汽機房暖通控制室主機失去主電源原因分析及處理

摘要：暖通控制室是汽機房暖通系統(tǒng)的“大腦”，暖通控制室主機具有數(shù)據(jù)收集和處理、畫面顯示、參數(shù)報警、系統(tǒng)故障自診斷及報警等功能。一旦暖通系統(tǒng)發(fā)生故障產生報警或者觸發(fā)跳閘信號，暖通控制室主機均會存在報警或跳閘記錄。對系統(tǒng)運行影響較小或短時偶發(fā)報警，系統(tǒng)將自動復位，而觸發(fā)跳閘信號或對系統(tǒng)運行存在阻礙的報警將無法自動復位。主電源是PLC程控柜供電中心，一旦汽機房暖通控制室主電源發(fā)生故障，將造成汽機房大部分暖通系統(tǒng)不可用，對汽機房內設備的安全穩(wěn)定運行產生威脅?，F(xiàn)介紹了汽機房暖通控制室主機失去主電源問題的原因及處理方法，可為類似故障的定位和處理提供參考。

關鍵詞：汽機房;暖通系統(tǒng);主電源;中間繼電器

0? ? 引言

2019年11月2日，運行人員現(xiàn)場巡檢時發(fā)現(xiàn)汽機房暖通控制室主機畫面上顯示“失去主電源”報警，而汽機房暖通程控電源柜電源指示白燈亮，說明曾經發(fā)生過電源故障，隨后電源系統(tǒng)自動恢復正常。暖通控制室主機具有數(shù)據(jù)收集和處理、畫面顯示、參數(shù)報警、系統(tǒng)故障自診斷及報警的功能。一旦暖通系統(tǒng)發(fā)生故障產生報警或者觸發(fā)跳閘信號，暖通控制室主機均會存在報警或跳閘記錄。對系統(tǒng)運行影響較小或短時偶發(fā)報警，系統(tǒng)將自動復位，而觸發(fā)跳閘信號或對系統(tǒng)運行存在阻礙的報警將無法自動復位。此時觸發(fā)的“失去主電源”報警作為偶發(fā)性報警，短時發(fā)生后系統(tǒng)恢復正常，由于電源相關報警影響整個系統(tǒng)的正常運行，短時存在且自動復位，報警記錄將會持續(xù)存在，直至人為復位。暖通控制室程控電源柜作為PLC程控柜上游電源供電中心，一旦失電，將造成汽機房大部分暖通系統(tǒng)不可用，對汽機房內設備的安全穩(wěn)定運行產生嚴重威脅。

1? ? 原因分析

2019年11月6日，經過前期對汽機房暖通控制室主機主電源失電報警現(xiàn)象的了解和對暖通控制室主機報警記錄的查看，檢修人員開展了故障原因分析，暖通控制室主機顯示失去主電源的原因可能有以下幾個方面：

（1）暖通控制室作為汽機房通風設備的控制中心，為汽機房各設備恒溫恒濕環(huán)境提供了重要保障。為了避免暖通系統(tǒng)因為電源故障造成通風設備不可用，整個暖通系統(tǒng)采用雙電源控制——主電源和備用電源。正常運行情況下，主電源投運工作，備用電源熱備用;一旦發(fā)生主電源故障系統(tǒng)失電，瞬間切換投運備用電源，整個過程控制在幾十毫秒至幾百毫秒以內，有效避免了電源失電造成暖通系統(tǒng)運行障礙。如果暖通系統(tǒng)運行過程中雙電源切換裝置發(fā)生本體故障，造成主電源失電，自動由主電源切換至備用電源。此雙電源切換裝置采用WATSNA-63/40.2CBR施耐德雙電源轉換開關，觸頭系統(tǒng)采用“單刀雙擲”設計，體積小，結構簡單。一旦檢測三相存在斷相、欠壓、過壓和失壓等故障，將快速實現(xiàn)電源切換。此類裝置可靠性高，發(fā)生故障概率較低，一旦切換備用電源，不會自動恢復正常。汽機房暖通程控電源柜電源指示燈持續(xù)點亮的現(xiàn)象說明，主電源只是短時發(fā)生失電故障后又自動恢復正常，由此可以排除雙電源裝置本體故障造成的主電源失電報警。

（2）主電源上游MCC斷路器發(fā)生故障跳閘或由于運行人員走錯設備間隔發(fā)生人因失誤誤將主電源上游MCC斷路器分閘，造成主電源喪失，隨后自動切換至備用電源。汽機房暖通系統(tǒng)使用雙電源系統(tǒng)，上游MCC斷路器同樣分為兩路，主電源回路與備用電源回路存在電氣聯(lián)鎖信號，一旦主電源因故障失電，備用電源將通過聯(lián)鎖信號啟動，并在雙電源裝置中切換至備用電源，可有效保障暖通系統(tǒng)電源回路的正常供電。但發(fā)生主電源回路故障切換至備用電源后，不會自動切回主電源回路，由此可知此故障不是造成主電源短時失電并恢復的根本原因。對主電源失電報警期間其上游MCC斷路器所在低壓母線段的檢修工作和運行活動進行逐個排查和了解，幾乎不存在走錯間隔的檢修工作和運行活動，所以由于人因失誤誤分斷路器造成主電源失電的情況也可以排除。

