#9機組電磁振打過流原因分析

張家工

摘 要：安陽電廠#9機組電除塵頂部電磁振打系統(tǒng)，投入運行已十余年。在運行時間的后半段，多次出現(xiàn)振打電流過大現(xiàn)象。文章細(xì)介紹了電磁振打的具體情況，并對過流原因進(jìn)行了較全面的分析。分析表明，#9機組電磁振打過流現(xiàn)象的主要原因有：第一，可控硅及二極管反向截止電阻過小；第二，振打錘底座下陷或者存在機械卡澀；第三，絕緣等級降低，導(dǎo)致設(shè)備接地。

關(guān)鍵詞：電磁振打；過流；原因

1 概述

安陽電廠#9機組電磁振打控制系統(tǒng)采用的是北京信實德電氣設(shè)備有限公司設(shè)計的EPCON電除塵器智能電磁振打控制系統(tǒng)。電磁振打控制系統(tǒng)是專門用來控制除塵器振打設(shè)備的系統(tǒng)，通過振打器的作用，對極板上的積灰傳遞一種上大下小的振打力，從而有效地清除沉積在電除塵器極板和極線上的粉塵。振打器設(shè)置在除塵器頂部，運行部件處于煙塵之外，有利于振打系統(tǒng)的可靠運行和日常維護。但是由于設(shè)備投產(chǎn)較早，就地設(shè)備運行時間已在10年以上，在長時間、大周期的運行中，往往會出現(xiàn)振打電流過大，引起控制電纜發(fā)熱抖動的問題，嚴(yán)重時，甚至?xí)l空氣開關(guān)，影響除塵系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

2 電磁振打系統(tǒng)工作原理簡介

電磁振打是利用電磁力工作的。當(dāng)振打線圈中流過直流電流時，產(chǎn)生磁力將振打棒吸起至某一高度，然后斷電，磁力消失，振打棒落下撞擊陽極板或陰極框架，產(chǎn)生振打力。電磁振打系統(tǒng)采用西門子s7-200型PLC進(jìn)行邏輯控制，將振打器連接成矩陣形式（如下圖1所示），振打器跨接在行線（L1～L19）和列線（N1～N18）之間，由PLC發(fā)出觸發(fā)信號，通過可控硅的選擇性通斷作用，來操縱被控負(fù)荷（電磁振打器）動作。同時，通過設(shè)置脈沖寬度，來更改振打柜對每個振打器的供電時間，調(diào)整電磁錘的提升高度，從而調(diào)整振打力的大小。本系統(tǒng)要求任何時刻，矩陣中不能有兩個或兩個以上的振打器同時工作，即每次只允許一個振打器投入運行。

3 電磁振打系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)及運行現(xiàn)狀

3.1 電磁振打系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)

3.1.1 安陽電廠頂部電磁振打采用分組方式。將頂部電磁振打分為A、B兩側(cè)，每側(cè)控制系統(tǒng)布置大功率可控硅34個，最大負(fù)載電流100A；布置共陽極二極管72個，最大負(fù)載電流50A；布置276個電磁錘振打器，分為陽極振打180個，陰極振打96個，按雙8*9矩陣形式排列，振打高度在0～30cm范圍內(nèi)可調(diào)。

3.1.2 供電及檢測電源采用三相整流供電方式，輸出電壓直流220V，最大電流可達(dá)100A，輸出電壓可用整流電源模塊上的旋鈕進(jìn)行電壓調(diào)整。

3.1.3 振打器線圈電阻正常情況下在5Ω左右，振打電流采用電流互感器測量，轉(zhuǎn)換后輸出標(biāo)準(zhǔn)4～20mA信號，正常工作電流在40A～60A范圍內(nèi)，系統(tǒng)設(shè)置開路電流為1A，過流電流值為150A，嚴(yán)重過流電流值為200A。在工控機監(jiān)視畫面上，振打器正常工作狀態(tài)為綠色，開路顯示為黃色，過流顯示為藍(lán)色，嚴(yán)重過流顯示為紅色。

3.2 電磁振打系統(tǒng)運行現(xiàn)狀

電磁振打設(shè)備在長周期運行中，并且頂部振打處于露天環(huán)境，存在著部分控制設(shè)備老化以及就地設(shè)備絕緣強度降低的問題。在實際工作中，特別是在陰雨天氣，檢修人員往往會發(fā)現(xiàn)下列問題：

