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中厚板分厂精轧机传动装置跳电事故处理案例(ligangfu)

中厚板分厂精轧机传动装置跳电事故处理案例

八钢公司轧钢厂设备室李刚夫

一.故障背景

精轧机组上下辊主电机为两台7000kW 0-50/120rpm 同步电机,分别由一套大功率交-交变频器驱动,控制系统采用了西门子SIMADYN-D 全数字64 位处理器组成的矢量控制技术。此系统具有控制精度高、响应速度快等特点,非常适用于中厚板主轧机功率大,转速低,频繁可逆和过载的恶劣工况。

2012年11月7日,中厚板分厂精轧机组下辊生产中发生了传动装置跳闸停机故障。现场设备技术人员对设备进行检查,更换脉冲接口板,EP22定子电流控制卡,SA60卡,可控硅脉冲放大板之后均不能解决问题,最后更换主电机编码器后设备再次投入正常运行。

二.故障结论

主电机编码器由于安装质量差,造成编码器损坏是本次事故的直接原因。

三.故障处理

第一阶段主要检查同步电压,柜内接线

2012年11月07日21:50 精轧第四道次抛完钢后跳电,下辊主传动报警: PHASE A COLLECTIVE ERR.EW2 FROM I-CONTROL; 电流控制A相EW2故障字综合故障

COLLECTIVE ERROR PHASE A(EWSW02.12); A相综合故障

PHASE B COLLECTIVE ERR.EW2 FROM I-CONTROL; 电流控制B相EW2故障字综合故障

COLLECTIVE ERROR PHASE B(EWSW02.13); B相相综合故障

精轧机曾经由于35kV PT柜内的保险熔断,同时报出上述A相、B相、C 相故障。根据经验王缂检查主传动柜内同步电源(106V)正常,又到35kV的PT柜检查保险未熔断,通知生产继续轧钢。

07日23:18分下辊主传动报警:A相EW2错误故障,A相综合故障,检查主传动柜内同步电源开关均正常,紧固线路未发现接触松动,通知生产继续轧钢。

07日23:40值班调度通知苗劲蓬精轧下辊主电机跳了两次,苗劲蓬到现场王缂在35KV高压柜处测试同步电源。苗劲蓬则在主传动室继续进行同步电源测试。王缂检查完35KV的PT柜内接线回到主传动室,两人查看传动手册故障信息提示的可能原因是同步电源故障,王缂咨询赛迪李育林答复原因也在同步电源。

因为精轧机上下辊主电机共用一个同步电源,如果同步电源有问题应该上、下主传动柜都会报故障,王缂继续检查下辊传动柜。苗劲蓬用PDA查找前两次故障跳闸时是否出现大电流。

08日00:54精轧下辊主电机又跳闸,下辊主传动又报出:

PHASE C COLLECTIVE ERR.EW2 FROM I-CONTROL;C相EW2错误故障。COLLECTIVE ERROR PHASE C(EWSW02.14) C相收集错误综合错误。

再次测量下辊同步电源三相平衡106V,送电将未轧完钢板送过精轧机。生产值班长担心卡钢,先模拟轧钢,检查人员继续对两面柜子紧线。当苗劲蓬触及同步电源Q20开关上端时,下辊又跳闸。

控制回路停电,将Q20开关上端线紧固,Q20开关和Q21上端并线,在紧固时螺丝刀旋转了90度,认为应该线送有虚接的可能。送电后进行模拟,苗劲蓬用试电笔触动Q20开关上端线没有跳闸,认为问题解决了通知生产开始轧钢。

08日08:40精轧下辊又跳电,现场确认故障信息报出:

PHASE A COLLECTIVE ERR.EW2 FROM I-CONTROL;A相EW2错误故障。COLLECTIVE ERROR PHASE A(EWSW02.12);A相收集错误综合错误。

王缂通知继续生产,苗劲蓬给赛迪李育林打电话,李育林仍然认为同步电源有问题。李育林还建议检查SD柜内给SA60模块供电的断路器。

08日10点张智继续对SA60模块状态及其插槽紧固,未发现异常,通知生产模拟轧钢,运行过程中启动电流过大,抛钢后下辊又跳电,08日10:08分被迫停产开始检修。

更换SA60模块,检查测试SA60模块上部电源、连接线路,对SA60模块到EP22板上连接排线重新插拔、检查,对电源控制柜内的线路检查,断路器测试,线路紧固。同时通知设备室王跃强到现场。

