汽机房暖通控制室主机失去主电源原因分析及处理

摘要：暖通控制室是汽机房暖通系统的“大脑”，暖通控制室主机具有数据收集和处理、画面显示、参数报警、系统故障自诊断及报警等功能。一旦暖通系统发生故障产生报警或者触发跳闸信号，暖通控制室主机均会存在报警或跳闸记录。对系统运行影响较小或短时偶发报警，系统将自动复位，而触发跳闸信号或对系统运行存在阻碍的报警将无法自动复位。主电源是PLC程控柜供电中心，一旦汽机房暖通控制室主电源发生故障，将造成汽机房大部分暖通系统不可用，对汽机房内设备的安全稳定运行产生威胁。现介绍了汽机房暖通控制室主机失去主电源问题的原因及处理方法，可为类似故障的定位和处理提供参考。

关键词：汽机房;暖通系统;主电源;中间继电器

0    引言

2019年11月2日，运行人员现场巡检时发现汽机房暖通控制室主机画面上显示“失去主电源”报警，而汽机房暖通程控电源柜电源指示白灯亮，说明曾经发生过电源故障，随后电源系统自动恢复正常。暖通控制室主机具有数据收集和处理、画面显示、参数报警、系统故障自诊断及报警的功能。一旦暖通系统发生故障产生报警或者触发跳闸信号，暖通控制室主机均会存在报警或跳闸记录。对系统运行影响较小或短时偶发报警，系统将自动复位，而触发跳闸信号或对系统运行存在阻碍的报警将无法自动复位。此时触发的“失去主电源”报警作为偶发性报警，短时发生后系统恢复正常，由于电源相关报警影响整个系统的正常运行，短时存在且自动复位，报警记录将会持续存在，直至人为复位。暖通控制室程控电源柜作为PLC程控柜上游电源供电中心，一旦失电，将造成汽机房大部分暖通系统不可用，对汽机房内设备的安全稳定运行产生严重威胁。

1    原因分析

2019年11月6日，经过前期对汽机房暖通控制室主机主电源失电报警现象的了解和对暖通控制室主机报警记录的查看，检修人员开展了故障原因分析，暖通控制室主机显示失去主电源的原因可能有以下几个方面：

（1）暖通控制室作为汽机房通风设备的控制中心，为汽机房各设备恒温恒湿环境提供了重要保障。为了避免暖通系统因为电源故障造成通风设备不可用，整个暖通系统采用双电源控制——主电源和备用电源。正常运行情况下，主电源投运工作，备用电源热备用;一旦发生主电源故障系统失电，瞬间切换投运备用电源，整个过程控制在几十毫秒至几百毫秒以内，有效避免了电源失电造成暖通系統运行障碍。如果暖通系统运行过程中双电源切换装置发生本体故障，造成主电源失电，自动由主电源切换至备用电源。此双电源切换装置采用WATSNA-63/40.2CBR施耐德双电源转换开关，触头系统采用“单刀双掷”设计，体积小，结构简单。一旦检测三相存在断相、欠压、过压和失压等故障，将快速实现电源切换。此类装置可靠性高，发生故障概率较低，一旦切换备用电源，不会自动恢复正常。汽机房暖通程控电源柜电源指示灯持续点亮的现象说明，主电源只是短时发生失电故障后又自动恢复正常，由此可以排除双电源装置本体故障造成的主电源失电报警。

（2）主电源上游MCC断路器发生故障跳闸或由于运行人员走错设备间隔发生人因失误误将主电源上游MCC断路器分闸，造成主电源丧失，随后自动切换至备用电源。汽机房暖通系统使用双电源系统，上游MCC断路器同样分为两路，主电源回路与备用电源回路存在电气联锁信号，一旦主电源因故障失电，备用电源将通过联锁信号启动，并在双电源装置中切换至备用电源，可有效保障暖通系统电源回路的正常供电。但发生主电源回路故障切换至备用电源后，不会自动切回主电源回路，由此可知此故障不是造成主电源短时失电并恢复的根本原因。对主电源失电报警期间其上游MCC断路器所在低压母线段的检修工作和运行活动进行逐个排查和了解，几乎不存在走错间隔的检修工作和运行活动，所以由于人因失误误分断路器造成主电源失电的情况也可以排除。

