一起電氣制動投入異常情況的分析及處理

李雪強(qiáng)，陳靈峰，孫育哲

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺317200）

一起電氣制動投入異常情況的分析及處理

李雪強(qiáng)，陳靈峰，孫育哲

（華東桐柏抽水蓄能發(fā)電有限責(zé)任公司，浙江天臺317200）

針對某抽蓄電站某臺機(jī)組在停機(jī)過程中電氣制動投入異常的情況，對電氣制動閘刀的控制回路及相關(guān)流程進(jìn)行分析研究，找出電氣制動閘刀不能正常合閘的原因，并對其進(jìn)行解決處理，為現(xiàn)場工作積累了相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

電氣制動閘刀；勵磁系統(tǒng)；控制回路

1 引言

電氣制動功能在抽水蓄能電站中應(yīng)用廣泛，其主要作用為在機(jī)組停機(jī)過程中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降至50%時，合上電氣制動閘刀，將定子三相短路。隨后勵磁工作在手動電流調(diào)節(jié)模式，在轉(zhuǎn)子上加入一個恒定的直流電流，該電流產(chǎn)生的磁場，會在三相短路的定子繞組中感應(yīng)出電流，從而產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子減速的銅損制動轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)快速制動并停機(jī)，為抽蓄機(jī)組進(jìn)行快速的工況轉(zhuǎn)換提供有力的支撐。

2 事件分析

2.1.件現(xiàn)象

2017年03.20日，某電站發(fā)生了一起機(jī)組停機(jī)投入電氣制動時，電氣制動閘刀報(bào)故障信號，勵磁系統(tǒng)啟動超時跳閘，導(dǎo)致機(jī)組電氣事故停機(jī)的異?，F(xiàn)象。

監(jiān)控事件列表如表1所示。

表1.控事件列表

查看勵磁系統(tǒng)現(xiàn)地控制屏上報(bào)警信息如表2所示。

表2.磁現(xiàn)地控制屏報(bào)警表

2.2.因分析

查看如圖1、圖2所示的勵磁邏輯可知，當(dāng)勵磁收到監(jiān)控的電氣制動令后，會啟動電氣制動模式，并先合上電氣制動閘刀，然后啟動勵磁，投入電氣制動功能。

圖1.氣制動啟動邏輯圖

圖2.磁系統(tǒng)啟動流程邏輯（部分）

若發(fā)出電氣制動模式啟動命令后延時15 s未收到勵磁啟動信號，則會發(fā)出勵磁啟動超時跳閘信號。

再結(jié)合監(jiān)控事件列表及勵磁現(xiàn)地告警信號，導(dǎo)致本次電氣制動投入異常的直接原因應(yīng)為：勵磁電氣制動啟動命令發(fā)出后，由于電制動閘刀故障未能正常合閘，19 s后，造成勵磁啟動超時跳機(jī)。

針對電制動閘刀未能正常合閘，分析其原因主要有以下3種：

（1）電氣制動閘刀本體機(jī)構(gòu)存在故障，導(dǎo)致勵磁系統(tǒng)下達(dá)合閘令后，電氣制動閘刀未能正常合閘；

（2）電氣制動閘刀電機(jī)及其電源回路上有故障，導(dǎo)致電氣制動閘刀未能正常合閘；

（3）電氣制動閘刀控制回路存在故障或者聯(lián)鎖未解除，導(dǎo)致勵磁系統(tǒng)下達(dá)合閘令后，電氣制動閘刀未能正常合閘。

3 現(xiàn)場檢查

3.1.對可能性1

現(xiàn)場對電氣制動閘刀觸頭及操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)觸頭表面無損傷、裂痕和放電痕跡，觸頭表面導(dǎo)電脂完好，齒輪、渦輪、蝸桿、及定位桿無損壞，閘刀柜內(nèi)沒有明顯的異味，確認(rèn)電氣制動閘刀本體及操作機(jī)構(gòu)無機(jī)械故障，情況良好?；九懦捎陔姎庵苿娱l刀本體機(jī)構(gòu)故障導(dǎo)致未能正常合閘的可能。

3.2.對可能性2

檢查電氣制動閘刀電機(jī)及其電源回路，使用萬用表測量電機(jī)電源，電壓值均為379 V左右，滿足電機(jī)動作電壓，說明電機(jī)電源供電正常。

檢查電源回路，相關(guān)接點(diǎn)狀態(tài)正常，接觸電阻正常（接點(diǎn)閉合時，接觸電阻值0.2Ω左右；接點(diǎn)斷開時，接觸電阻為無窮大）。合上電機(jī)電源空開，短接相關(guān)接點(diǎn)，電機(jī)能正常啟動，證明電氣制動閘刀電機(jī)及其電源回路正常。

3.3.對可能性3

電氣制動閘刀分合閘通過控制選擇開關(guān)S12、分閘繼電器K11和合閘繼電器K12實(shí)現(xiàn)。如圖3所示。

圖3.氣制動閘刀分合閘控制回路圖

根據(jù)圖3，電氣制動閘刀收到合閘命令時，合閘繼電器K12動作，接點(diǎn)21-22斷開，斷開分閘回路；接點(diǎn)13-14閉合，導(dǎo)通合閘回路，同時自保持；繼電器K12的接點(diǎn)1-2、3-4、5-6閉合，溝通電氣制動閘刀電機(jī)電源，電機(jī)啟動，電氣制動閘刀合閘。

當(dāng)存在遠(yuǎn)方合電氣制動閘刀的命令時，合閘繼電器K12能正常動作并且保持，電氣制動閘刀就能正常合閘，反之則會導(dǎo)致電氣制動閘刀合閘失敗。