08日15:35检修后模拟轧钢,15:50 在模拟过程中精轧下辊跳电报出:PHASE B COLLECTIVE ERR.EW2 FROM I-CONTROL;B相EW2错误故障。COLLECTIVE ERROR PHASE B(EWSW02.13);B相收集错误综合错误。

第二阶段主要更换各种板卡

检查人员认为SA60模块正常,继续更换备件EP22电流控制卡,模拟轧钢,还是出现跳闸,有时还伴随过电流出现,认为EP22电流控制卡没有问题,又将原来EP22电流控制卡换回。

图1:传动装置报警

在模拟轧钢过程中,分析PDA下电机启动跳闸时电流、速度曲线,发现下辊启动电流较大,电机启动声音较大,电机速度到负四米/秒时,速度实际值不稳定,跳闸前电流已有很大的波动。

下辊电流大

下辊实际速

度波动大

图2:08日17:35精轧机模拟时的波形

更换SA20板卡,再次检查EP22板卡,对SIMADYN D机架与SA60之

间的排线进行通断检测,线路紧固均未发现异常。将下辊主电机开环低速运行,

用示波器分别检测A、B、C三相电流的实际值和给定值波形,电流实际值跟随

给定值较好,三相波形近似。

用示波器对编码器正、反向转动脉冲波形检测,波形正确良好,送上电后模

拟,发现电机在启动和跳闸过程中声音异常,同时在故障信息内出现C相综合

故障、过电流,定、转子接地故障,脉冲触发故障、润滑站故障等信息。

随即检查主电机,下辊主电机绝缘测试数据均正常(电机对地200G),检

查主电机也没有发现其它异常现象。

08日19:30对精轧下辊主电机进行三方面现场监护运行,查找声音异常点。

此时李硕怡发现同步电源SA60供电电源负线短接排有个端子有些外翘,感觉未

连接牢靠,就用工具按压短接片,的确有松动,查看图纸该短接片是将52L电

源负极分给SE20.2模块的。模拟轧钢此时电流波形、速度波形、包括电机运转

声音都处于正常状态,通知生产提温,精轧主电机模拟接近一小时正常,认为故障原因找到,按厂长要求,精轧主电机每半小时模拟一次。

08日23:40待炉温提到开轧温度,轧钢时,电流、速度波形完全正常,就回点检室。

09日00:20左右精轧下辊跳电,轧4块钢后同时报出A相故障,生产方通知王跃强、苗劲蓬、张智、王缂来现场,再次对手册提示检查信息相关部位同步电源、SA60,SA20,EP22检查,检测人员商量认为只有排线没有更换,于是更换SIMADYN D机架与SA60之间的排线,对P4中的COMM_4监控,模拟轧制两次正常,继续轧钢。轧制两小时后下辊又跳了,检查后对调上下辊EP22板卡,09日05:40调换后正常模拟、通知生产。

从09日05:40-12:10期间正常轧钢,12:10精轧下辊又跳电报出:PHASE A COLLECTIVE ERR.EW2 FROM I-CONTROL;A相EW2错误故障。COLLECTIVE ERROR PHASE A(EWSW02.12);A相收集错误综合错误。

决定更换给SA60供电的两块24V电源,进行模拟没有几分钟又跳了,此时与中冶赛迪李育林联系将下辊的EP22内的EPROM与上辊对调,但对调后电机电流波形不好,跳闸没有好转,又报出C相故障,EPROM重新换回。由于没有思路随即决定更换SIMADYN D机架尝试,在更换完机架后,随即通知生产模拟轧钢,但在模拟轧制过程中精轧下辊跳电,报出:

(=.WD21/06 ERROR EXCIT.HW VOLT.ACT.VALUE);励磁电压实际值错误

(=.WD22/05 ERROR SINEC L2DP SS52 AND ET200);profibus-dp通讯错误

(=.WD22/05 ERROR RACK COUPLING TOP /BOTTOM MOTOR);上下辊电机控制机架连接错误

(=.WD51/39 TRIPPING COMBINATION 6)综合故障跳闸等故障。

09日15:40检测励磁电压波形,波形正常没有缺波头。检测励磁绕组绝缘正常。将上下辊电机的A相电流SE20.2板卡对换没有效果,B相电流SE20.2板卡对换没有效果。

怀疑下辊主电机编码器晃动大,而且老是在-4m/s时电流波动大,是否因编码器造成跳电,但没有时间更换编码器。

测量正在运行的可控硅控制极波形时造成跳电。(危险:主回路电压1100V AC,可损坏示波器)