（3）主电源控制回路元器件偶发性故障或控制回路至下游PLC回路故障造成主电源控制回路故障，进而造成主电源失电报警。主电源控制回路中包含失电继电器、双电源切换装置、6 kVA UPS电源、PLC电源模块等负载设备，主电源控制回路中继电器内部故障、控制柜内主电源控制回路接线端子松动、电源模块发生接地故障等均会造成主电源短时失电故障。此类故障存在偶然性，间歇性地发生造成主电源失电后，在备用电源还未成功切换前如故障消失，主电源即可恢复投运，暖通系统基本不受影响。这种短时报警又自动复位未触发备用电源投运的情况与现场发生报警的现象十分吻合，可作为重点排查原因。

2    故障处理及原因定位

由于主电源正常工作且暖通系统相关通风机组均处于正常投运中，对于故障的检查采用在线方式进行，否则断电后无法明确故障点。打开汽机房暖通程控电源柜后（整个双电源切换系统及主电源控制回路元器件安装在此程控电源柜），使用万用表对控制回路主回路进行测量，测量主回路继电器KA1进出线电压正常，而暖通控制室主机“失去主电源”报警持续存在。继续检查主电源控制回路至程控柜PLC控制回路，控制回路电压正常，PLC程控柜中电源模块输入、输出正常，且无任何元器件存在明显损坏烧灼痕迹。

检查主电源控制回路上游MCC断路器报警历史，无报警记录及异常情况。通过追溯暖通系统主机以往故障检修记录发现，汽机房暖通系统主机曾经出现过继电器KA1故障造成主电源失电报警，更换继电器KA1并将主电源失电报警复位后，汽机房暖通系统主电源恢复正常。结合主电源控制回路电气图纸分析，可初步推断此次主电源失电报警主要原因：KA1继电器发生短时故障，进而触发“失去主电源”报警，而在备用电源切换投运前，KA1继电器故障消失，主电源再次投运。

此继电器为欧姆龙MY2NJ型电磁式中间继电器，使用寿命为正常通断40万次。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点弹簧组成，只要在线圈两端加上一定电压，线圈中就会有电流流过，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力被吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点和静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点和原来的静触点（常闭触点）吸合。此继电器具有两副常开触点、两副常闭触点。拆除继电器KA1并使用万用表测量各常开、常闭接点，发现KA1继电器一副常开触点正常，控制回路中使用的一副常闭触点存在异常，测量直阻在几欧到几十欧之间跳动，怀疑内部金属表面存在氧化造成接触电阻增大，将其就地解体后发现KA1继电器使用的常闭触点金属表面确实存在氧化膜，去除氧化膜后发现效果不理想，于是领取备件对其进行更换，并手动将“失去主电源”报警复位。对暖通控制室主机观察多日，均未再出现“失去主电源”报警，缺陷得以确认并消除。

3    结语

通过对汽机房暖通控制室主机“失去主电源”报警的主要原因分析及主电源控制回路的排查，确认主要原因为主电源控制回路中MY2NJ型欧姆龙中间继电器偶发性故障造成“主电源失电”报警。检查此继电器使用年限时发现，汽机房暖通系统投运时间较长，已超过十年。而通用中间继电器使用寿命根据电气接点通断次数计算，此继电器寿命为通断40万次，由于此继电器使用年限较长，并受外部环境因素影响，继电器常闭触点接线端子表面发生氧化，造成常闭触点接触电阻变大，使得主电源控制回路偶发断路触发“主电源失电”报警。由于此报警无自动复位功能，一旦闪发出现，此报警将一直存在，需要人为复位。

由此，对于工作现场长年使用的继电器等备件，务必要定期进行检查及试验，确保都能正常工作，一旦产生异常或多次出现偶发故障，建议直接更换，避免设备投运过程中产生异常停运或误报警，造成不必要的经济损失或设备损坏。

收稿日期：2020-04-21

作者简介：欧阳俊（1983—），男，江西新建人，硕士研究生，工程师，研究方向：高压兼低压电气设备缺陷的处理。