电炉炼钢厂电气设备故障浅析及分类

摘要：本文对电炉炼钢厂热负荷试车以来发生的电气故障的进行了分类，并介绍了较有特点的故障实例，通过总结故障原因，找到解决问题的方法。 1 前言 　 电炉炼钢厂是一座设备先进，自动化水平较高的工厂，按工艺可划分为初炼炉、精炼炉及与它们配套的铁合金加料系统、四流合金钢连铸机，各区域内功能各异的单体设备较多。电控系统按控制特点可分为设置设备工作参数并对设备进行控制的上位机系统、对现场各类设备按工艺要求及设备特点作综合控制的基础自动化级和控制具体设备的电控柜、供电炉和精炼炉使用的35KV供电系统等，整个电控系统的I/O点多，分布区域广。电炉炼钢厂于2002年9月29日热负荷试车至今，在电控系统方面陆续出过影响生产的故障，现结合电气故障的特点，对目前电炉炼钢厂的电气故障作一分析和归纳，供同行参考及借鉴。 2 电气故障的特点 　 电气故障与其他设备相比，具有许多不同的特点： 2.1 电的不可见性 　 电按电压等级可分为强电和弱电，电流在电路中流动不能直观地感觉到，需用相应的检测仪器仪表来测量，电路的复杂程度和某些元器件的自身特点又使电气故障具有一定的隐蔽性和欺骗性，给故障的查找带来一定的困难。 2.2 突发性 　 电的传播速度极快，故障往往在瞬间发生，这种突发性给故障的预防带来了困难。 2.3 具体电气设备的故障表现形式相同，但原因多样 　 对于某一具体设备而言，故障现象相同，但故障原因会是多种多样的，这要求电气维护人员必须对电气设备的工作原理、设备的组成要有较清楚的认识，处理故障时的思路要开阔，利用通过处理故障时积累的经验较快地将故障范围缩小，减少故障热停工时间。 2.4 故障区域覆盖面广 　 通过电控系统实现某种功能，电气元件的分布区域可能很广，在电控室与操作室和现场元器件之间距离较远时，对故障点进行确认及处理时，耗费的时间较长，可能会因一个很小的故障而中断生产的连续性。 3 电炉炼钢厂电气故障的分类 3.1 安装不当引起的故障 　 从电炉炼钢厂热负荷试车至今，有相当一部分影响生产的故障皆与安装质量和安装方式有关，主要体现在接线不牢、电缆走向不合理、电缆未严格按具体设备的技术要求施工、检测元件的安装方式不适应相应设备的特点等，以下为电气故障实例： 　 1)由于控制柜中一电源线未接牢，造成合金加料区旋转溜管工作时断时续，使料线工作不正常，花费了较长的时间才查到故障点，将故障排除； 　 2)铁合金加料系统中有18只高位料仓，料仓下的电振给料机分别由6台变频器控制，电机和变频器之间通过变频器专用电缆连接。维护人员反映料仓工作时接触其外壳有触电的感觉，检查发现料仓与悬挂杆之间的结合部经常拉弧，且变频器电缆的屏蔽层未按变频器的安装要求同时与电机和变频器的接地端连接，按要求接好后此现象消除。 　 3)铁合金加料系统有段时间经常出现称量斗的称量值为负值，对准确调整精炼炉的钢种成分造成一定的影响，为防止这一情况的发生，修改了PLC程序，使料仓下的电振给料机在称量值出现负值时不予称量，但随后经常出现在称重信号为4mA时电振给料机不能工作，而此时PLC程序中对应的称重值为负值，过段时间后又恢复正常。经过长时间的观察发现当精炼炉钢包车工作时(变频器驱动)或电炉冶炼状况不理想时称重值为负值，对称重信号的电缆线路进行检查时发现称重信号电缆的屏蔽层在PLC侧未接地，处理后，该系统工作正常。 　 4)连铸区的移坯机经常冲过行程，造成机械设告损伤并影响了生产的顺畅。移坯机的工作行程由接近开关检测确认，移坯机工作时存在轴向串动，导致因移坯机上的检测块与接近开关之间的距离发生变化，使接近开关有时不能检测到移坯机而使其冲行程的故障，因移坯机工作时的径向串动很小，在将接近开关的安装方式旋转90度后再未发生因信号丢失而出现上述故障。 　 这类问题目前已得到较好的解决。 3.2 现场环境引起的故障 　 电炉炼钢厂的环境特点是高温、灰尘和潮湿，这对电气设备的影响都较大。 　 高温会降低现场电气设备的绝缘、缩短其使用寿命、影响现场电子设备的工作性能；通过安装前到外单位实习时了解到的一些使用情况，在安装时对大多数经过高温区的电缆的走向做了调整，对高温区附近的电缆桥架和电缆做了防护措施，但由于对电炉厂可能出现的工艺操作事故带来的后果的严重性的认识不足，忽略了某些低温区的电缆的防护，当事故发生时烧毁了该区域的电缆而扩大了事故范围。目前因高温引起的故障主要集中在电炉出钢车、精炼炉钢包车和连铸的冷床区的电缆短路、钢水溅出烧毁电缆以及高温区接近开关性能下降等。 　 灰尘的流动性强，对它的防护较难，其中含有的导电物资使带电设备的绝缘距离缩短，给设备的安全运行带来了隐患，一旦当导电灰尘积累到一定程度，就会导致故障的发生，目前故障主要发生在现场操作台、箱内的元器件上，已造成一台S7-200PLC、三台变频器损坏； 　 潮湿的环境使水分附着在绝缘材料的表面，降低了电气设备的绝缘电阻，电路发生短路的可能性大大增加，电炉炼钢厂中连铸浇铸平台上下因工艺对水的需要使周围的水气较大，已出现过振动台电机电缆接地使变频器保护动作和电缆之间因潮湿短路造成结晶器中液位检测装置的接收部分损坏的故障发生。 　 目前在这方面已采取了一些防护措施并已取得一定的成效，但难以较彻底的消除。 3.3 使用过程中出现的元器件故障 　 电炉炼钢厂内的电气元件点多分布广，电控室与现场之间的距离远，出现故障后哪怕是很细小的一个问题，如果处理时间稍长，都会造成这个浇次的中断，打乱生产节奏，损失较大，特别是连铸区域的公用部分在这方面尤显突出。因对元器件损坏的预防较难，目前一方面通过做好预防性维护，另一方面通过增加应急措施来减少对生产的影响，已取得一定的效果。 3.4 高压系统开关柜故障 　 这类故障主要集中在35KV高压开关柜，故障特点是一旦出现问题处理时间长，对生产的影响较大。从客观上讲故障原因是真空断路器在远未达到使用寿命的情况下出现真空管的真空度降低以及控制装置不应有的问题引发的故障，但归根结底还是对这种以前未接触的设备在维护与维修工作方面存在滞后。为避免这类故障，我们已经制定了相关的维护制度，加强了这方面的技术准备工作。 4 结束语 　 随着对电炉炼钢厂设备故障特点的了解，我们在处理电气设备故障的能力和手段方面得到了提高，并通过加强对制约生产的电气设备进行可靠性,的维护和改造，电气设备的故障率正在得到逐步的控制。