電氣制動(dòng)裝置二次控制回路改進(jìn)

彭昌清

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司黃龍灘水力發(fā)電廠，湖北 十堰 442000）

電氣制動(dòng)裝置二次控制回路改進(jìn)

彭昌清

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司黃龍灘水力發(fā)電廠，湖北 十堰 442000）

本文通過對(duì)一起水輪發(fā)電機(jī)組電氣制動(dòng)系統(tǒng)控制開關(guān)分閘線圈燒壞缺陷的分析，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，提出改進(jìn)的方案，以供參考。

水輪發(fā)電機(jī)組電氣制動(dòng)；故障；改進(jìn)方案

黃龍灘電廠于2005年建成投入運(yùn)行的兩臺(tái)170MW水輪發(fā)電機(jī)組，該機(jī)組的制動(dòng)系統(tǒng)采用的是常規(guī)機(jī)械制動(dòng)和電氣制動(dòng)相結(jié)合的混合制動(dòng)方式，2014年4月28日在機(jī)組電氣制動(dòng)裝置投入過程中出現(xiàn)電制動(dòng)控制開關(guān)JLK分閘線圈燒壞的事件，現(xiàn)就此次事件發(fā)生的問題進(jìn)行分析，提出改進(jìn)的方案。

一﹑水輪發(fā)電機(jī)組電氣制動(dòng)系統(tǒng)概述

當(dāng)水輪發(fā)電機(jī)與電力系統(tǒng)解列后,機(jī)組進(jìn)入停機(jī)過程。由于機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部件具有較大的慣性,機(jī)組在短時(shí)間內(nèi)不能停止運(yùn)轉(zhuǎn)。但機(jī)組軸承是不允許機(jī)組較長(zhǎng)時(shí)間處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的,這是因?yàn)闄C(jī)組推力軸承軸瓦的油膜形成與機(jī)組的轉(zhuǎn)速有關(guān),機(jī)組在低速下旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致油膜的破壞繼而出現(xiàn)干摩擦,而燒毀軸瓦。傳統(tǒng)的機(jī)械制動(dòng)一般采用制動(dòng)閘和制動(dòng)環(huán)直接接觸產(chǎn)生摩擦阻力而起制動(dòng)作用,但制動(dòng)環(huán)﹑風(fēng)閘易因機(jī)械疲勞而變形龜裂；且摩擦產(chǎn)生的粉塵混入發(fā)電機(jī)的循環(huán)空氣中,隨油霧粘附在定子線圈端部和鐵芯風(fēng)溝表面,影響發(fā)電機(jī)的絕緣和散熱,嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。電氣制動(dòng)就是為了克服機(jī)械制動(dòng)的缺點(diǎn)而提出來的。它的最大優(yōu)點(diǎn)是制動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。制動(dòng)力矩是隨機(jī)組轉(zhuǎn)速下降而增大,當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時(shí)達(dá)到峰值,這正是區(qū)別于機(jī)械制動(dòng)力矩的最大優(yōu)點(diǎn)。電氣制動(dòng)除了制動(dòng)力矩大這個(gè)特性之外,也比較潔凈,且檢修維護(hù)方便, 滿足系統(tǒng)調(diào)峰, 機(jī)組開停機(jī)操作頻繁的要求。電氣制動(dòng)的工作原理是基于同步電機(jī)的電樞反應(yīng)。當(dāng)機(jī)組與電網(wǎng)解列,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子滅磁后,使定子三相短路,同時(shí)給發(fā)電機(jī)加勵(lì)磁電流,使它產(chǎn)生一個(gè)方向與機(jī)組慣性力矩的方向相反,具有強(qiáng)大制動(dòng)作用的電磁力矩。勵(lì)磁電流由廠用電系統(tǒng)經(jīng)整流后的外部電源供給。

二﹑故障現(xiàn)象

2014年4月28日，某廠4號(hào)發(fā)電機(jī)組停機(jī)過程中，發(fā)現(xiàn)該電制動(dòng)裝置動(dòng)作后，其柜內(nèi)制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK未分閘。停機(jī)后現(xiàn)場(chǎng)檢查制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK跳閘繼電器K3燒毀，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK跳閘線圈也燒毀，其他部件均正常。

