誤動(dòng)作 ．并且一個(gè)正常起動(dòng)時(shí)間35s的水阻柜 ．在運(yùn)行30s后吸合真空接觸器也不會(huì)造成速斷保護(hù) ，僅是起動(dòng)電流稍大 ，可以正常起動(dòng)。