（1）取下繼電器K11（分閘）、K12（合閘）進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

表3.合閘繼電器參數(shù)校驗(yàn)表

通過校驗(yàn)證明繼電器K11、K12各項(xiàng)參數(shù)均符合標(biāo)準(zhǔn)，繼電器不存在故障。

（2）檢查選擇開關(guān)S12、切換開關(guān)S11、電源開關(guān)F11的相關(guān)接點(diǎn)，均正常。

（3）檢查電氣制動閘刀外部聯(lián)鎖回路。

根據(jù)電氣制動閘刀外部聯(lián)鎖回路圖，電氣制動閘刀必須在以下條件都滿足的情況下才能合閘：

（1）機(jī)組開關(guān)GCB在分閘位置；

（2）SFC被拖動閘刀在分閘位置；

（3）滅磁開關(guān)FCB在分閘位置；

（4）機(jī)組機(jī)端無電壓。

對于聯(lián)鎖條件（1），機(jī)組投入電氣制動時，機(jī)組定子繞組三相短路，因此需要確保機(jī)組開關(guān)GCB在分閘位置。在機(jī)組開關(guān)處于分閘位置時，測量其輔助接點(diǎn)（X0012:9-X0012:10），正常導(dǎo)通。

對于聯(lián)鎖條件（2），電站SFC被拖動閘刀安裝在機(jī)組開關(guān)GCB與機(jī)組定子繞組之間。因此在機(jī)組投入電氣制動時，需要確保SFC被拖動閘刀在分閘位置。在SFC被拖動閘刀處于分閘位置時，測量其輔助接點(diǎn)（X0111:118-X0311:119），正常導(dǎo)通。

對于聯(lián)鎖條件（3），機(jī)組投入電氣制動前，需先將電制動刀合上，再合滅磁開關(guān)。當(dāng)滅磁開關(guān)FCB位于分閘位置時，測量其輔助接點(diǎn)（X0020: 167-X0011:16），正常導(dǎo)通。

對于聯(lián)鎖條件（4），電氣制動閘刀合閘前，需要檢測機(jī)端無電壓，當(dāng)機(jī)端無壓時，電壓檢測繼電器K0800的常閉接點(diǎn)閉合后，電制動刀才能正常合閘。

根據(jù)圖4，繼電器K0800接入的是機(jī)端A相電壓。當(dāng)機(jī)端存在電壓時，繼電器K0800動作，常閉接點(diǎn)1-4斷開，電氣制動閘刀不能合閘。當(dāng)機(jī)端無壓時，常閉接點(diǎn)1-4導(dǎo)通，此時才允許合上電制動刀。

圖4.組機(jī)端PT接線圖

現(xiàn)場檢查，在停機(jī)狀態(tài)下，機(jī)端電壓為零，但是繼電器K0800的常閉接點(diǎn)1-4卻處在斷開狀態(tài)。

通過校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)繼電器K0800已無法正常動作，同時檢查其常開和常閉接點(diǎn)，無法正常斷開與閉合，說明該繼電器已損壞，在其他3個聯(lián)鎖條件都滿足的情況下，聯(lián)鎖回路無法正常導(dǎo)通，從而導(dǎo)致電氣制動閘刀無法正常合閘。

4 處理

查明電氣制動閘刀無法正常合閘的根本原因后，將繼電器K0800進(jìn)行更換，并在更換前對其進(jìn)行校驗(yàn)，其校驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

表4.0800(新)繼電器參數(shù)校驗(yàn)表

校驗(yàn)數(shù)據(jù)表明繼電器各參數(shù)正常，接點(diǎn)狀況良好。

繼電器更換后，對電氣制動閘刀進(jìn)行遠(yuǎn)方合閘試驗(yàn)，試驗(yàn)錄波圖見圖5。

圖5.氣制動閘刀啟動錄波圖

分析錄波圖5，在勵磁系統(tǒng)發(fā)出電氣制動模式運(yùn)行及電氣制動閘刀合閘命令后，機(jī)組勵磁電流和定子電流均符合正常電氣制動運(yùn)行時的值，證明電氣制動閘刀合閘成功，電氣制動模式運(yùn)行正常。

5 結(jié)語

雖然此次處理的最終措施比較簡單，僅僅更換了一個繼電器，但是分析的過程卻并不容易。在勵磁、自動化和電氣一次3個專業(yè)的協(xié)同合作下，對電氣制動閘刀的一次部分、控制回路部分和監(jiān)控回路部分進(jìn)行分析，才最終解決了問題。

從這次事件中可以總結(jié)出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

（1）對于機(jī)組所用的繼電器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行定期全面的校驗(yàn)和檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題，及時解決。

（2）不能輕視機(jī)組在運(yùn)行時出現(xiàn)的任何異常現(xiàn)象，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，就必須充分重視，認(rèn)真分析。就此次事件來說，雖然事件發(fā)生在機(jī)組停機(jī)過程中，并未造成太大的損失。但如果在機(jī)組發(fā)電過程中，誤合電氣制動閘刀，會在機(jī)組定轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊電流和電磁轉(zhuǎn)矩，可能會造成機(jī)組100%甩負(fù)荷，對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生非常大的損害，輕則損害轉(zhuǎn)子的壽命，重則將導(dǎo)致機(jī)組軸系的嚴(yán)重毀壞事故。

（3）處理故障或缺陷時，應(yīng)當(dāng)盡可能考慮全面，并且充分發(fā)揮多個專業(yè)協(xié)同合作的力量，這樣才能保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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TV738

B

1672-5387（2017）09-0029-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.09.012

2017-06-19

李雪強(qiáng)（1989-），男，助理工程師，從事繼電保護(hù)和勵磁的檢修維護(hù)工作。