石 鸿 王玉峰 白 晶 吴正国

（中石油独山子石化公司乙烯厂，新疆 独山子 833600）

一例风机限时起动闭锁控制应用案例

石 鸿 王玉峰 白 晶 吴正国

（中石油独山子石化公司乙烯厂，新疆 独山子 833600）

本文通过一起风机频繁起动烧毁电动机的故障案例，说明设定起动闭锁限时很有必要。通过Micom P241继电保护装置逻辑编程，成功实现了风机限时起动闭锁功能，解决了一大生产和设备难题，取得了良好的效果。

风机；起动闭锁；继电保护装置；锁存；逻辑

众所周知，电动机频繁起动将导致绝缘材料劣化、缩短使用寿命。在正常情况下，电动机在冷状态下允许起动2～3次，电动机每次起动间隔时间不得小于5min；在热状态下允许起动一次。在事故处理时，可以多起动一次。并注意电动机温度，降至环境温度时再起动。220kW电动机允许在冷状态下连续起动两次。但是对于风机在起动过程中，起动电流大，在冷状态下起动一次，应在30～60min后起动第二次。

1 事故经过

2012年1月8日3 时，电力监控后台突然收到故障报警信息，值班人员检查发现A风机“零序过电压I段动作”，“过流Ⅱ段动作跳A B C三相”，配电室检查发现A风机开关柜跳闸灯亮，综合保护继电器Micom P241报过电流Ⅱ段动作。停电后测量绝缘电阻，三相对地均为0MΩ，现场检查A风机室内有焦臭味，打开接线盖，拆除电缆测量绕组绝缘电阻三相对地为零，风机解体后发现鼠笼断条，定子绕组烧毁。同年10月15日22时，该风机再次发生转子扫膛接地故障。

2 原因分析

1）该风机额定功率为 900kW，额定电流为102.8A，事故发生时C相电压最低为2464V，三相电流显著增大，C相电流最高达4113.6A，稳定接地电压为300V左右，远大于继电器过流Ⅱ段设定值，判断为 C相接地短路，故障实时录波如图1所示。该类型风机共有三台，调阅另两台综合保护继电器P241实时数据，起动电流为968.9A，已达9.4倍，远远超过设计规范和风机起动电流限制要求。

图1 P241综合保护继电器故障录波图

2）经核实，工艺操作不规范，经常远程操控频繁起动该风机，风机起动后不能满足稳定运行条件，仪控故障联锁发出跳车命令，风机跳闸后DCS系统再次循环起动。经查证，该风机最高起动频次达到26次/h之多，频繁起动使得该风机定子绕组长期过热变形，绝缘老化最终导致风机烧毁，所以限制起动次数势在必行。

3 解决措施

1）该风机不适合于频繁起动，需重新选型更换。原风机经常过负荷，额定功率增大为1120kW，更换为低损耗高效率异步电动机。

2）为防止工艺频繁起动电动机带来设备危害，起动回路中需增设起动闭锁和起动限次功能。

MICOM P241继电保护装置具有保护、测量、控制和监视功能，可为电动机提供短路、过载、堵转、负序、接地、低电压等全面的保护，在工矿企业中应用广泛。在风机控制设计图中，P241继电保护装置原本带起动闭锁和起动限次功能，但只有在断路器分闸时才生效，设计之初为防止断路器辅助触点工作不可靠，故在逻辑中将断路器状态监测强制至“1”，如图2所示。此时电动机起动闭锁、起动间隔、热起和冷起限次限时功能均失效，不能有效避免工艺频繁起停风机。

图2 P241继电保护装置原断路器状态监测逻辑图

该风机起动控制回路如图3所示。

该风机有三种起动方式：现场合闸、DCS起动、联锁起动。K86为电气故障闭锁继电器，DL为断路器辅助接点，HQ为合闸继电器，R6为P241输出继电器6，该风机通过R6来实现起动限时限次闭锁功能。

由于风机带载起动电流大，风机发热，间隔60min后重新起动风机此时风机已冷却，符合起动条件。经与工艺协商确定每小时限制起动风机一次。技术人员在现场调研后，确定在不改变原逻辑的基础上通过增设锁存器实现限时起动功能。

P241继电保护装置内部不带锁存器，没有虚拟锁存变量，但可以借助指示灯或输出继电器实现锁存功能。进行反复研究和探讨，不断改进完善，最终通过 P241继电保护装置有限的控制功能实现了风机限时起动闭锁功能。重新优化后的风机起动闭锁逻辑框图如图4所示。

图4 P241继电保护装置限时起动闭锁逻辑图

执行送电操作后断路器在工作位，处于热备用分闸状态。合上控制电源开关，P241继电保护装置初次上电，LED3指示灯灭，延时 0.5s后据闭锁条件开放起动闭锁输出继电器 6，此时可以随时开起风机。不论工艺正常停机或设备故障，一旦断路器分闸，通过 LED3灯起动锁存，提前闭锁初次上电逻辑回路，闭锁起动指示灯LED4亮，表明此时不能起动风机，工艺人员必须等待60min后，输出继电器6开放，LED4灯灭，届时方可重新起动风机。

需要提醒的是，断路器分闸后LED3灯以后恒亮。由于P241继电保护装置带锁存记忆功能，常规断电方式不能对其进行复归。若需紧急重启风机，须在“查看记录”菜单下按“复位指示”键复归指示灯和各输出继电器。

历时一年多来，该风机一直运行平稳，再未出现类似设备故障使用效果良好。本次修订适用于起动时间较长的设备（如风机等），类似设备均可借鉴。

4 结论

解决此类问题方法很多，充分发掘和利用现有资源，简化技术改造方案，将会大大减轻工作量，实现可持续生产。本案也为电气控制和技术人员提供了一种新思路和新方法，值得大力推广。

[1] MICOM P241技术手册.

[2] 石油化工设备维护检修规程.