远程控制的交流接触器抗干扰措施应用

引言

在火力发电厂燃料系统、脱硫脱硝系统及灰水化学水处理等生产车间,需要低压电机驱动的设备数量众多。当电机控制箱安装在设备就地,并需要对其进行集控远控操作时,由于控制电缆设计或使用不合理、安装位置不合理,经常出现控制电机的接触器线圈受到控制电缆中的电气干扰而不能正确动作的问题。本文将从三个方面对该问题进行分析。

1常见的接触器控制回路

接触器控制回路从控制电源类型上可分为交流控制的接触器和直流控制的接触器,其控制电源电压多为220V控制电压。由于直流控制的接触器使用场合多为MCC配电室,很少用于设备就地控制箱,而且直流控制回路不易产生干扰,也不容易受到电气干扰的影响,本文就不再赘述。交流控制的接触器经典接线如图1所示。

该接触器控制回路控制电源取自就地动力电源A相,控制电压为交流220V,远程启停接点并联,远程停接点使用常闭,交流接触器C远程分闸回路是通过与接触器辅助触点串联的远程操作继电器常闭点分开来实现解除接触器C的自保持,从而分开接触器的原理。

远程分闸还有如图2所示,远程启停接点串联,远程停接点使用常闭,交流接触器C远程分闸回路是通过远程操作继电器常闭点分开来实现解除接触器C的自保持,从而分开接触器的原理。

2导致接触器误动作或不返回的几种常见原因

以上两个接触器控制回路常见于就地控制箱原理接线回路。当远程分闸功能出现分闸失败时,在排除远方分闸继电器不动作的前提下,可以用万用表交流电压档对地测量分闸指令用电缆芯线对地电压,经常会发现对地电压超过100V,在排除电缆芯绝缘不良的情况后,可判断为电缆受到干扰,干扰电压对接触器C的线圈提供一定的保持电流,导致接触器C不易返回,从而发生分闸失败故障。导致接触器C受到干扰的原因往往有以下几种:

(1)控制电缆过长,在敷设电缆的过程中没有将控制电缆和动力电缆分层敷设,或者在控制电缆的行进路径中存在大功率动力设备。某电厂在机组投运过程中曾经发生过一个案例:发电机励磁调节器逆变停机控制电缆由集控室至励磁间就地长约250m,逆变停机令经220V操作中间继电器开入进控制系统。在每次启机过程中只要启动电动给水泵,逆变停机令就发至励磁调节器导致停机。经现场排查,发现控制电缆与电动给水泵一次电缆在同一电缆层内,控制电缆受一次电缆干扰,导致逆变停机继电器误动作。

(2)控制电缆交直流混用,或强弱电混用,控制电缆屏蔽层接地不符合反措要求。根据《二十五项重点反事故措施》的要求,控制电缆应使用屏蔽电缆,电缆屏蔽层应在电缆两端可靠接地。在实际接线和应用过程中常有控制电缆之间或电缆芯线之间相互干扰导致接触器误动作或不返回情况的出现。在某电厂脱硝系统星型泄灰机控制内就出现了类似问题,该控制箱内并联运行六只接触器,控制六台电机远程启停。在运行过程中常出现其中一台泄灰机不能远方停止的故障。经现场检查,发现不能停止的这个接触器控制回路在其他泄灰机运行时干扰电压接近100V。当其他泄灰机停运时,干扰电压下降至30V左右。进一步检查发现,上述六台接触器控制回路只是用了两根14芯电缆,三台设备使用一根控制电缆,电缆芯线之间存在干扰。

(3)接触器或继电器动作功率小,易受到干扰。接触器和继电器可以通过加电压使其动作,利用串联的电流表读取动作时流过线圈的电流测算动作功率,当动作功率较小时,接触器易受到干扰电压的影响造成误动作或不返回的情况。针对这一现象,提高动作功率可有效解决现场接触器受干扰的问题。

3远程控制的交流接触器抗干扰措施

(1)在设计远程操作的接触器控制回路时,在有条件的情况下尽量使用直流控制回路和直流接触器,减少交流接触器使用场合,可有效减少交流接触器受到电气干扰的机会。在没有直流控制电源的情况下,也可以在就地控制箱内加装整流电源,通过整流的方式在就地将交流控制变成直流控制回路来减少干扰情况的存在:也可通过在就地使用控制变压器的方式来隔离干扰电压、电流的串入,从而减少对交流接触器的干扰。

(2)在敷设控制电缆的过程中应避免出现控制电缆与电力电缆平行排列的情况,控制电缆与电力电缆应拉开足够距离,分层排布。控制电缆应单独使用一根电缆,尽量减少共用电缆的情况出现。在不能避开电力电缆和高压电机的地方,尽量使用金属电缆穿管来减少干扰的发生。

(3)确保控制电缆的屏蔽完好、接地良好。金属屏蔽是减弱和防止电气干扰的重要措施,因此在干扰发生后应排查控制电缆是否使用了带屏蔽网的电缆,电缆屏蔽两端是否可靠接地等。

(4)增加接触器动作功率,必要时增加伴动接触器来消除干扰对接触器操作的影响,伴动接触器可选用与受干扰的接触器同型号或动作功率较大的接触器。伴动接触器线圈电压等级应与受到干扰的接触器线圈一致,并通过并联的方式接入,在不改变原接触器功能的情况下可有效解决远程控制接触器受干扰的问题。如图3所示,接触器C线圈两端并联伴动接触器C',其他回路不变,可有效提高接触器C线圈的动作功率,避免接触器C受干扰电压影响不返回的情况出现。

4结语

综上所述,远程控制的接触器在实际运行过程中会出现各种各样的由干扰引起的缺陷故障,笔者结合多年来现场工作实际列举了几种常见的故障现象和处理方法,希望能够起到抛砖引玉的作用。