前言： 

 高压除磷泵站是为热轧粗精轧除磷供给高压水，其作用是用高压水除去板坯表面的氧化铁皮，提髙成品板带的表面质量。高压水除磷泵通过10KV高压电机拖动。热轧生产线粗轧和精轧除鳞泵电机，共计6台套。投产以来，多次发生电机直接起动瞬间烧毁事故。因此对高压水除磷系统进行了改造，高压电机由原来直接启动改为采用高压固态软启动器方式启动，可使电机在起动过程中限制起动电流，保护电机。

现场改造采用的是“一拖三”方式，即采用一套软启动器分别拖动三台除磷泵电机，但是在实际应用过程中发现了一些问题，而通过在控制回路中增加联锁保护信号有效的解决了这些问题。

一、 现场背景及改造原因

1.1现场改造背景

热轧单条生产线粗轧和精轧除鳞泵电机，共计6台套。自投产以来，发生多次电机起动瞬间烧毁事故，故障设备离线时需占用宝贵的生产时间，直接影响生产任务完成，给公司造成了一定的经济损失。

由于现场采用的高电压（10kV）大容量（最大3000kW）等级的高压电机采用了全压起动方式，开关柜开关会产生操作过电压直接加到电机的定子绕组上；起动电流增大为额定的5—7倍；起动时对电网冲击较大，电压形成较大波动，每次启动对电机的伤害直接影响了电机的使用寿命。经一段时间的分析、比较、优化，如解决这些问题需要在电机起动回路加装软启动装置，以改善电机起动瞬间的暂态过程，可使起动电流限制在3—4倍以下，从而实现电机平稳启动。而采用高压固态软启动器方式，系统占地面积小，改造影响面小，可以使热轧除鳞电机在起动过程中达到限制起动电流，保护电机并平稳启动的目的。

1.2现场改造现状

自高压软启动器改造投入运行以来效果良好，软启动器改造采用的是“一拖三”的方式，即一套软启动器可以分别带三台除磷泵电机图1是一次系统图，图2是现场控制柜图。

                                               图1 一次系统图

  软启动柜                                软启动控制屏

图2 固态软启动器电气柜

1.3除鳞泵软启动过程

软启动装置内部准备就绪，粗轧1#电机、精轧2#电机或粗轧3#电机具备工艺起动条件时， 在以上任一台电机旁操作箱，选择“软启动方式”，并点击起动按钮，现场机旁箱给主站启动信号，主站接受到信号并检测现场具备起动条件，主站发合闸信号给从站（即软启动的PLC），从站PLC发合闸信号给高压开关柜，高压开关自动合闸。同时软起动柜侧检查相应高压接触器合闸,软起动过程开始运行,软起完成后相应的除鳞泵高压柜合闸,软启动过程结束,再切换到被启动电机所对应的高压柜运行。

    由于采用的是“一拖三”的方式，软起动柜在软起动时和原有高压柜出线电缆存在并线的情况。

二、现场问题分析

高压软启动器使用以来运行良好，但是也发现了一些问题。在正常生产过程中，当一套软启动阀组拖动三台除磷泵电机中的某一台需要停电检修时，高压运行人员应该如何操作停电。正常的操作为：

见到停电票和操作票，将需要停电的除磷泵电机高压柜断路器由工作位摇至试验位置，合上接地刀闸，挂停电牌。

 安全隐患：以上操作在直接启动时没有任何问题，但是“一拖三”的软启动方式下就存在重大安全隐患。

在软启动方式下，软启动系统进线柜也是高压泵启动的一个方式。软启动过程时，软启动的出线柜与原有高压柜电缆存在并路的情况。一旦由于现场人员的误操作，在现场对已停电的该除鳞泵进行软启操作，将造成高压10KV系统的瞬间三相对地短路的严重事故。图3中粗红实线就是现场人员误操作后的过程示意。

图3 软起动系统停电后误操作示意图                                                              

事故不但造成设备的烧毁还会造成供电系统的瞬时低电压，使生产线上所有带低电压保护的设备动作，停止运行。从而影响轧线主电机控制系统、轧机停机，造成较大损失。同时高压软启动器属于高压系统的薄弱环节,瞬间短路电流将对固态软起设备造成冲击，甚至烧毁,启动无法使用。

三、控制回路联锁保护探讨

通过分析现场高压柜与自动化的联锁信号关系，发现可以在原有控制每台除磷泵软起动的程序中增加一些保护点，即在每台泵的允许启动信号中都串入高压柜断路器的实际位置点作为保护联锁条件（断路器的位置点属于机械限位点），这样在高柜断路器在实际位置不满足时，现场人员即使误点已停电的电机按钮也不会造成高压设备的实际动作，消除设备事故的隐患。

   通过查找图纸和程序，将高压柜智能显示装置的转换开关“远方”位置和高压柜断路器的“工作”位置串连作为一个连锁信号串入到除磷泵软起动的启动程序中。以下是图纸中断路器位置点、高压柜与自动化的信号点。

高压图纸中断路器手车位置点                            高压图纸与自动化信号点

图4 逻辑连锁PLC程序图                                                                                                                            

    将新加的保护信号点串联接入到自动化启泵的联锁条件中，这个信号称为“高压允许启动信号”。 （以下是程序点和高压柜的位置点）

图5 软起动PLC程序图                                                                                              

将该保护连锁信号串入到每台电机的软起启动程序后，当某台电机需要检修停电时，高压运行操作人员按照操作规程，将此台电机的高压柜断路器由工作位置摇到了试验位置，合上接地刀闸，同时将高压柜智能显示装置的转换开关打到“就地”位置，这样此台电机就在软起程序中不具备了启动条件，同时软起进线柜可以保证其他两台电机的软启动。

联锁信号改完后，在除磷泵的每台高压柜二次回路内贴上说明，以便检修人员对照图纸时能够及时了解此信号，方便查找二次回路内的线路信号点。

新增信号点示意图                      除磷泵高压柜

四、保护联锁信号修改后效果

增加联锁保护信号后，优化高压除磷泵软起动在“一拖三”的控制方式，有效的消除了单台设备检修停电时存在的事故隐患。