Altistart48软起动器故障分析与处理

    施耐德Altistart48软起动器在电气控制系统中应用较为广泛，但是其说明书上设计的软起动器外部控制电路中存在错误。虽然逻辑上没有问题，但实际应用时却行不通， 造成软起动器经常出现故障，影响设备平稳运转。热泵机组技术人员结合实际生产经验、认真分析故障原因，最终解决了该问题。

    1 问题的提出    大庆石化公司腈纶厂2009年7月安装了2台热泵机组，每个机组采用1台施耐德公司Altistart48型软起动器控制1台90 kW的压缩机用电机，电机额定电流为180 A，转速为1430 r/min。2台机组的施工图纸均由某设计院设计。2009年8月投用后，经常打出PHF缺相故障，给运行维护人员带来不便。技术人员参照说明书，经过测试和判断， 逐一排除了说明书中提出的可能导致PHF故障的各种原因，仍未能解决问题，后经过分析判断和试验，确定是停车控制逻辑存在问题。

    2 热泵机组电气控制系统     2.1 电气控制系统组成     热泵机组电气控制系统主要由软起动器、进线接触器KM、旁路接触器KM1、电机综合保护器和PLC系统组成。     2.2 起停过程

   （1）起动过程。操作人员在PLC系统的OP板上发出起动命令，PLC随即发出起动信号，PLC输出YB触点闭合， 进线接触器KM吸合，KM常开辅助触点闭合，软起动器得到起动信号，经过设定的起动延时后，软起动器的起动结束继电器R2激活，其常开触点R2A-R2C闭合，旁路接触器KM1吸合，起动过程结束。    （2）停止过程。停止过程分为自动、手动和急停3种方式。自动方式下，停车由系统压力和温度控制，当2个参数满足停车条件时，PLC发出停车信号，PLC输出YB触点断开，进线接触器KM释放，KM常开辅助触点断开（同时，KM主触点也断开了，热泵主回路失电），软启动器得到停车信号，使套管的原有插入深度和套管的根部直径有了较大的改变， 经过连续使用6 a的实践证明，取得了很好的效果，温度测量更加准确、可靠。减压转油线热电偶套管断裂的主要原因是由于共振问题。通过对热电偶套管以工艺介质流速状态下的合理计算以及加工方式的正确选择，可以避免热电偶套管断裂的发生，从而延长热电偶套管的使用寿命，保证测温仪表的准确、安全、长周期运行。继电器R2失效，其常开触点R2A-R2C断开，旁路接触器KM1释放，电动机自由停车。手动方式下，操作人员在PLC系统的OP板上发出停止命令，PLC随即发出停止信号，以下停车过程与自动方式相同。紧急状态下，SB急停按钮被按下，进线接触器KM失电释放，软起动器主电源被切断，机组因失电而停车。     3 故障现象、处理过程及解决方案     3.1 故障现象     热泵机组安装完毕，软起动器参数设置完毕，开始调试。起动过程一切正常，启动后电机及压缩机也工作平稳，性能符合工艺要求，但是停车时经常打出PHF缺相故障，断电复位后仍能再次正常起动。

    3.2 处理过程    （1）判断是否为软起动器负荷侧故障。按照说明书，检查了电机的接线和直流电阻检查了旁路接触器接线及其触头接触电阻，检查了软起动器的接线，皆正常，然后我们又测试了电机运行时的电流和电压，三相平衡，电机温度正常。因此，排除了负荷侧存在问题的可能性。    （2）判断是否为软起动器电源侧故障。按照说明书，检查了电源侧空气开关、进线接触器的接线和触头接触电阻，皆正常，然后又测试了软起动器电源侧各处的电压，三相平衡，各元件工作良好。因此，我们排除了软起动器电源侧存在问题的可能性。

   （3）判断是否为旁路故障。将旁路接触器KM1的控制线和主回路接线全部拆除，用软启动器直接驱动电机，结果问题仍然存在。因此，排除了软起动器旁路存在问题的可能性。   （4）判断是否为软起动器本身故障。由于施耐德Altistart48型软起动器不能空载试运的特性，因此只能从测试其可控硅元件的直流电阻等方面对其进行判断。经测试，每相可控硅阻值均在160kΩ左右，元件正常。又按照施耐德工程师的建议，重新优化了加速斜坡时间ACC 初始启动力矩T90、电机热保护THP等参数，结果仍没有改善。接下来，更换了1台软起动器，问题依然存在。     3.3 解决方案     根据PHF故障只在停车阶段出现这个现象，且单个元件测试都正常，认为问题并非是某个元件故障引起的，而是停车控制逻辑上存在问题，因此必须从逻辑上寻找问题原因。经过分析，将电气接线图进行了修改，在系统中增加了一个单独的起停控制继电器KA1，进线接触器KM只作为紧急停车用，改变了热泵的起停过程。     （1）起动过程。合上进线空气开关QA，进线接触器KM即吸合，KM主回路触点闭合。操作人员在PLC系统的OP板上发出起动命令，PLC随即发出起动信号，YB触点闭合，起停控制继电器KA1吸合，KA1常开触点闭合，软起动器得到起动信号，经过设定的起动延时后，软起动器的起动结束继电器R2激活，其常开触点R2A-R2C闭合，旁路接触器KM1吸合，起动过程结束。

    （2）停止过程。停止过程分为自动、手动和急停3种方式。自动方式下，停车由系统压力和温度控制，当两个参数满足停车条件时，LC发出停车信号，YB触点断开，KA1释放，KA1常开触点断开，软启动器得到停车信号 继电器R2失效，其常开触点R2A-R2C断开，旁路接触器KM1释放，电动机自由停车。手动方式下，操作人员在PLC系统的OP板上发出停止命令，PLC随即发出停止信号，以下停车过程与自动方式相同。紧急状态下，SB急停按钮被按下，进线接触器KM失电释放，软起动器主电源被切断，机组因失电而停车。按新方案和接线图进行接线后，该故障现象消失，问题得到了解决。需要说明的是，在紧急情况下，使用SB急停按钮停车时仍会使软起动器打出PHF故障，但这属于特殊情况，可以按照PHF的消除方法进行软起动器复位；如果想彻底消除这个问题，只需在进线接触器KM线圈前串接一对延时打开触点即可，建议不要这样做，因为增加了元器件后，接线变得更加复杂，容易造成急停不能及时起作用，造成严重的人员及设备伤害，严重影响生产和安全。

     4 结束语     原方案导致停车时经常打出PHF缺相故障的原因是：由于进线接触器KM的主触头和辅助触头在接触器释放时几乎同时动作，软起动器的停车命令尚未生效时，检测软起动器电源故障的信号PHF已经形成，并显示于操作面板上，致使软起动器停车后必须断电复位才能再次开车。按新方案接线后，避免了上述情况的发生，使软起动器的停车过程简化，问题消除。实践证明，经过修改后的热泵机组电气控制方案较之说明书上的方案更加合理，更符合施耐德软起动器的工作特性，保证了热泵机组的正常连续运转。