于是决定将下电机A相4块脉冲放大板和上电机的4块放大板对换,对调完成后,送电运转上辊电机立即跳电(与前期跳电现象不同电机无法运行),故障转移到上辊,判断脉冲放大板有问题,哪一块不能确认。又将上下辊4块脉冲放大板对换。

将仅有的三块备件拿来替换到下辊,下电机A相从柜上面一块没有替换,送电准备运行电机,下电机A相从柜下面一块有糊味后,立即对下辊断电,发现电阻烧黑,查看板子型号不对。从粗轧上辊拆下一块更换,检查确认后继续送电运行,用测温枪对脉冲放大板三极管,隔离变压器检测温度,发现上辊A相的6通道发热,随即立即对上辊断电,重新更换脉冲放大板。功放电源送电没几分钟上辊A相下触发板6通道温度上升很快。检查触发板电源和信号,前5通道电压在17V只有6通道电压为0V。用万用表测更换下来的脉冲放大板的三极管阻值错误。认为是SE20.2板脉冲没有发出导致脉冲放大板的三极管损坏,判断A相SE20.2故障。

为了快速判断问题,将A相脉冲电缆插到B相SE20.2插槽上,将B相脉冲电缆插到A相SE20.2插槽上,测B相脉冲放大板电压正常,A相电压为0V仍然是0V,判断A相柜内脉冲线有问题,用万用表检查电缆通断都是好的,插上就是没有电压,以为插板没有插到位,或内部焊接虚接,打开盒盖检查均为正常。从粗轧将脉冲电缆拿来测试,A相6通道电压还是0V,判断为柜内故障将电压

拉至0V。将6通道二次侧断开(不接晶闸管控制极),换上脉冲放大板也没有问题,对A相从柜6通道测量电压正常温升也不是很高,认为晶闸管有问题。用万用表对晶闸管门极和控制极测量全都正常,将A相主柜功率柜打开检查,接线没有松动,单个柜晶闸管也没击穿。

在这段时间内一直对上辊触发板进行监控测试,查找发热原因。由于发热损坏触发板5块,王跃强修复脉冲放大板上线试,由于邀请中冶赛迪李育林到现场处理,10日08:00到15:00对现场设备停止检查,等待李育林到来。

(7)李育林到现场后,各位专家介绍现场情况。李育林到现场后先对现场上辊触发板6通道发热烧毁原因分析排查,最后确定为A相触发板的多上了一个中间触发板的螺栓,垫片磨破绝缘搭接电路板造成短路,烧毁6#通道的三极管,并对上下辊的触发板进行测试,上辊触发板均正常。下辊A相主柜上触发板的一路无脉冲信号,恰好是没有替换的脉冲放大板,更换下辊触发板后,通知生产模拟均正常,李育林在此期间对精轧下辊的电流、电压、关断信号、编码器信号监控均正常,也对上辊的电流、电压、关断信号、编码器信号监控均正常,后多次模拟精轧上下辊都未跳电,在10日20:15正常轧钢。

图3:可控硅触发脉冲图4:触发脉冲板固定螺丝固定螺丝将线路短路

第三阶段主要的故障处理方法是更换编码器

18日10:19:30精轧下辊跳电,B相反组过电流。

19日14:10-20:20精轧下辊又两次跳电。

20日5:08精轧下辊又1次跳电,报C相反组过电流。

图5 功率元件过电流报警

更换A相4快脉冲放大板和1块全关断检测板后,检测功率柜输出电压、电流波形正常,检测零电流波形正常。模拟轧钢仍然跳电。

图6 零电流波形图7:速度静态波动记录根据速度静态波动曲线,计算静态误差达到1.3%,建议更换编码器。

而后发现下辊电机编码器有轻微振动决定更换编码器。

图8:编码器

故障分析

一、技术方面原因:

1、主电机编码器由于安装质量差,造成编码器损坏是本次事故的直接原因。实际编码器径向偏心大于0.2mm,按HUBNER要求FGH6KK编码器安装径向偏心小于0.05mm。

2、根据多次跳电时的PDA波形图形,可以看到电机速度多在负4m/s时波动较大、频率相同,非常有规律,并在减速过程中发生跳闸(精轧下辊跳电次数统计)(波形)。如果脉冲放大板故障,有可能造成功率单元熔断器损坏,而且故障应该无规律随机性强(损坏部位相同)。

3、由于更换脉冲放大板时造成印刷电路板线路短路,致使事故扩大烧损几块脉冲放大板。

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