泵站軟起動(dòng)裝置的運(yùn)行維護(hù)及故障的診斷路徑

張海東

（鹽城市大套第一抽水站管理所，江蘇 鹽城 224500）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升以及人們生活質(zhì)量的提高，使我國(guó)對(duì)能源的需要越來(lái)越高，特別是在電力能源方面。而發(fā)電工程中的水電工程對(duì)資源的浪費(fèi)比較嚴(yán)重，特別是在遠(yuǎn)距離的水調(diào)工程中，泵站中的電動(dòng)機(jī)常常因?yàn)榘踩珕?wèn)題導(dǎo)致其發(fā)電效率不高，造成能源的浪費(fèi)。隨著我國(guó)水利工程的發(fā)展，以及大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)中的供水項(xiàng)目增長(zhǎng)，對(duì)于泵站等相關(guān)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和改造愈發(fā)增多，而在泵站的建造技術(shù)中，最關(guān)鍵的就是要保障泵站運(yùn)行的效率。電動(dòng)機(jī)作為泵站的核心設(shè)備，其起動(dòng)時(shí)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行非常重要，因此軟起動(dòng)裝置有著不可或缺的作用。

文章基于上述原因，重點(diǎn)研究泵站軟起動(dòng)裝置的運(yùn)行維護(hù)以及故障診斷路徑的相關(guān)技術(shù)，以期解決傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行上的缺陷問(wèn)題，特別是在起動(dòng)時(shí)以及安全性能上的缺點(diǎn)，通過(guò)軟起動(dòng)的方式來(lái)解決電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)問(wèn)題，保障電動(dòng)機(jī)的性能，使電動(dòng)機(jī)更加安全有效地工作，從而使泵站能夠更加安全地運(yùn)行，提高泵站的工作效率。

1 軟起動(dòng)裝置概述

泵站的軟起動(dòng)裝置是一種針對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)設(shè)備，是電力電子和控制理論等學(xué)科發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)物，主要作用是在交流異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)保護(hù)其安全運(yùn)行，主要原理是遏制電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的巨大電流，從而讓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電壓能夠控制在安全范圍內(nèi)。傳統(tǒng)的保護(hù)起動(dòng)電壓技術(shù)一般是利用電路原理，比如星三角轉(zhuǎn)換等技術(shù)，但是由于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中電流的瞬時(shí)值過(guò)大，甚至能達(dá)到額定電流的幾倍，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的絕緣損壞，還有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子籠條的損壞，因此為了解決電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中的過(guò)大電流對(duì)電動(dòng)機(jī)的破壞問(wèn)題以及保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，限制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的軟起動(dòng)裝置被廣泛使用。特別是對(duì)在低壓環(huán)境下運(yùn)行的泵站而言，軟起動(dòng)裝置的穩(wěn)定性能及簡(jiǎn)單的使用方法能夠大大提高泵站裝置效率，減少泵站裝置起動(dòng)困難和容易出故障的現(xiàn)象。

軟起動(dòng)裝置最基本的器件是一些電子器件，其中最常見(jiàn)的元件是晶閘管。晶閘管的導(dǎo)通角是可以控制的，因此可以通過(guò)改變晶閘管的導(dǎo)通角度來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的降壓以及降低起動(dòng)電流。使用晶閘管作為起動(dòng)裝置的核心部件可以根據(jù)起動(dòng)方式的不同劃分為以下幾種起動(dòng)方式：

（1）恒流軟起動(dòng)方式。恒流就是控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的大小，保證其不能比額定值大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，電流達(dá)到設(shè)定好的電流值時(shí)，可以逐漸提高電動(dòng)機(jī)定子兩端的電壓到電動(dòng)機(jī)的額定電壓，并在這個(gè)過(guò)程中要一直保證起動(dòng)電流低于額定電流值，進(jìn)而保障電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）斜坡電壓軟起動(dòng)方式。該方式是控制電動(dòng)機(jī)定子兩端電壓的大小，保證電壓升高時(shí)是以線性的規(guī)定升高的。

（3）轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)方式。此方式也是控制電動(dòng)機(jī)的電壓，但是通過(guò)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)間接控制，主要用于一些重型的負(fù)載環(huán)境中。

（4）離散變頻軟起動(dòng)方式。這種方式的起動(dòng)是通過(guò)控制電源來(lái)完成的，其基本原理是控制電源在其周期的正半周期或負(fù)半周期過(guò)程中通過(guò)，但是另一邊的周期不能通過(guò)，這樣就能改變電源的電壓及頻率。由于是對(duì)交流電進(jìn)行操作，因此被稱為離散變頻。這種方式能夠提高電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩，而且保證了電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流的減小，能很好地保障電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全。

