一次風(fēng)機(jī)電機(jī)潤滑油泵電源自動切換裝置改造與優(yōu)化

于守彪

摘 要：6KV軸瓦型一次風(fēng)機(jī)電機(jī)油站潤滑油泵控制系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)隱患，兩臺油泵未采取獨(dú)立電源，并配有電源自動切換裝置，當(dāng)兩臺油泵同時失去動力電源時，存在導(dǎo)致一次風(fēng)機(jī)跳閘的風(fēng)險，可能導(dǎo)致軸瓦斷油燒瓦的重要設(shè)備損壞事故發(fā)生，引起機(jī)組的不安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：軸瓦;電機(jī);電源;自動切換裝置

某發(fā)電公司A、B一次風(fēng)機(jī)電機(jī)使用上海電機(jī)廠生產(chǎn)的YKK710-4軸瓦式6KV三相異步電動機(jī)，電機(jī)潤滑油泵使用兩臺1.1KW的齒輪泵，供油壓力>0.8MPa。由于施工設(shè)計(jì)原因，一次風(fēng)機(jī)兩臺油泵未獨(dú)立接取電源，由一路電源送至就地控制柜，在控制柜內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩臺油泵的自動切換。中國大唐集團(tuán)公司安生（2015）42號《火力發(fā)電設(shè)備隱患排查治理手冊》4.1.2中規(guī)定，“就地控制箱采用雙電源切換后再單路電源接帶兩臺重要電動機(jī)時，宜取消切換裝置，兩臺電機(jī)由兩路不同通道的電源分別直接接帶”，應(yīng)將一次風(fēng)機(jī)兩臺油泵電源進(jìn)行改造，分別接取獨(dú)立電源供電。為了保障設(shè)備的安全運(yùn)行，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場實(shí)際狀況，采取最經(jīng)濟(jì)可靠和最優(yōu)的解決方式對其電氣一、二次控制回路進(jìn)行了改造與優(yōu)化，優(yōu)化后的系統(tǒng)更加可靠、穩(wěn)定，各項(xiàng)邏輯更加完善。

1 改造前情況介紹

A、B一次風(fēng)機(jī)電機(jī)油站設(shè)計(jì)為兩路電源，兩路電源分別通過自動切換裝置連接在同一條小母線上，1號、2號油泵、加熱器從小母線上接取電源，兩路電源配有自動切換裝置，正常運(yùn)行方式下由主電源供電，當(dāng)出現(xiàn)故障跳閘后自動切入備用電源供電[1]，但是在施工過程中只敷設(shè)了一路電源，可靠性嚴(yán)重降低。

油泵的運(yùn)行方式選擇通過就地控制柜SA1轉(zhuǎn)換開關(guān)的4對輔助接點(diǎn)1主2備、2主1備、1運(yùn)行、2運(yùn)行實(shí)現(xiàn)了1、2號油泵之間切換，運(yùn)行方式確定之后，均可通過遠(yuǎn)方/就地操作實(shí)現(xiàn)[3]。

遠(yuǎn)方啟動/停止是通過分別輸入對應(yīng)兩對指令輸出同一對啟停指令ON/OFF，分別接通啟動繼電器KA3和停止繼電器KA17來實(shí)現(xiàn)，但是兩臺油泵不能并列運(yùn)行[2]。在自動切換裝置中，當(dāng)主電源QF1跳閘后，KM1接觸器斷開，延時5S，KM2接觸器閉合，切為備用電源QF2供電;當(dāng)備用電源QF2跳閘后，KM2接觸器斷開，KM1接觸器閉合，切為主電源QF1供電，兩臺油泵之間的聯(lián)鎖是通過油壓開關(guān)觸發(fā)中間繼電器KA10和熱偶常開接點(diǎn)FR實(shí)現(xiàn)油泵的啟動[1]。

2 改造優(yōu)化方案的對比分析

2.1 方案一

其取消就地控制柜，需要新增一路動力電源引接至2號油泵電機(jī)。此方案需要在鍋爐MCC間隔中配置一個電源抽屜開關(guān)，選用3*2.5mm2動力電纜200m*2作為2號油泵的動力電纜，選用10*1.0控制電纜120m*4作為啟動、停止指令、反饋和故障報(bào)警使用，還需要對油站DCS邏輯、畫面顯示進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，同時還要對電機(jī)保護(hù)裝置進(jìn)行整定校驗(yàn)。

