Teknisk omstrukturering av løsning for strømmodulfeil hos vakuumkontaktor KC2

1. Prosjektbakgrunn og problemoversikt​
   Den høyeffektive luftkompressoren drives av en 10kV mediumspansmotor, og dens startkabinet var opprinnelig designet med en autotransformator-nedskalingsstartmetode. Startprosessen består av to faser:

1. ​Startfase: Vakuumkontaktor KC1 engasjerer først for å kortslutte stjernetoppunktet på autotransformatoren, slik at motoren starter på 7kV.
2. ​Driftsfase: Etter at startprosessen er fullført, deengasjerer KC1, og vakuumkontaktor KC2 engasjerer for å kortslutte autotransformator og koble 10kV hovedkretsen, slik at motoren kan operere ved full spenning.

​Hovedproblem: Under faktisk drift, mislykkes strømforsyningen til spenningsmodulen som leverer strøm til kontaktorkoilen KC2 ofte. Denne modulfeilen fører til at kontaktorkoilen mister strømmen, noe som resulterer i uforventet deengasjering av KC2 og ustabilitet i produksjonsekviperingen, noe som alvorlig påvirker produksjonsstabiliteten og effektiviteten.

Den opprinnelige strømforsyningen til spenningsmodulen er et forbedret rektifiseringsenheter med følgende sentrale funksjoner og krav:

• ​Dynamisk utgangsspenningsveksling: Den må umiddelbart gi 300V DC høy spenning ved AC-inngang for å drive kontaktorengasjeringen. Etter engasjering, må den nøyaktig veksle til 12V DC lav spenning innen omtrent 15ms for å opprettholde engasjertilstanden. Hvis veksletiden er for kort, kan ikke kontaktoren engasjeres pålitelig; hvis for lang, kan det brenne ut sikringen.
• ​Vekslingstriggermekanisme: Triggering skjer basert på utgangsstrømdetektering. Når en høy strøm (som indikerer kontaktorengasjering) detekteres, veksler den til 12V etter 15ms; hvis ingen strøm detekteres, fortsetter den å gi 300V.

​II. Rottårsanalyse av feilen​
​Direkte årsak: Påstedsinspeksjoner avdekket gjentatte svingninger av sikringen i modulen. Kjernefeilen var aldring av intern krets, som hindret tidsmessig veksling av utgangsspenningen fra 300V til 12V etter kontaktorengasjering. Dette resulterte i vedvarende 300V høy spenningsutgång, som genererte for mye strøm som til slutt brennte ut sikringen og gjorde modulen ineffektiv.

​Rottårsaker:

1. ​Dårlig varmeavledningsmiljø: Kontaktoren KC2 og strømforsyningsmodulen er installert inne i startkabinetet, som er lukket med begrenset ventilasjon og varmeavledning.
2. ​Underhållsdesignfeil: For teknisk beskyttelse, kapslet utstyrsprodusenten hele modulen, noe som ytterligere hindret varmeavledning. Modulen må forbli strømforsynt under drift, og i høytemperaturmiljøer aldrer elektroniske komponenter raskt, noe som fører til yttefall og til slutt tap av normal vekslingsevne.

​III. Løsning og implementering​
​1. Kjerneomstillingtilnærming​
Forlat den opprinnelige modulens "dobbel-funksjon" design (som håndterer både høy-spenningsengasjering og lav-spenningshold), som er kostbart og utsatt for feil. Adopter en funksjonsadskillelsesløsning:

• ​Gjenbruk eksisterende komponenter: Bruk den opprinnelige videspenningsstrømforsyningsmodulens evne til å gi 300V DC høy spenning midlertidig, spesielt for å drive kontaktorengasjering.
• ​Tilfør nye komponenter: Introduser en selvstendig, billig 12V DC regulert strømforsyningsmodul dedikert til å opprettholde kontaktorengasjering etter aktivering.
• ​Kritisk kontroll: Øyeblikket kontaktoren pålitelig engasjerer, skjærer kontrollkretsen automatisk strømmen til den opprinnelige modulen, slik at den kun opererer midlertidig. Dette forebygger brenning forårsaket av langvarig drift i høy-spenningsmodus.

​2. Nøkkelenheter og funksjoner i den omstilte systemet​

• ​Opprinnelig videspenningsstrømforsyningsmodul: Omformet til å gi bare midlertidig 300V engasjeringsspenning.
• ​Ny 12V DC strømforsyningsmodul: Ansvarlig for å gi vedvarende 12V holdspenning, installert utenfor startkabinetet i et godt ventilert område.
• ​Isoleringsdioder (2 enheter)​: Isolerer 300V og 12V strømkilder for å forhindre gensidig støy og bakoverstrøm.
• ​Kontrollrelæ (KA1)​: Gir logiske kontrollsignaler for å sikre sekvensiell utførelse av driftsprosessen.
• ​Antirebunnsirkuit: Tjener som en sikkerhetsredundansdesign for å forhindre repeterede "engasjering-deengasjering" sykluser av kontaktoren under anormale forhold.

​IV. Omstillingresultater​
Denne tekniske omstillingen har gitt betydelige økonomiske og driftsmessige fordeler:

1. ​Betydelig kostnadsreduksjon: Tillegget av en ny 12V strømforsyningsmodul (kostende ca. 100 CNY per enhet) erstatter den opprinnelige videspenningsmodulen (kostende ca. 5000 CNY per enhet), noe som drastisk reduserer vedlikeholdsomkostninger per enhet og gir høy retur på investering.
2. ​Optimalisert driftsmiljø: Den nye 12V modulen er installert utenfor kabinetet, noe som betydelig forbedrer varmeavledning og muliggjør bekvem online statusovervåking og vedlikehold.
3. ​Utvidet utstyrslivslengde: Den opprinnelige modulen opererer bare midlertidig, noe som betydelig reduserer slit. Den nye modulen opererer i et ideelt miljø, noe som sikrer lang levetid. Den samlede løsningen utvider markant servicelevetiden for KC2-strømforsyningssystemet.
4. ​Høy fleksibilitet: Denne løsningen kan implementeres enten som en reparasjonsforanstaltning etter at den opprinnelige modulen mislykkes eller som en forebyggende teknisk oppgradering før mislykking, noe som gir fleksibilitet uansett den opprinnelige modulens tilstand.
5. ​Bevist driftsstabilitet: Praktisk drift har vist løsningens pålitelighet og effektivitet. Den første partien omstilt utstyr har operert stabilt i over to år uten noen nedetid forårsaket av KC2-strømforsyningsproblemer, noe som fullt ut bekrefter løsningens overlegenhet.