3.2.1 在工控機監(jiān)控畫面上，振打器工作狀態(tài)出現(xiàn)大面積藍(lán)色，甚至是紅色，此時的瞬時監(jiān)視電流大大超出正常工作振打電流，高達(dá)150多安，導(dǎo)致電纜發(fā)熱、抖動，甚至?xí)l空氣開關(guān)。

3.2.2 在電磁振打器就地檢查發(fā)現(xiàn)，有時會有多達(dá)10多個振打器同時工作，但振打提升高度不夠。

4 電磁振打系統(tǒng)過流原因分析

設(shè)備出現(xiàn)過流問題，有兩種可能，一是控制部件故障，二是就地設(shè)備由于機械或電氣故障引起過流。

4.1 可控硅及二極管反向不截止

#10機組電磁振打過流現(xiàn)像的出現(xiàn)，與設(shè)備的疲勞周期息息相關(guān)?？煽毓杓罢鞫O管長期頻繁通電斷電，帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)，在長周期運行中，設(shè)備老化，產(chǎn)生反向擊穿是一個比較主要的原因。通過對可控硅及整流二極管的直流電阻測量，發(fā)現(xiàn)確實存在部分可控硅及整流二極管反向不截止，正常條件下，截止電阻在100KΩ左右，故障者為20 KΩ甚至更小。故障可控硅及整流二極管失去了其開關(guān)電路的能力，會導(dǎo)致多個振打錘同時振打，多個振打器并聯(lián)工作，減小了線路電阻，導(dǎo)致瞬間振打電流過大。

4.2 機械卡澀

對就地設(shè)備檢查時發(fā)現(xiàn)，個別振打錘由于長期振打，底座下陷，引起振打錘下落，當(dāng)線圈中通過直流電時，產(chǎn)生的電磁力不足以使振打錘提升足夠高度，甚至振打錘根本無法提起，線圈負(fù)載重從而引起瞬間過流。還有的是在機組長時間停備用期間，惡劣的天氣環(huán)境導(dǎo)致露天存在的振打器底座嚴(yán)重腐蝕，造成其傾倒，機械式卡澀導(dǎo)致振打錘無法正常提起，引起瞬間過流。

4.3 存在接地現(xiàn)象

線路中存在接地現(xiàn)象是導(dǎo)致電磁振打過流的一個主要原因。如果存在接地點，220V的直流電壓，將會不通過振打器，直接通入大地，此時線路電阻極小，往往會發(fā)生嚴(yán)重過流現(xiàn)象。對于接地的情況，采取逐步排查方法來尋找設(shè)備接地點。

4.3.1 控制電纜本身接地?？刂齐娎|露天敷設(shè)，長期風(fēng)吹日曬雨淋，引起表皮絕緣強度降低，或者受到外來重物撞擊、磨損，當(dāng)有大電流通過時，往往會發(fā)生接地現(xiàn)象。檢修人員使用500MΩ歐姆表，對控制柜到頂部端子箱的連接導(dǎo)線測量絕緣后，發(fā)現(xiàn)電纜對地以及相間絕緣均正常，大于50MΩ，接地點應(yīng)該出現(xiàn)在頂部端子箱至振打器的連接導(dǎo)線上。

4.3.2 對頂部端子箱至振打器的連接導(dǎo)線采取逐個排除的辦法。逐個拆下測量，最后確定是哪一根連接導(dǎo)線出現(xiàn)接地現(xiàn)象。接地現(xiàn)象的產(chǎn)生，主要原因在于振打器線圈對除塵器殼體短路。這是由于長期振動，導(dǎo)致振打線圈松動，以及振打錘長期磨損，導(dǎo)致線圈絕緣保護層破損，從而產(chǎn)生對殼體短路的現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

安陽電廠#9機組電磁振打過流現(xiàn)象的主要原因有三個方面：第一，可控硅及二極管反向截止電阻減小，工作中導(dǎo)致多個振打器同時工作；第二，振打錘長期受力底座下陷或者存在機械卡澀，造成線圈過載；第三，絕緣等級降低，導(dǎo)致設(shè)備接地。