2.2 方案二

其在原有控制柜的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造。此方案需取消電源自動切換裝置，新增一路動力電源引接至2號油泵電機(jī)，在鍋爐MCC配置一個電源抽屜開關(guān)，選用3*2.5mm2動力電纜200m*2作為2號油泵的動力電纜，需要4個380V中間繼電器作為電源監(jiān)視繼電器供聯(lián)鎖使用，所有的啟動、停止、反饋DCS邏輯及顯示保持原狀不變。

2.3 方案對比

方案一是將控制系統(tǒng)恢復(fù)到傳統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)方式，兩臺泵各自取獨(dú)立的電源控制系統(tǒng)，由DCS邏輯實(shí)現(xiàn)油泵的啟停和聯(lián)鎖，但是兩臺油泵需要重新敷設(shè)兩根控制電纜，從就地配電柜引至熱工DCS電子間，并且對原有的邏輯、顯示畫面都重新進(jìn)行設(shè)計(jì)更改，對電機(jī)保護(hù)裝置需要重新進(jìn)行整定校驗(yàn)，改造工期較長，需要參與人員較多，工時費(fèi)用較大。方案二是采用就地取材的方式，最大化利用現(xiàn)有的元器件和電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩臺泵的電源、控制相互獨(dú)立，由原DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)啟停、聯(lián)鎖，只需要敷設(shè)一根動力電纜，其余均在就地控制柜內(nèi)完成對電氣一、二次系統(tǒng)的改造優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，改造工期較短，只需要在電纜敷設(shè)時有較多人員參與，總體工時費(fèi)用較少。

通過比較，兩個方案在可行性和可靠性方面都能夠?qū)崿F(xiàn)油泵電機(jī)的電源獨(dú)立控制和自由選擇切換;在經(jīng)濟(jì)性方面，方案二整個主體環(huán)節(jié)只涉及單專業(yè)作業(yè)，只需要在調(diào)試時熱工人員加入配合，在施工材料選擇、費(fèi)用消耗、工時、工期方面優(yōu)勢顯著，具有較強(qiáng)的可操作性，故選擇方案二。

3 改造方案的設(shè)計(jì)實(shí)施

3.1 電氣一次回路設(shè)計(jì)及改造變更情況

A、B一次風(fēng)機(jī)油站各新增一路電源，敷設(shè)兩根3*2.5mm2動力電纜，始于鍋爐1號MCC和2號MCC、止于就地控制柜，取消就地控制柜內(nèi)電源切換裝置，對油站加熱器電源重新配置。2A一次風(fēng)機(jī)電機(jī)2號油泵電機(jī)電源取自鍋爐1號MCC-CO1開關(guān)，2B一次風(fēng)機(jī)電機(jī)2號油泵電機(jī)電源取自鍋爐2號MCC MCC-CO1開關(guān)。QF1和QF2作為兩臺油泵的柜內(nèi)進(jìn)線電源，下設(shè)兩個分電源開關(guān)QF3和QF4作為油泵的電源開關(guān)，QF5作為加熱器電源開關(guān)，取自1號油泵總電源開關(guān)QF1（原動力電纜為3*4mm2，電纜載流量和容量較大，故選擇正常運(yùn)行時接至QF1電源開關(guān)處）。

3.2 電氣二次回路改造優(yōu)化情況

一次回路設(shè)計(jì)引入后，只有保證220交流控制電源L01、L02不失電或瞬間再得電，總體的邏輯啟?；芈凡挪粫淖?。首先取消原電源切換裝置一、二次回路，拆除相應(yīng)的電氣元器件。當(dāng)一次風(fēng)機(jī)電機(jī)在運(yùn)行狀態(tài)時，運(yùn)行油泵跳閘或運(yùn)行狀態(tài)異常時，備用油泵通過油壓和熱偶聯(lián)鎖啟動;當(dāng)控制電源瞬間失電又瞬間得電的過程中，必須聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)備用油泵的啟動。

基于上述邏輯，對控制變回路進(jìn)行了改造。控制變電源由兩路組成，分別取自1號油泵總電源開關(guān)QF1和2號油泵總電源開關(guān)QF2，第一路通過控制變電源監(jiān)視繼電器KA1常開輔助接點(diǎn)連接，第二路通過控制變電源監(jiān)視繼電器KA1常閉輔助接點(diǎn)連接（比取KA2常開輔助接點(diǎn)串聯(lián)KA1常閉輔助接點(diǎn)電路接點(diǎn)數(shù)少、故障點(diǎn)少），當(dāng)1號油泵總電源失電后，自動切至第二路控制電源運(yùn)行。

