卸船機起升機構(gòu)直流調(diào)速裝置頻繁發(fā)生故障的原因分析

楊康壽

6RA22系列SIMOREG-K可控硅整流裝置為德國西門子公司八十年代中～后期推出的全數(shù)字、結(jié)構(gòu)緊湊型新一代直流調(diào)速裝置。整個控制系統(tǒng)的控制與調(diào)節(jié)都由16位的微處理器來實現(xiàn)。一個帶有數(shù)字顯示器的參數(shù)設(shè)定單元，不再需要其他的附加設(shè)備，便可完成參數(shù)的設(shè)定與調(diào)試。觸發(fā)角的予控制使系統(tǒng)具有高動態(tài)品質(zhì)。裝置還可自動適應(yīng)45～60HZ的范圍，接通電源后裝置顯示操作狀態(tài)，并可檢查測速機極性。電樞由兩個反并聯(lián)無環(huán)流三相全控橋供電，為電樞可逆系統(tǒng)。并有較寬的弱磁調(diào)速范圍。在額定電流為30～600安的裝置中，電樞和磁場的功率部分由電氣絕緣的可控硅模塊構(gòu)成，并有零電位散熱器。面板、側(cè)板及功率部分連接處蓋板都可對在裝置附近時操作時的不安全接觸提供防護。額定電流為640～1200安的裝置，功率部分為SITOR單元。轉(zhuǎn)速給定值和實際值在主機中預(yù)定為模擬量，借助附加組件也可預(yù)定為數(shù)字量。豐富的附加組件還可使系統(tǒng)進行廣泛的工藝擴展、實現(xiàn)與SIMATIC可編程序控制器、SIMADYN-D及其他上一級自動化系統(tǒng)通訊。由于采用微機控制，使系統(tǒng)的調(diào)試過程大為簡化，既可根據(jù)經(jīng)驗進行手動優(yōu)化，也可通過一個調(diào)用參數(shù)來對電流調(diào)節(jié)器、速度調(diào)節(jié)器及勵磁特性曲線進行自動優(yōu)化，從而實現(xiàn)最佳控制，此裝置還具有完善的故障診斷、報警、顯示和保護功能。

1.事件經(jīng)過

2011年8月1日16:00時#1卸船機起升機構(gòu)直流調(diào)速裝置故障，主回路熔斷器熔斷1個，檢修人員更換熔斷器后投入運行，23時00分起升機構(gòu)直流調(diào)速裝置再次發(fā)生故障，主回路熔斷器熔斷2個，這次，檢修人員認真檢查一次回路，不發(fā)現(xiàn)有什么異常，更換熔斷器后繼續(xù)將設(shè)備投入運行；8月2日2時30分起升機構(gòu)直流調(diào)速裝置發(fā)F12故障，檢修檢測發(fā)現(xiàn)觸發(fā)板故障，更換了新觸發(fā)板，送電后三相短路；8時30分，檢修人員對直流調(diào)速裝置進行徹底檢查和測試，并更換10個晶閘管。8月3日22:00點整機送電試運，但起升、開閉不同步，8月4日9點起升、開閉不同步現(xiàn)象加劇，#1卸船機退出運行。設(shè)備繼續(xù)調(diào)試，直到8月16日9點30分整機才完全恢復(fù)正常投入使用。

2.原因分析

本次故障造成起升機構(gòu)直流調(diào)速裝置主回路熔斷器多次熔斷，可控硅損壞、以及多個電子元件損壞，主要原因分析如下：

在送電過程中可能系統(tǒng)的后段電源開關(guān)未斷開，在送電瞬間，有可能對電氣設(shè)備產(chǎn)生沖擊，導(dǎo)致起升柜變流器個別模塊損壞，在對整機進行操作時發(fā)現(xiàn)設(shè)備有故障，在檢查后變流器燒斷二個710A的熔斷器，并發(fā)F21故障信息，在對電機進行檢查后檢修人員更換了損壞的熔斷器，在重新試運過程中再次出現(xiàn)整個起升柜變流器裝置發(fā)生電氣爆炸，全部熔斷器燒壞，部份模板損壞，SITOR模板晶閘管被擊穿，整個變流器安裝底板絕緣被損壞。在對裝置進行修復(fù)、測試、更換后，可能是控制邏輯出現(xiàn)異常加之變流器安裝底板絕緣損壞，在第二次修復(fù)后送電后再次發(fā)生變流器損壞異常。

