進口加熱器SCR功率控制柜的故障分析與處理
來源:用戶上傳
作者:
摘 要：本文針對一款國際流行電加熱設備的功率控制系統進行了典型故障分析，通過相應的解決方案，有效提高了功率控制系統的運行及維護水平。
關鍵詞：SCR功率控制；PID運算；典型故障分析；解決方案
本文中的電加熱設備產自美國一家大型電熱及溫控生產廠家，該公司產品范圍幾乎覆蓋了全球整個工業電熱的應用領域，其SCR控制柜將溫度控制、過熱控制、客戶輸入和SCR功率控制整合為統一的功率控制系統，被加熱的介質溫度通過溫度傳感器輸入到調節儀表、DCS或 PLC，經過PID運算或特點溫度算法后，輸出控制信號（模擬量或總線信號）到電源調功器作為設定值進行調節，SCR調功器根據設定值進行加熱功率的調節，從而實現精確的溫度調節控制。
1 典型故障分析及解決方案
1.1 故障現象一：加熱器啟動時控制電源開關短路跳閘
故障原因：DCS啟停信號為有源信號時，會導致該信號與控制柜二次電源沖突，加熱器啟動后兩種電源接通狀態下出現短路電流導致開關跳閘。
解決方案：啟停信號改為無源開關（干接點信號）或在控制柜內增加一個中間繼電器，把來自儀表DCS系統的有源信號接至繼電器線圈，DCS發出啟動命令后，繼電器線圈得電吸合，取其常開觸點接至加熱器啟停輸入端子用于控制加熱器啟停。
1.2 故障現象二 ：停機狀態可控硅仍有輸出信號，可控硅控制板的輸出指示燈閃爍，同時伴隨可控硅故障報警
故障原因：DCS模擬量分配板故障；停機狀態下DCS信號沒有復位
解決方案：檢查4-20mA分配板各通道的輸出電流，在DCS模擬量信號復位的情況下分配板的某一線路仍有輸出信號，既可判斷模擬量分配板故障并予以更換；可控硅控制板在檢測一次輸入端沒有電壓及輸出端開路的情況下，如果收到模擬量給定信號，就會誤判為電源或可控硅一次故障進而報警，需把DCS模擬量信號復位。
1.3 故障現象三 ：運行狀態下單路可控硅故障報警
故障原因：故障線路開路或可控硅短路
解決方案：首先通過柜面報警指示確認哪組可控硅故障，再經過可控硅短路監控板的指示燈確認哪一相可控硅報警，確認后停機對本線路進行通斷檢測包括保險絲組、接觸器等元件，并對可控硅進行檢測。
1.4 故障現象四：調功柜內GFI（零序電流保護器）故障報警并連鎖停機
故障原因：加熱管束內絕緣過低；GFI零序保護裝置設定數值偏小導致誤動作
解決方案：連鎖停機后檢測加熱器相間阻值及對地絕緣，如發現故障線路，則需要至現場更換備用加熱束；如測量后均無問題，則應適當調大GFI保護電流的定值（運行中調節會導致連鎖停機），GFI裝置動作之前一般會伴隨報警指示燈閃爍及本體內繼電器異響，如發現此類問題，應及時聯系工藝停機進行檢測，檢測加熱器無問題后則調大保護定值就會避免停機事故的發生，此外GFI漏電保護裝置檢測到漏電電流進而動作保護時，因加熱器連鎖停機后此故障會消失無法保持，建議將GFI元器上的X1，X2端子短接，取GFI裝置的備用常開觸點配制為自保持回路控制原報警信號燈，這樣在機組停機后能夠第一時間判斷出故障類別。
1.5 故障現象五：加熱器運行過程中DSC溫度調節出現異常波動
故障原因：可控硅調節板（調功板）故障
解決方案：加熱器運行過程中出現溫度的控制波動或DCS給定量變化，需檢查功率調節柜內的可控硅調節板，其調節板上的輸出指示燈代表著給定量的多少，輸出越高，指示燈閃爍頻率越小，直至常亮代表滿負荷輸出，多路加熱器的模擬量信號由分配板統一給定，所以其輸出指示燈的閃爍程度是一致的，通過對比指示燈的閃爍程度可直觀判斷出故障調功板，確定故障調功板后需停機更換，調功板故障一般會出現全開度輸出或低開度輸出的故障現象，極易影響工藝的溫度調節。
1.6 故障現象六：工藝溫度快速下降，加熱器運行指示正常且無報警信號，加熱器無輸出電流，可控硅控制板指示燈不亮，更換主板后送電會導致主板保險絲熔斷
故障原因：可控硅散熱風扇短路
解決方案：在發現上述故障現象時應首先檢查主板保險絲是否熔斷，確認后檢測可控硅散熱風扇，對短路風扇予以更換。
2 加熱器使用經驗分享
?、傩峦队没蜷L期停用的加熱器需進行絕緣測量和烘機試驗，美國廠商規定加熱器烘機試驗應為半功率狀態（即可控硅輸出低于50%），輸出信號不宜過高給定，每次上調應在5%以內，每30分鐘降低15%負荷，如此往復使加熱束中產生溫差把濕氣充分蒸出；②加熱器投用后滿負荷運行才能達到工藝指標的，應及時檢查現場工況，工藝管線閥組需嚴格保溫，此工作應在試機之前完成，現場完善的保溫措施是加熱器滿足工藝要求與節能的重要因素。③因工藝授權和設備匹配等因素，設計中難免存在諸多問題，為電加熱器的實際安裝和運行帶來不便。例1：我公司在加熱器一次接線過程中，發現四組加熱管束的出廠安裝順序錯位，介質進口至出口的加熱管束功率應為遞增設計，實際有兩組管束裝反，這樣會擾亂介質的受熱狀態，極易影響工藝指標。例2：設計中SCR功率調節柜的故障信號沒有傳送給DCS中控，工藝人員無法掌握加熱器調功柜的狀態，當加熱器單路可控硅故障后DCS系統會自動提高輸出，加熱器負荷增大且極其造成超溫，中控系統與調功系統異地安裝時應設計有狀態反饋信號。
參考文獻：
[1]王兆安，劉進軍.電力電子技術.[M].北京：機械工業出版社，2018.
轉載注明來源:http://www.hailuomaifang.com/1/view-14851006.htm