若電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)故障頻發(fā)，可能會(huì)導(dǎo)致一些安全事故的發(fā)生，極大地?fù)p害泵站的經(jīng)濟(jì)效益。相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)電動(dòng)機(jī)保護(hù)設(shè)備的裝置還有許多缺陷，在使用和維護(hù)方面還需不斷提高，如電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)裝置的可靠性、成本性等方面還有很大的改進(jìn)空間。

2 軟起動(dòng)裝置的運(yùn)行維護(hù)

由于泵站建立環(huán)境的多樣性，因此在進(jìn)行軟起動(dòng)裝置的日常檢查時(shí)一定要檢查其工作環(huán)境的條件，特別是在一些極端惡劣的環(huán)境下不要使用軟起動(dòng)裝置。要注意軟起動(dòng)裝置的通風(fēng)散熱是否正常，一定不能讓起動(dòng)裝置工作過(guò)程中由于通風(fēng)和散熱造成的過(guò)熱問(wèn)題出現(xiàn)，要保證軟起動(dòng)裝置的周圍空曠，有良好的散熱通風(fēng)條件。在定期檢查軟起動(dòng)裝置時(shí)，還需要保證軟起動(dòng)裝置設(shè)備的完好性，比如相關(guān)接線插頭是否正常，相關(guān)部件有沒(méi)有松動(dòng)或者出現(xiàn)變色和生銹情況。特別要注意定期清理衛(wèi)生，不要出現(xiàn)因?yàn)檐浧饎?dòng)裝置積灰導(dǎo)致的安全事故，比如漏電和過(guò)熱等問(wèn)題?？梢岳靡恍└稍锏乃⒆雍臀鼔m器進(jìn)行衛(wèi)生清理，要注意軟起動(dòng)裝置周圍的衛(wèi)生死角，不要出現(xiàn)大量的污垢附著在軟起動(dòng)裝置上的情況，避免出現(xiàn)安全隱患。

在使用軟起動(dòng)器時(shí)也需要注意維護(hù)，特別是以下情況：

（1）在使用軟起動(dòng)裝置時(shí)，一定要注意接線的穩(wěn)定，特別是電動(dòng)機(jī)的電源一定要正確連接，并且在使用時(shí)還需要接負(fù)載，不能不接負(fù)載就使用或者調(diào)試。在檢查軟起動(dòng)裝置時(shí)，由于內(nèi)部器件是可控硅，因此不要用兆歐表來(lái)進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)量。

(2)在安裝軟起動(dòng)裝置時(shí)不能隨意安裝，要按照要求垂直安裝，不能將軟起動(dòng)裝置斜著安裝或水平安裝。安裝時(shí)一定要保證底座的牢固以及平整，要保證軟起動(dòng)裝置的接地設(shè)備安裝完好，以防止電擊或火災(zāi)事故。接地線不可和其他大電流負(fù)載共同接地，必須分別接地，接地線越短越好。

（3）在軟起動(dòng)裝置結(jié)束運(yùn)行時(shí)，不能直接斷開(kāi)主電路的電源來(lái)關(guān)閉電動(dòng)機(jī)。不要過(guò)于頻繁地起動(dòng)軟起動(dòng)裝置，每小時(shí)起動(dòng)次數(shù)不超過(guò)10次。

（4）在檢查軟起動(dòng)裝置時(shí)，主要檢查電纜或銅排連接處、螺栓是否有過(guò)熱痕跡等連接問(wèn)題，這是為了防止出現(xiàn)接觸不良的情況，若有此類情況應(yīng)對(duì)連接處螺栓緊固、過(guò)熱位置打磨處理，及時(shí)消除隱患。

（5）軟起動(dòng)裝置的相關(guān)連接線一定要注意絕緣層的保護(hù)，在檢查時(shí)要保證沒(méi)有破裂、損傷的痕跡，如果有應(yīng)及時(shí)對(duì)相關(guān)的接線進(jìn)行更換處理。

由于軟起動(dòng)裝置會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的溫度、灰塵等問(wèn)題而出現(xiàn)故障甚至損壞，因此對(duì)軟起動(dòng)裝置的使用和存儲(chǔ)要注意定期檢查和維護(hù)，要及時(shí)發(fā)現(xiàn)軟起動(dòng)裝置的異常問(wèn)題，消除裝置的安全隱患，保證泵站的正常運(yùn)行。

3 軟起動(dòng)裝置常見(jiàn)故障的診斷路徑

軟起動(dòng)裝置發(fā)生故障的原因有多種，下面對(duì)泵站軟起動(dòng)裝置在使用過(guò)程中常見(jiàn)的故障診斷路徑進(jìn)行分析。

