曹瑞光：长电缆对接触器控制回路的影响 |
| 2012-11-27 11:11 作者：曹瑞光 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月27日文】据《科技与生活》杂志2012年第17期刊文，通过对一起电机控制回路中接触器欠压不能吸合现象的分析及处理，说明了长电缆对控制回路的影响，提出了解决办法。
我公司燃料输煤皮带电机，接触器选用B250装于MCC柜中。由于平常MCC配电室无人值班，所以MCC本柜上不设置电机控制按钮，而是采用就地拉线开关控制停止（相当于急停按钮）和远方PLC控制起停。
1控制回路设计情况及故障现象
1.1控制回路设计情况
皮带电机控制回路如图1所示：
图1中，PLC1接点和PLC2接点为远方控制起停接点，通过200米2*1.5电缆连接至MCC柜；KM接点为接触器自保持接点；SB为拉线开关接点，通过800米2*1.5电缆连接至MCC柜，可以在皮带沿线随时停止电机；KM为接触器B250线圈。
1.2故障现象
在2012年5月运行人员发现皮带电机起动偶尔失灵现象，运行至8月则彻底不能够起动，此时接触器仅发出嗡嗡声而不能够吸合。就地检查发现：PLC来的控制电缆压降为16V，由线开关来的控制电缆压降为60V，触器线圈电压为152V。
2故障原因分析
查B系列接触器手册得知接触器正常起动电压应大于额定值的85%，即线路压降不得大于15%。
控制电缆压降原理如下：
控制电缆电压降取决于吸合功率（确定吸合电流），控制电缆长度，控制回路电缆的单位长度阻抗和控制回路的电压等级：
式中:ΔU%为线路百分比电压降
I为吸合计算电流(A)
R为单位长度电缆阻抗（Ω/m）
L为线路电缆长度(m)
U为线路的额定线电压(V)
对于B250接触器，线圈电压230V、50Hz，20℃时1.5平方铜电缆R为0.0122Ω/m，接触器的吸合功率为750VA，计算I=750VA/230V=3.26A，由公式一可得ΔU%=34.58%，远大于15%的规定值，因此接触器不能够吸合。
3解决方案
从公式一可知ΔU%受I、R、L、U四个参数影响，下面针对这四个参数逐一进行分析。
3.1增加U
由公式一计算U要增加至530V以上才能保证ΔU%小于15%，这在现场实际中是不可能的。工厂低压配电一般为380V电压等级，如果需要530V电压则需要增加操作变压器，且变压器变比是特殊形式，给采购与备件管理造成困难。
3.2减小L
皮带电机、集控室、MCC室地理位置是固定的，减小L是不可能的事情。
3.3减小R
由公式一计算R要减小至0.0053Ω/m以上即能保证ΔU%小于15%，这相当于4mm2电缆的单位长度阻抗。但是这要重新敷设2KM控制电缆，其工作量也是很大的。
3.4减小I
要保证ΔU%小于15%经计算I要减小至1.4A，即接触器的吸合功率降为325VA。此方案仅需在MCC柜中增加一个小吸合功率的接触器及几条导线，用小接触器控制原B250接触器，此方法工作量最小。
4改造方案
本文在计算回路压降时,只是计算电缆回路的压降,并未计及配线和接线端子接触电阻引起的压降。而本次故障从发展趋势来看（从投产时的正常操作，到5月份的时好时坏，再到8月份的彻底不能够起动）不难发现，故障应是由于线缆及元器件的老化、回路接触电阻的缓慢增加引起的。考虑到上述问题，小接触器（KM1）没有按照计算值（吸合功率325VA）选取，而是留出裕度选用了吸合功率250VA的接触器。
改造图纸如图2所示
经过按照上图改造MCC柜，实际使用效果良好。
5结束语
由于对控制回路电缆电压降的估计不足，在设计时忽略了此方面的计算,致使皮带电机由于回路压降大而引起不能正常起动。上述这些现象的分析对电气设计人员来讲,在电路设计时是应该考虑的,对后期维护人员在故障处理时,对故障的分析和处理也具有一定的参考意义。
作者简介
曹瑞光（1982-），男，汉族，毕业于华北电力大学电气系统及其自动化专业本科学位，目前于华北电力大学攻读硕士学位，助工职称，神华国华国际电力股份有限公司北京热电分公司，电气点检工程师。 |
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