見解獨到：輔機軸承溫度保護邏輯創新提高保護對故障的預知動作性

時間＼2017-10-06

原來的輔機溫度保護邏輯

1.1邏輯說明

如圖1所示，軸承溫度信號過來之後經過AIDQ量程上下限品質塊判斷功能塊，AIDQ的輸出一路經過一個速率報警塊，目前的速率定值為30度每秒，當溫度變化速率超過這個定值時，

這個報警塊將輸出，輸出到“與”功能塊。AIDQ量程上下限品質塊判斷功能塊輸出的另一路與保護定值比較，如果大於保護定值，將輸出到“與”功能塊，“與”功能塊的輸出到保護動作。

1.2保護動作條件

保護動作的條件是，溫度的變化速率不超過30度每秒並且溫度不超出量程的上下線，並溫度必須大於保護定值，這三個條件相與，進行與邏輯判斷之後輸出到保護動作，

如圖2所示。

圖2

1.3保護邏輯具備的功能

目前的保護邏輯具備以下功能：

1 當溫度元件出現故障短路或斷路時，就會超出量程的上下限，這種情況可以通過量程上下限功能塊將溫度元件信號遮罩掉，避免保護的誤動作。

2 如果溫度信號的變化速率超過速率報警功能塊設定的速率值，這時即使溫度達到保護定值，保護也不會輸出。

以上的輔機溫度保護邏輯雖然能夠在輔機溫度達到保護動作值時是保護動作，

並能判斷出溫度元件出現故障短路或斷路的情況和溫度的變化速率超過30度每秒的情況，不會引起保護誤動，但當保護動作之後，往往軸承已經過度磨損或者抱死，如果能找到一種新的控制策略，在輔機軸承出現故障磨損軸承溫度剛開始上升的時候，就可以使保護動作，減輕軸承的過度磨損或者抱死。

以下介紹我公司新的輔機溫度保護邏輯。

2輔機溫度保護邏輯的創新

2.1技術創新點說明

我們將輔機溫度保護邏輯進行了技術創新修改，加入了以下的功能。

主要的技術創新如圖3所示，在原來的邏輯基礎上加入，當溫度信號變化速率出現等於或者大於0.3度每秒的上升速率時，並且這個上升速率保持10S的時間，即使輔機溫度還沒有達到保護動作定值，也觸發保護的動作。

圖3

2.2新邏輯定制的依據

經過我們多次對輔機軸承出現磨損時軸承溫度的變化趨勢（如下圖5、圖6的趨勢）比較分析，輔機軸承出現磨損時，輔機溫度就開始上升，在達到保護定值之前，都會出現一段時間的平滑上升的趨勢，這一段時間的上升的趨勢一般都會出現速率等於或者大於0.3度每秒並且能保持10S以上時間的區域，

而其他情況比如環境溫度變化引起輔機溫度的變化，輔機加油時溫度的變化等等，一般都不會出現溫度變化速率等於或者大於0.3度每秒並且能保持10S以上時間的區域，所以我們新增加的邏輯以此制定。

以下圖5、圖6是我公司近兩年來引風機電機前軸承和磨煤機電機前軸承故障時的溫升曲線的變化曲線。軸承溫度達到溫度保護定值後保護動作，但由於從軸承損壞到保護跳閘有一定的執行時間，擴大了故障造成的損失，從而造成設備的檢修時間和材料費用大大上升。最理想的狀況是在確認軸承損壞，造成電機軸承溫度將要急劇升高的初始階段，保護動作，將會使損失減少到最小。

圖5引風機電機前軸承溫度3分鐘內從52.5度快速上升至110度的溫升變化曲線

圖6磨煤機電機前軸承溫度5分鐘內由32.5度快速上升至108度的溫升變化曲線

下圖7為2011年6月30日21時我公司磨煤機電機前軸承故障磨損抱死時的電機軸承溫度溫升曲線，圖中第一個紅點的位置為溫度速率達到0.3度每秒。如果在此點之後10S之後觸發保護動作，就可以減少軸承的過度磨損抱死。

圖7

2.4新舊邏輯保護動作情況比較

以下是原來舊邏輯的保護動作時間點和修改後新邏輯的保護動作時間點的圖示比較，如圖8、圖9所示。

圖8 原來舊邏輯的保護動作時間點和情況

圖9 修改後新邏輯的保護動作時間點和情況

通過新舊邏輯保護動作時間點的比較可以的看出，保護動作的時間點明顯的提前了，從而可以減少軸承的過度磨損或者抱死，對軸承起到一定的提前保護作用。

為了防止在正常溫度情況下，出現保護誤動作，在以上邏輯的基礎上加上一個溫度不低於40度的判斷，當軸承溫度低於40度時，上邊的保護邏輯不起作用，只有軸承溫度大於40度且滿足新增速率保護條件時，新增的保護邏輯才能起作用。

經過一段時間的使用，新的輔機保護邏輯能夠穩定使用，沒有出現保護誤動的情況。

但由於從軸承損壞到保護跳閘有一定的執行時間，擴大了故障造成的損失，從而造成設備的檢修時間和材料費用大大上升。最理想的狀況是在確認軸承損壞，造成電機軸承溫度將要急劇升高的初始階段，保護動作，將會使損失減少到最小。