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直流屏更换引起压缩机组停机事故

2021-03-15

某日,某公司空分装置K-J301空气压缩机更换直流屏时,暂停电直流电源过程中,反馈给机组现场控制箱的电气高压开关柜合闸成功信号突然消失,引发压缩机组现场控制箱内PLC连锁停机,造成全公司供风量减小1/2。2停机原因分析压缩机组现场控制箱与高压开关柜电气联系见表1。现场控制箱内PLC逻辑为一旦检测到高压开关柜反馈的合闸成功信号断开,就认为机组高压开关柜跳闸,从而连锁进行工艺停机(关闭相应出、入口阀),同时发停机命令给开关柜进行开关柜断路器跳闸,停主电机。表1压缩机组现场控制箱与高压开关柜联络接口序号信号名称方向备注1合闸指令压缩机高压柜压缩机提供无源脉冲(2s)合闸指令信号2跳闸指令压缩机高压柜压缩机提供无源脉冲(2s)跳闸指令信号3开关柜综合故障保护反馈高压柜压缩机高压柜提供无源常闭反馈信号,闭合则高压柜运行正常,断开则故障保护,连锁停机4合闸成功反馈高压柜压缩机高压柜提供无源常开反馈信号,闭合则高压柜合闸,断开则高压柜分闸,连锁停机在进行直流屏更换作业时,压缩机直流控制电源短时中断2min。压缩机电气高压开关柜送给现场控制箱PLC的合闸成功信号为断路器合位扩展继电器KA1的常开点,如图1所示。在直流控制电源失电时,继电器KA1线圈失电,其常开点断开,现场控制箱PLC检测到“开关柜跳闸”,从而连锁进行停机。此时,开关柜无直流控制电源,断路器并未跳闸,主电机仍运行,而压缩机组已进入工艺停机状态,出口阀关闭,放空阀打开,压缩机组退出系统管网运行。2min后,直流控制电源恢复,直接接通开关柜跳闸回路使断路器跳闸,电机断电停机,其停机流程如图2所示。1(+KM)1X1(#122端子)KA1KA1355QF152(-KM)1X2(#123端子)合位扩展继电器合位至机组控制箱图1开关柜至现场控制箱PLC的运行状态图图2压缩机停机流程图直流失电KA1失电KA1常开点断开PLC连锁停机直流恢复跳闸回路接通主电机停关出口,开放空阀,连锁停主机,但主机无法停机3改进措施对外引至DCS或PLC的高压开关柜合闸成功信号要求:对于参与重要连锁的机泵开关状态点,要求必须与开关柜断路器实际合分闸状态100%相对应,不宜采用扩展继电器方式。本压缩机采用合位扩展继电器常开点输出给PLC作为机组运行信号,在电气二次控制回路设计上存在重大隐患。电气安全理论要求得电跳闸,跳闸出口继电器正常运行时不通电,允许直流控制电源异常或短时失电,重点防止误动引发事故,主要考虑误动时造成损失大。仪表生产理论要求断电跳闸,跳闸出口继电器正常运行时通电,部分连锁没有后备执行机构,重点防止拒动,主要考虑拒动时造成损失大。压缩机只取开关柜断路器合位辅助点来判断主电机运行,逻辑判据并不严密。发生线路接点接触不良、触点抖动、电缆线路故障等,均会引起运行信号消失、机组连锁停机,所以此判据误动率高。综上所述,造成压缩机连锁停机的根本原因是直流屏更新造成压缩机控制电源短时失电、至PLC电机运行状态点采用扩展中间继电器常开点、控制箱PLC采用运行状态合位单点作为电机运行判据同时存在,因此只要一个条件不具备就不会引发此类停机事故。本次技改措施主要从后面两个条件入手。(1)方案一:取消断路器合位扩展继电器KA1,采用断路器QF常开点作为机组运行信号的判断,从而实现100%反映开关柜断路器合分闸状态,消除直流电源异常或短时失电引起的运行信号消失隐患。经查,开关柜所用(下转第123页) 断路器具备5常开5常闭辅助点,而实际仅使用4常开4常闭辅助点,所以没有必要采用合位扩展继电器方式,改进后的接线如图3所示。

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