黃龍灘電廠3、4號(hào)機(jī)調(diào)速器油壓裝置動(dòng)力電源空開跳閘原因幾點(diǎn)分析

廖慧敏

（湖北黃龍灘水力發(fā)電廠，湖北　十堰　442000）

黃龍灘電廠3、4號(hào)機(jī)調(diào)速器油壓裝置動(dòng)力電源空開跳閘原因幾點(diǎn)分析

廖慧敏

（湖北黃龍灘水力發(fā)電廠，湖北十堰442000）

摘要：本文介紹黃龍灘電廠3、4號(hào)機(jī)調(diào)速器油壓裝置電機(jī)動(dòng)力電源開關(guān)跳閘問題，分析了具體原因，并提供了解決方案。

關(guān)鍵詞：電機(jī)；星三角啟動(dòng)；接觸器；跳閘；軟啟動(dòng)器

1　引言

油壓裝置作為水電廠最重要的輔助設(shè)備之一，它為調(diào)速系統(tǒng)提供安全、可靠、穩(wěn)定的壓力油源，以實(shí)現(xiàn)水輪發(fā)電機(jī)組的開停機(jī)、頻率和負(fù)荷調(diào)節(jié)等功能。油壓裝置能否穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響水輪機(jī)調(diào)速器的穩(wěn)定運(yùn)行。

2　設(shè)備現(xiàn)狀

黃龍灘電廠3、4號(hào)機(jī)組油壓裝置是西安江河電站技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的，型號(hào)YZK，該油壓裝置采用高性能PLC為核心控制單元，主要采集壓力，油位等信號(hào)，控制設(shè)備有2臺(tái)油泵電機(jī)（容量30KW），對(duì)應(yīng)兩個(gè)溢流閥，和一臺(tái)補(bǔ)氣裝置。通過壓力和油位，實(shí)現(xiàn)油壓裝置的自動(dòng)補(bǔ)油、自動(dòng)補(bǔ)氣、保證調(diào)速器油壓系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。下圖為原理接線圖，J2為PLC開出接點(diǎn)，當(dāng)壓力降低到啟動(dòng)值時(shí)，PLC開出J2接通，當(dāng)壓力達(dá)到停泵值時(shí)，J2復(fù)歸。

圖1　動(dòng)力及二次原理控制圖

3　故障現(xiàn)象

黃龍灘電廠3、4號(hào)機(jī)與2005年6月相繼投產(chǎn)發(fā)電，投運(yùn)至今，兩臺(tái)機(jī)調(diào)速器油壓裝置曾出現(xiàn)多次動(dòng)力電源空開跳閘現(xiàn)象，通過更換自動(dòng)空氣開關(guān)，更換接觸器，PLC修改溢流閥卸荷時(shí)間，都只是短暫解決問題，并沒有徹底解決根本問題。

4　原因分析

通過設(shè)備實(shí)際原理圖可知，動(dòng)力電源空開跳閘原因有三點(diǎn)：

（1）空開本身原因：電機(jī)啟動(dòng)瞬間啟動(dòng)電流值過大，通?？紤]為額定電流值4-7倍，如果配置空開額定值不能躲過啟動(dòng)電流值，則可能出現(xiàn)過流跳閘。

電機(jī)容量30KW于三相平衡電路而言，三相電機(jī)功率的計(jì)算公式是：p=1.732iucosφ

式中：p為電機(jī)功率u為線電壓380v，cosφ是電機(jī)功率因素，一般取0.75。由三相電機(jī)功率公式可推出線電流公式：

電機(jī)的線電流：i=p/1.732ucosφ=30000/1.732*380*0.75=30000/493.62=60A，由于電機(jī)的啟動(dòng)電流很大，是工作電流的4到7倍，所以還要考慮電機(jī)的啟動(dòng)電流，但啟動(dòng)電流的時(shí)間不是很長(zhǎng)，一般在選擇導(dǎo)線時(shí)只按1.3到1.7的系數(shù)考慮。取1.5，那么電流就是90A應(yīng)該就可以。實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)100A，完全滿足該電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，因此開關(guān)選型不合適，不大可能。