（1）軟起動(dòng)裝置在使用或者調(diào)試時(shí)出現(xiàn)電機(jī)沒(méi)有正常運(yùn)行的情況，軟起動(dòng)裝置的故障燈亮了。這很可能是因?yàn)樵谄饎?dòng)時(shí)沒(méi)有正常地操作電源輸送順序，應(yīng)該先開(kāi)主電源送電，再開(kāi)控制電源；還有一個(gè)原因可能是電動(dòng)機(jī)在空載運(yùn)行，沒(méi)有接負(fù)載。

（2）電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)需要很長(zhǎng)時(shí)間。這可能是電動(dòng)機(jī)的參數(shù)設(shè)置問(wèn)題，并且要注意的是軟起動(dòng)裝置的功率一定要與電動(dòng)機(jī)的功率相匹配，不能相差過(guò)大，否則會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)燒壞設(shè)備。

（3）電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)時(shí)缺相或者起動(dòng)電流過(guò)大。這種現(xiàn)象出現(xiàn)可能是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的器件出現(xiàn)問(wèn)題，比如電源接線不正常或者內(nèi)部接線處損壞等。還有可能是接負(fù)載問(wèn)題，是否有接負(fù)載或者是負(fù)載超重等原因。

（4）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)一些嘈雜聲音或者是電機(jī)突然在沒(méi)有起動(dòng)信號(hào)時(shí)起動(dòng)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，很有可能是可控硅出現(xiàn)短路問(wèn)題，或者是因?yàn)榕月方佑|器觸點(diǎn)黏合。

（5）軟起動(dòng)裝置運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)冷風(fēng)機(jī)出現(xiàn)故障，比如冷風(fēng)機(jī)的風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)不靈敏有卡頓現(xiàn)象或者是冷風(fēng)機(jī)出現(xiàn)一些異常的振動(dòng)等。這時(shí)需要將軟起動(dòng)裝置斷電，檢查冷風(fēng)機(jī)扇葉是否出現(xiàn)問(wèn)題，還要查看軸承等器件是否損壞等。

（6）電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)過(guò)電流、過(guò)電壓、電弧過(guò)大等現(xiàn)象。其原因可能是環(huán)境的溫度過(guò)高或者是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)于頻繁，從而導(dǎo)致接觸器觸點(diǎn)灼燒、接觸不良。

（7）軟起動(dòng)裝置的參數(shù)設(shè)置出錯(cuò)。比如軟起動(dòng)器的起動(dòng)電壓設(shè)置參數(shù)過(guò)高或者過(guò)低，可能會(huì)導(dǎo)致故障燈亮，軟起動(dòng)裝置停止工作。因此在對(duì)電動(dòng)機(jī)與軟起動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)置時(shí)，一定要按照要求設(shè)置參數(shù)，不能隨意設(shè)置。

（8）軟起動(dòng)裝置的顯示屏上出現(xiàn)錯(cuò)誤亂碼或軟起動(dòng)裝置顯示屏不能顯示。這種現(xiàn)象很可能是由于外部因素導(dǎo)致內(nèi)部的顯示器接線松動(dòng)，應(yīng)該檢查連線。如果相關(guān)接線正常，可能是由于軟起動(dòng)裝置的控制板故障，應(yīng)該與專業(yè)的維修人員聯(lián)系進(jìn)行修理或更換。

除了以上9種軟起動(dòng)裝置的常見(jiàn)故障，在實(shí)際使用過(guò)程中還有可能出現(xiàn)其他故障。因此，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)熟悉軟起動(dòng)裝置內(nèi)部的器件，了解常見(jiàn)內(nèi)部器件的損壞會(huì)導(dǎo)致哪些故障，這才是故障診斷的最好方法。比如軟起動(dòng)裝置的參數(shù)設(shè)定出錯(cuò)或者外接的負(fù)載過(guò)重等，這些誤操作都會(huì)導(dǎo)致軟起動(dòng)裝置不能正常運(yùn)行。因此在對(duì)泵站軟起動(dòng)裝置進(jìn)行研究時(shí)，不能只知道理論分析，應(yīng)該在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中多多調(diào)試，理論結(jié)合實(shí)際，這樣才更加有利于泵站的正常運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

軟起動(dòng)裝置對(duì)電機(jī)的正常起動(dòng)發(fā)揮著重要作用，而電機(jī)的起動(dòng)直接關(guān)系泵站能否正常運(yùn)行，因此要對(duì)軟起動(dòng)裝置的運(yùn)行維護(hù)進(jìn)行相關(guān)研究，并探究軟起動(dòng)裝置的故障發(fā)生原因以及常用的解決方法，這對(duì)于軟起動(dòng)裝置在泵站工程中的正常使用具有重大意義。