直流調(diào)整裝置的電子元件老化，觸發(fā)板元件損壞，導(dǎo)致可控硅觸發(fā)異常，產(chǎn)生過電流，引起熔斷器過電流熔斷。

由于#1卸船機在卸煤過程中，小車機構(gòu)拖纜（電纜）曾出現(xiàn)多次脫皮、破損，甚至打火花現(xiàn)象，可能對直流調(diào)速裝置產(chǎn)生信號干擾，導(dǎo)致設(shè)備控制出現(xiàn)異常。

大功率晶閘管因長時間工作，其動作靈敏度降低，正、反向電阻值偏小，通斷性能欠佳，造成電流關(guān)閉不嚴(yán)易產(chǎn)生過電壓，沖擊電流燒毀觸發(fā)板，嚴(yán)重的造成相間短路。主板內(nèi)部儲存器損壞，部分參數(shù)發(fā)生了變化，引起不應(yīng)觸發(fā)信號誤發(fā)，造成晶閘管不能正常關(guān)閉，也會造成相間短路；并引起起升、開閉機構(gòu)不同步。設(shè)備故障檢修時，沒有制定重大設(shè)備的搶修方案和技術(shù)措施，導(dǎo)致故障進一步擴大。

3.暴露問題

#1卸船機投運至今已有17年，設(shè)備運行環(huán)境較惡劣，且使用的直流調(diào)速裝置屬于淘汰產(chǎn)品，其產(chǎn)品已升級換代，目前難以買到相關(guān)的備品、備件，設(shè)備在長時間工作下性能不穩(wěn)定，容易發(fā)生故障；對于重要和關(guān)鍵設(shè)備，要加強對設(shè)備性能的劣化性分析和加強日常維護，因設(shè)備利用小時高，設(shè)備的維護和保養(yǎng)工作沒有得到有效地開展。

重大設(shè)備檢修時沒有制定切實可行的方案的技術(shù)措施，檢修人員對直流調(diào)速裝置的故障處理技術(shù)欠缺，以至于設(shè)備故障范圍不斷擴大和檢修時間過長。

從另側(cè)面反映檢修人員專業(yè)技術(shù)知識有限，經(jīng)驗存在嚴(yán)重不足，處理設(shè)備故障措施不當(dāng)，造成故障點不能及時消除，以后要提高處理應(yīng)急事故的能力，加強專業(yè)技能這方面知識培訓(xùn)。

4.糾正/預(yù)防措施

加大對重要和關(guān)鍵設(shè)備的維護和保養(yǎng)力度，注重日常的巡查和檢查工作，掌握設(shè)備的性能變化趨勢，制定設(shè)備事故的防范措施。

加強檢修人員相關(guān)直流調(diào)速裝置的技術(shù)培訓(xùn)工作，對此次故障的處理過程和方法認真總結(jié)，編寫直流調(diào)速裝置的作業(yè)指導(dǎo)書，防范同類事故重復(fù)發(fā)生。盡快推進#1卸船機的電氣系統(tǒng)改造計劃，確保早日對#1卸船機的直流調(diào)速裝置進行升級改造。

應(yīng)加強檢修作業(yè)人員處理事故的應(yīng)急能力，不斷完善技術(shù)措施，最大限度減少事故中損失。要不斷總結(jié)在生產(chǎn)實際中經(jīng)驗，對設(shè)備缺陷的判斷不要只停留在傳統(tǒng)方法上，要不斷總結(jié)創(chuàng)新。