庞 忠 肖 雷 陈奉智 倪浩翔

（联泓新材料科技股份有限公司）

0 引言

某公司空分装置原料空压机选用长沙赛尔空压机，电动机选用南阳防爆集团股份有限公司YKS630－2型4500kW 10kV电动机，高压柜选用上海欧通电气有限公司8BK20柜型，电动机保护装置选用西门子7SJ6831－5EW21－3HEO型电动机保护装置和7SJ6001－5EA00－0DAO型差动保护装置。由于原料空压机电动机功率较大，采用降压起动方式，降压起动装置选用长沙奥拓QB－H10／5000型软起动器。2014年，在原料空压机电动机安装、调试过程发现电动机控制保护回路有多处问题，该公司技术人员认真对原料空压机存在的问题组织分析讨论并对制定整改措施。

1 电动机停车回路串入联机旁／仪表转换开关

1.1 发现问题

高压电动机停止按钮与联机旁／仪表转换开关串联，通过切换机旁／仪表转换开关在相应位置，实现现场辅机盘停止电动机和DCS控制室停止电动机，见图1。

图1 电动机停车回路串入转换开关

1.2 原因分析

如果机旁／仪表转换开关切至左45°机旁位置，控制室DCS无法停止电动机；如果把转换开关切至右45°仪表位置，现场无法停止电动机。根据实际运行经验，电动机停止按钮不宜经转换开关，停车回路在满足控制要求的条件下越简单越可靠，应能实现在任何情况下现场和仪表DCS的停车功能，所以停车回路串联的机旁／仪表转换开关应予以取消。

1.3 整改措施

现场操作柱停止按钮53＃线、仪表停止信号55＃线直接接至1＃正电源线，不再经过机旁／仪表转换开关，实现现场操作柱和仪表DCS两地任何情况下都能停止电动机，见图2。

图2 现场停止按及DCS停止信号直接接1＃线

2 起动柜缺少电动机保护装置

原料空压机电动机一次供电系统图，见图3。

2.1 发现问题

原料空压机起动过程电动机由起动电源柜1QF闭合供电，起动结束转后由运行柜QF断路器闭合供电，起动柜1QF断路器断开。检查发现原料空压机10kV运行柜安装1台7SJ6831－5EW21－3HEO型电动机保护装置，10kV起动柜没有安装电动机保护装置。由于10kV起动柜没有安装电动机保护装置，原料空压机起动过程中4500kW的电动机处于无电动机保护状态运行。

2.2 原因分析

原料空压机10kV起动柜没有安装电动机保护装置，如果在原料空压机电动机起动过程中1QF断路器下口发生短路事故，会导致区域变四I段进线开关保护跳闸，造成区域变四I端母线断电，原料空压机电气故障会进一步扩大，影响供电系统安全。

2.3 整改措施

汇报部门领导，协调工程公司出设计变更原料空压机起动柜，增加7SJ6831－5EW21－3HEO电动机保护装置；完善起动柜保护回路二次接线；整定起动柜电动机保护定值；对起动柜电动机保护装置按定值单进行保护定值校验并校验合格。

通过起动柜新增电动机保护装置，消除了原料空压机电动机起动过程中无保护的缺陷，避免了原料空压机起动过程1QF断路器下口发生短路故障时区域变四I段进线开关越级跳闸事故。

3 电动机起动过程差动保护未投入

3.1 发现问题

原料空压机电动机选用西门子7SJ6001－5EA00－0DAO差动保护装置，差动保护电流互感器安装在电动机接线盒内，差动保护装置安装在运行柜上。差动保护装置故障输出常开接点接入运行柜保护回路，差动保护故障输出常开接点没有接入起动柜保护回路，起动柜保护回路没有接入差动保护。

3.2 原因分析

原料空压机起动柜保护回路没有接入差动保护装置故障输出接点，如果电动机起动过程中出现绕组匝间短路故障，这时差动保护装置无法实现对1QF起动柜断路器分闸。电动机在匝间短路的情况下继续运行，将导致电动机的匝间短路故障进一步扩大，对电网影响进一步扩大。

3.3 整改措施

将原料空压机差动保护装置差动故障备用输出常开接点15、16与起动柜电动机保护跳闸接点并联（见图4），实现电动机在起动过程中绕组匝间短路故障时差动保护可靠动作，断开起动柜断路器1QF，实现电动机起动过程中绕组匝间短路保护。