當(dāng)QF1開關(guān)跳閘后，控制電源瞬間失電再得電后，原設(shè)計(jì)只能通過運(yùn)行人員手動操作發(fā)出啟動指令，聯(lián)鎖啟動原運(yùn)行油泵，但原運(yùn)行油泵已無動力電源，再次啟動失敗，所以在控制回路新增失電聯(lián)鎖啟動功能，來啟動備用油泵。此功能通過電源監(jiān)視繼電器K1常閉接點(diǎn)并接至2號油泵控制回路和電源監(jiān)視繼電器K2常閉接點(diǎn)并接至1號油泵控制回路實(shí)現(xiàn)，并且分別在1、2號油泵接觸器KM1、KM2線包上口串接電源監(jiān)視繼電器K1、K2常開接點(diǎn)切斷回路，避免再次發(fā)送錯誤故障信號誤導(dǎo)運(yùn)行人員。當(dāng)QF1開關(guān)跳閘后，DCS會發(fā)出備用泵的啟動指令[2]，使得KA3繼電器重新得電勵磁，實(shí)現(xiàn)失電聯(lián)鎖啟動。

原方案無法實(shí)現(xiàn)油泵的并列運(yùn)行，為了提高定期切換的可靠性，新增1號、2號油泵旁路切換功能，實(shí)現(xiàn)油泵定期切換時的并列運(yùn)行。在1、2號油泵控制回路分別新增旁路接觸器KM3、KM4和轉(zhuǎn)換啟停開關(guān)S1、S2，通過旁路接觸器合閘實(shí)現(xiàn)1、2號油泵的旁路啟動，備用油泵檢查正常后，切除旁路接觸器，改造后的電氣二次原理圖如圖1所示。

3.3 改造優(yōu)化后運(yùn)行方式情況說明

回路改造后，原啟動方式及運(yùn)行方式保持不變。

新增的A一次風(fēng)機(jī)電機(jī)2號油泵電機(jī)電源（取自鍋爐1號MCC-CO1）開關(guān)和B一次風(fēng)機(jī)電機(jī)2號油泵電機(jī)電源（取自鍋爐2號MCC-CO1）開關(guān)，這兩組開關(guān)無遠(yuǎn)方啟停功能，停送電時必須在就地電源抽屜開關(guān)處手動合分閘。

在就地控制柜處停送電時，只需斷開1號油泵電源開關(guān)QF3和2號油泵電源開關(guān)QF4。

新增的旁路接觸器KM3、KM4，只在設(shè)備定期切換時使用。在切換過程中或者切換后運(yùn)行油壓異常，均可以聯(lián)鎖啟動備用油泵運(yùn)行。

3.4 并列運(yùn)行切換方法說明

在1主2備方式下1號泵運(yùn)行，切至2主1備方式下2號泵運(yùn)行：此情況下1號泵運(yùn)行，切換1號旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)S1至啟動位，1號油泵旁路接觸器吸合，確認(rèn)就地1號泵檢查正常后，切至2主1備，檢查2號油泵已啟動運(yùn)行，檢查確認(rèn)運(yùn)行正常后，切換1號旁路轉(zhuǎn)換開關(guān)S1至停止位，停止1號油泵運(yùn)行。

在2主1備方式下的切換步驟同1主2備方式下操作。

4 結(jié)語

此次針對設(shè)計(jì)隱患，對A、B一次風(fēng)機(jī)電機(jī)油站潤滑油泵控制系統(tǒng)改造優(yōu)化，取消了電源切換裝置，將兩臺電機(jī)電源改由兩路獨(dú)立電源分別直接接帶，并且對控制回路可能出現(xiàn)的各種故障都重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高了設(shè)備的可靠性，有效降低了由于油泵電源中斷引起一次風(fēng)機(jī)跳閘的風(fēng)險，同時也避免了油泵跳閘后造成軸瓦斷油燒瓦的重要設(shè)備損壞事故發(fā)生。在改造過程中，充分結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際就地取材，新增自由并列運(yùn)行切換和失電聯(lián)鎖啟動功能，使得原有邏輯更加完善。在可靠性滿足要求的前提下，有效降低了一般技改的費(fèi)用，將經(jīng)濟(jì)性和可靠性有機(jī)完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)設(shè)計(jì)改造與優(yōu)化，在后續(xù)的電氣設(shè)備回路升級改造中值得借鑒。

參考文獻(xiàn)

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