經(jīng)初步分析判定為4號(hào)發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng)裝置PLC流程開出去控制制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘的繼電器K3接點(diǎn)粘連，引起制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈回路未斷開而長(zhǎng)時(shí)間通電所致。暫時(shí)更換更換制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘繼電器K3，并更換制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈（拆卸廢舊設(shè)備線圈）。經(jīng)試驗(yàn)，電制動(dòng)動(dòng)作正常。

此后，4號(hào)機(jī)停機(jī)4次，4號(hào)機(jī)電制動(dòng)均動(dòng)作正常。

2014年5月10日18：03，據(jù)運(yùn)行人員反映 4號(hào)機(jī)電制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK有糊味。維護(hù)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：電制動(dòng)流程動(dòng)作正確，制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK﹑制動(dòng)電源直流開關(guān)ZMK﹑發(fā)電機(jī)短路開關(guān)GNK均已經(jīng)正確動(dòng)作。進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK跳閘繼電器K3燒毀﹑制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈燒毀。

三﹑原因分析

2014年5月12日，維護(hù)人員對(duì)4號(hào)發(fā)電機(jī)組電制動(dòng)裝置進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)存在的問題進(jìn)行深入分析，主要原因如下：

1所選用開出繼電器本體質(zhì)量不高，接點(diǎn)動(dòng)作不可靠（可能有抖動(dòng)現(xiàn)象）；2近期空氣濕度較大，影響了繼電器觸電滅?。?PLC開出分閘脈沖時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈及分閘繼電器K3長(zhǎng)期帶電（由于廠家出于技術(shù)保護(hù)，未提供讀程序軟件，故無法對(duì)此核實(shí)）。

4回路設(shè)計(jì)存在缺陷：（1）由于制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK本身輔助接點(diǎn)不夠，導(dǎo)致其控制回路無防外部接點(diǎn)粘連措施，即ZTK合閘回路中無ZTK的常閉輔助接點(diǎn)（回路號(hào)909與902之間），ZTK分閘回路中無ZTK的常開輔助接點(diǎn)（回路號(hào)911與902之間）； （2）分閘繼電器K3是對(duì)線圈進(jìn)行切斷，但未設(shè)計(jì)消除反電動(dòng)勢(shì)回路，在分開線圈的時(shí)候會(huì)在接點(diǎn)上產(chǎn)生很大的反電動(dòng)勢(shì)，加劇了斷弧難度；說明：原電氣制動(dòng)裝置二次控制回路部分（詳見圖1）

四﹑解決措施及方案

申請(qǐng)4號(hào)機(jī)組電制動(dòng)裝置停運(yùn)，對(duì)原電氣制動(dòng)裝置二次控制回路進(jìn)行改進(jìn)，具體措施如下：

圖1

1﹑第一階段：（1）更換原型號(hào)分閘繼電器K3；（2）將制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK接入信號(hào)回路的一對(duì)輔助接點(diǎn)引入防外部接點(diǎn)粘連回路中；（3）信號(hào)回路用的輔助開關(guān)的接點(diǎn)通過擴(kuò)充接入；（4）在制動(dòng)電源交流開關(guān)ZTK分閘繼電器K3線圈上并聯(lián)一個(gè)反向續(xù)流二極管（型號(hào)FR256），在二極管回路串聯(lián)一個(gè)電阻（1KΩ），防止二極管燒毀時(shí)候直流短路：

2﹑第二階段：（1）更換新型號(hào)繼電器（連同底座一并更換）；（2）更換符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的制動(dòng)電源交流開關(guān)（多對(duì)輔助接點(diǎn)）。 2014年5月15日，對(duì)4號(hào)機(jī)組電氣制動(dòng)裝置二次控制回路進(jìn)行改進(jìn)后， 4號(hào)機(jī)組電氣制動(dòng)裝置共停機(jī)30次，經(jīng)過實(shí)際驗(yàn)證，該改進(jìn)措施確實(shí)可行，再?zèng)]有出現(xiàn)上述缺陷。水輪發(fā)電機(jī)組電氣制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況將直接影響發(fā)電廠的安全運(yùn)行，要在工作中不斷分析出現(xiàn)的缺陷及故障，深入分析原因?qū)嵤└倪M(jìn)，確保水輪發(fā)電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高電網(wǎng)供電的可靠性。

[1]JPT-4/P23型可編程電氣制動(dòng)裝置使用說明書[Z]．

TM561

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