图4 差动保护装置常开接点并入起动柜保护跳闸回路

4 自平衡差动保护电流互变比大，输出容量小

4.1 发现问题

原料空压机电动机随机到货差动保护电流互感器变比为50／5，差动电流互感器设计变比为50／1。差动保护装置输入变比为50／1，不能修改为50／5，差动电流互感器变比与差动保护装置输入变比不匹配。

工程公司提供原料空压机电动机差动保护定值单：一次差动保护动作电流值15A，二次差动保护动作电流值0.3A。差动电流互感器设计变比50／1，实际到货50／5，二次输出电流较设计增大5倍，在无法改变差动电流互感器变比的情况下实现差动保护动作，只能通过把差动保护动作值由0.3A同比例扩大5倍，改为1.5A实现差动保护。在高压柜保护试验端子做差动保护试验动作正常，但是在差动电流互感器一次侧模拟真实差动保护电流时发现如下：

1）微机保护试验仪器输入差动保护一次电流15A，差动保护一次值显示75A，二次电流1.5A，差动保护动作，跳运行柜及起动柜。

2）微机保护试验仪器输入差动保护一次电流18A，差动保护一次值显示75A，二次值1.5A，差动保护动作，跳运行柜及起动柜。

3）微机保护试验仪器输入差动保护一次电流28A，差动保护一次值显示75A，二次值1.5A，差动保护动作，跳运行柜及起动柜。通过试验发现，差动电流互感器一次电流值增加时，二次电流值不增加。

4.2 原因分析

通过在电动机差动电流互感器一次侧输入电流模拟电动机匝间短路故障电流过程发现，当达到一定故障电流后，一次侧电流值增加，二次侧电流没有随着一次侧电流值增加。检查发现差动电流互感器输出容量5VA，随着输入电流增加电流互感器逐渐饱和，所以二次输出电流不再增加。

4.3 整改措施

通过公司协调工程公司重新提报差动电流互感器，将差动电流互感器变比50／5更换为50／1，电流互感器输出容量由5VA增加为10VA。重新采购电流互感器到货后进行更换，在差动电流互感器一次侧通差动保护电流试验正常。

5 电动机起动过程DCS显示无运行信号、现场运行指示红灯不亮

5.1 发现问题

原料空压机起动过程，DCS显示无运行信号，现场运行红色运行指示信号灯不亮。原料空压机起动过程结束，转动正常运行状态后DCS显示运行状态、现场运行红灯亮，运行信号显示正常。

5.2 原因分析

查看图纸发现控制现场红色运行指示信号灯及DCS的信号来自运行柜QF断路器辅助触点，电动机起动过程中运行柜断路器QF处于分闸状态，运行柜QF断路器辅助触点没有闭合，现场红色运行指示信号灯及DCS没有收到运行信号，所以原料空压机起动过程中现场红色运行指示信号灯不亮（见图5）、DCS显示无运行信号。

图5 运行柜QF断路器辅助触点控制现场红色运行指示灯

5.3 处理措施

将原料空压机起动柜断路器1QF辅助开关两对备用常开干触点，分别与运行柜QF去DCS运行信号、去现场红色运行指示信号灯常开辅助触点并联（见图6），解决原料空压机起动过程现场红色运行指示信号灯不亮及DCS没有运行信号的问题。

图6 起动柜断路器辅助触点控制现场红色运行指示信号灯

6 结束语

1）高压电动机保护回路停止按钮应直接接正电源1＃线，不要经过转换开关，确保高压电动机控制分闸回路直接、可靠。

2）电动机降压起动控制回路要确保起动过程及正常运行状态都有完善、可靠的保护装置，避免出现电动机起动过程无保护运行。

3）差动电流互感器以及零序电流互感器一次电流较小的保护回路，宜在一次侧通入试验电流进行试验。在电流互感器一次侧加入试验电流，除了可以检查二次回路接线是否正确，保护定值动作是否可靠外，还能检查出电流互感器容量是否满足实际需要。

总之电动机试车前及试车中要认真跟踪检查电气设备，发现问题应认真分析原因并制定整改措施，确保电动机控制保护回路的完善、可靠，避免电动机在控制保护回路存在设计缺陷的情况下运行，以免造成电气事故。