（2）帶載啟動(dòng)：電機(jī)帶載啟動(dòng)值時(shí)，啟動(dòng)電流將比空載大很多，可能引起空開跳閘。

但實(shí)際PLC流程為：當(dāng)壓力低時(shí)，啟動(dòng)油泵前，先打開溢流閥，3秒后啟動(dòng)油泵，讓油泵空載啟動(dòng)至額定轉(zhuǎn)速，5秒后再關(guān)閉溢流閥，油泵再帶載運(yùn)行。

為防止5秒電機(jī)還沒完全至額定轉(zhuǎn)速，將PLC流程修改為，油泵啟動(dòng)后8秒再關(guān)溢流閥。但在實(shí)際運(yùn)行過程中空開繼續(xù)有跳閘現(xiàn)象。

（3）星三角啟動(dòng)切換原因造成的：具體動(dòng)作過程：壓力達(dá)到油泵啟動(dòng)值時(shí)，溢流閥打開后，PLC開出J2，接觸器KM和KMY線圈同時(shí)獲電吸合，KM和KMY主觸頭閉合，電動(dòng)機(jī)接成Y降壓?jiǎn)?dòng)。與此同時(shí)，時(shí)間繼電器KT的線圈獲電，KT動(dòng)斷（常閉）觸頭延進(jìn)斷開，KmY線圈斷電釋放，KT動(dòng)合（常開）觸頭延時(shí)閉合，KM△線圈獲吸合，電動(dòng)機(jī)定子繞組Y自動(dòng)換接成△，時(shí)間繼電器KT的觸頭延時(shí)動(dòng)作時(shí)間，由電動(dòng)機(jī)容量及啟動(dòng)時(shí)間的快慢等決定。

通過動(dòng)作過程和圖1原理圖可知，可能出現(xiàn)下面兩種情況。

（1）電源通過空開至電機(jī)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速至額定時(shí)，星型換為三角啟動(dòng)，但是在轉(zhuǎn)換瞬間，如果KMY未跳開（或拉弧路，由于電機(jī)感性負(fù)載），KM△合上就會(huì)造成電源短路，空開必然跳閘。由于使用過程中，接觸器經(jīng)常拉弧，造成接點(diǎn)毛刺加劇，更加容易引起拉弧現(xiàn)象。

（2）星形接觸器分閘后三角形接觸器還沒有吸合這段時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)本身存在的一個(gè)反電動(dòng)勢(shì)（殘壓），當(dāng)三角形接觸器合閘瞬間，如果系統(tǒng)電壓與電動(dòng)機(jī)殘壓的相位剛好相反，那么合閘瞬間必然會(huì)有一個(gè)很大的沖擊電流（類似于發(fā)電機(jī)的非同期合閘），導(dǎo)致斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘。這就是為什么高壓電機(jī)設(shè)計(jì)快切裝置的原因了。

（3）分析總結(jié)：正對(duì)以上幾點(diǎn)，維護(hù)人員進(jìn)行如下措施：1）更換較大容量空開，但是這一現(xiàn)象還存在；2）將溢流閥關(guān)閉時(shí)間調(diào)整為10S，即保證電機(jī)星三角轉(zhuǎn)換后，電機(jī)已正常額定轉(zhuǎn)動(dòng)才帶載，避免了帶載啟動(dòng)，但是這一現(xiàn)象還存在；3）對(duì)星三角轉(zhuǎn)換接觸器進(jìn)行更換，這一現(xiàn)象能運(yùn)行一段時(shí)間，但幾個(gè)月之后還會(huì)出現(xiàn)。

5　解決方案

出現(xiàn)這種問題主要原因還是設(shè)備選型問題，油壓裝置電機(jī)容量較大，星三角啟動(dòng)不適合用較大容量電機(jī)。

電機(jī)容量較大時(shí)，一般采用軟起動(dòng)器,使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)過程結(jié)束，軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長(zhǎng)軟啟動(dòng)器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。

6　結(jié)束語

電動(dòng)機(jī)星三角降壓控制應(yīng)用于很多場(chǎng)合，但容量較大時(shí)建議采用軟啟動(dòng)器控制方式，避免了轉(zhuǎn)換時(shí)的較大反電勢(shì)的可能，從而保證了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

［1］王建.實(shí)用電工手冊(cè)［Z］.中國(guó)電力出版社.

［2］李鳳林.電工基礎(chǔ)知識(shí)［M］.中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.

［3］YZK-1-2 油壓裝置自動(dòng)控制系統(tǒng)使用說明書［Z］.西安江河技術(shù)開發(fā)有限責(zé)任公司.