（3）主電源控制回路元器件偶發(fā)性故障或控制回路至下游PLC回路故障造成主電源控制回路故障，進而造成主電源失電報警。主電源控制回路中包含失電繼電器、雙電源切換裝置、6 kVA UPS電源、PLC電源模塊等負載設備，主電源控制回路中繼電器內部故障、控制柜內主電源控制回路接線端子松動、電源模塊發(fā)生接地故障等均會造成主電源短時失電故障。此類故障存在偶然性，間歇性地發(fā)生造成主電源失電后，在備用電源還未成功切換前如故障消失，主電源即可恢復投運，暖通系統(tǒng)基本不受影響。這種短時報警又自動復位未觸發(fā)備用電源投運的情況與現(xiàn)場發(fā)生報警的現(xiàn)象十分吻合，可作為重點排查原因。

2? ? 故障處理及原因定位

由于主電源正常工作且暖通系統(tǒng)相關通風機組均處于正常投運中，對于故障的檢查采用在線方式進行，否則斷電后無法明確故障點。打開汽機房暖通程控電源柜后（整個雙電源切換系統(tǒng)及主電源控制回路元器件安裝在此程控電源柜），使用萬用表對控制回路主回路進行測量，測量主回路繼電器KA1進出線電壓正常，而暖通控制室主機“失去主電源”報警持續(xù)存在。繼續(xù)檢查主電源控制回路至程控柜PLC控制回路，控制回路電壓正常，PLC程控柜中電源模塊輸入、輸出正常，且無任何元器件存在明顯損壞燒灼痕跡。

檢查主電源控制回路上游MCC斷路器報警歷史，無報警記錄及異常情況。通過追溯暖通系統(tǒng)主機以往故障檢修記錄發(fā)現(xiàn)，汽機房暖通系統(tǒng)主機曾經出現(xiàn)過繼電器KA1故障造成主電源失電報警，更換繼電器KA1并將主電源失電報警復位后，汽機房暖通系統(tǒng)主電源恢復正常。結合主電源控制回路電氣圖紙分析，可初步推斷此次主電源失電報警主要原因：KA1繼電器發(fā)生短時故障，進而觸發(fā)“失去主電源”報警，而在備用電源切換投運前，KA1繼電器故障消失，主電源再次投運。

此繼電器為歐姆龍MY2NJ型電磁式中間繼電器，使用壽命為正常通斷40萬次。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點彈簧組成，只要在線圈兩端加上一定電壓，線圈中就會有電流流過，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力被吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點和靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力下返回原來的位置，使動觸點和原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。此繼電器具有兩副常開觸點、兩副常閉觸點。拆除繼電器KA1并使用萬用表測量各常開、常閉接點，發(fā)現(xiàn)KA1繼電器一副常開觸點正常，控制回路中使用的一副常閉觸點存在異常，測量直阻在幾歐到幾十歐之間跳動，懷疑內部金屬表面存在氧化造成接觸電阻增大，將其就地解體后發(fā)現(xiàn)KA1繼電器使用的常閉觸點金屬表面確實存在氧化膜，去除氧化膜后發(fā)現(xiàn)效果不理想，于是領取備件對其進行更換，并手動將“失去主電源”報警復位。對暖通控制室主機觀察多日，均未再出現(xiàn)“失去主電源”報警，缺陷得以確認并消除。

3? ? 結語

通過對汽機房暖通控制室主機“失去主電源”報警的主要原因分析及主電源控制回路的排查，確認主要原因為主電源控制回路中MY2NJ型歐姆龍中間繼電器偶發(fā)性故障造成“主電源失電”報警。檢查此繼電器使用年限時發(fā)現(xiàn)，汽機房暖通系統(tǒng)投運時間較長，已超過十年。而通用中間繼電器使用壽命根據(jù)電氣接點通斷次數(shù)計算，此繼電器壽命為通斷40萬次，由于此繼電器使用年限較長，并受外部環(huán)境因素影響，繼電器常閉觸點接線端子表面發(fā)生氧化，造成常閉觸點接觸電阻變大，使得主電源控制回路偶發(fā)斷路觸發(fā)“主電源失電”報警。由于此報警無自動復位功能，一旦閃發(fā)出現(xiàn)，此報警將一直存在，需要人為復位。

由此，對于工作現(xiàn)場長年使用的繼電器等備件，務必要定期進行檢查及試驗，確保都能正常工作，一旦產生異?；蚨啻纬霈F(xiàn)偶發(fā)故障，建議直接更換，避免設備投運過程中產生異常停運或誤報警，造成不必要的經濟損失或設備損壞。

收稿日期：2020-04-21

作者簡介：歐陽?。?983—），男，江西新建人，碩士研究生，工程師，研究方向：高壓兼低壓電氣設備缺陷的處理。