湖北黃龍灘水力發(fā)電廠油壓裝置控制系統(tǒng)簡介及問題分析

劉朝貴

（湖北省電力公司黃龍灘水力發(fā)電廠，湖北 十堰 442000）

湖北黃龍灘水力發(fā)電廠油壓裝置控制系統(tǒng)簡介及問題分析

劉朝貴

（湖北省電力公司黃龍灘水力發(fā)電廠，湖北 十堰 442000）

本文以湖北黃龍灘水力發(fā)電廠油壓裝置控制系統(tǒng)為研究案例，介紹了電氣控制系統(tǒng)的構成，對其動作流程進行解析，分析了設備在運行中存在的問題，并提出了解決對策及改進建議。

油壓裝置；星三角轉換；延時；PLC；軟啟動器

一、電氣控制系統(tǒng)簡介

電氣主回路：油壓裝置主回路采用傳統(tǒng)的Y—Δ轉換及降壓起動方式，三相電機功率為37kW。控制系統(tǒng)：采用可編程控制器為核心，配置擴展I/O接口，人機界面采用profibus串口通訊，以壓力、液位等自動化元器件為反饋環(huán)節(jié)構成完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)。控制方式：自動運行、手動運行、主備/切換，動作流程包括手/自動打油、補氣，雙機切換、雙機協(xié)作、運行超時判斷等。

二、動作流程簡介

1 油泵自動打壓過程

PLC檢測到壓油槽油壓下降至主泵啟動值時，打開卸荷閥，空載啟動主泵電機進入星形運行，延時6s進入三角形運行，10s后關閉卸荷閥，電機加載運行，油泵開始打油，當PLC檢測到壓油槽油壓上升至額定值時，打開卸荷閥卸荷，空載后發(fā)停泵令油泵停止運行，打壓流程結束。

2 雙機協(xié)作動作過程

主油泵啟動打壓過程中油壓繼續(xù)下降至備用泵啟動值時，PLC開出動作備用泵啟動打油，此時雙機協(xié)作，PLC檢測到壓油槽油壓上升至額定值時，卸荷停泵，打壓流程結束。如果PLC檢測到主泵運行中出現(xiàn)故障，啟動備用泵運行，直至壓油槽油壓上升至額定值時卸荷停泵。

3 自動補氣過程

PLC檢測到壓油槽油位出現(xiàn)一次過高信號時，會閉鎖油泵打油流程，PLC接收到下一個壓油槽壓力下降至補氣閥動作值時，自動打開壓油槽補氣閥補氣，壓油槽壓力上升至額定壓力值時，自動關閉補氣閥，補氣流程結束。PLC檢測到壓油槽油位出現(xiàn)一次過低信號，閉鎖自動補氣流程，PLC接收到下一個壓油槽壓力下降至主泵動作值時，進入油泵打油流程。

三、設備在運行中存在的問題及分析

1 動力回路故障分析

星三角轉換配合問題分析：原電氣主回路星形運行是利用三角形主接觸器KM2輔助常閉觸頭來實現(xiàn)，電機星形啟動運行延時時間到后，三角形主接觸器KM2勵磁，KM2主觸頭閉合，輔助常閉觸頭斷開，使電機轉入三角形運行。電氣設備頻繁運行后，KM2輔助常閉觸頭機械疲勞，機構在線圈失磁復歸時不夠利索，造成在接觸器主觸頭返回時拉弧嚴重，弧光未完全熄滅，此時三角形接觸器先接通主回路，形成弧光短路。主回路接觸器頻繁切換動作，長時間運行會使主觸頭接觸電阻增大，引起觸頭拉弧、發(fā)熱甚至粘連等故障。

為此，應對主回路進行改進，將星形和三角形接觸器采用兩個獨立接觸器控制。

2 控制回路運行分析

根據(jù)Y—Δ轉換方式及油泵空載啟動要求，油泵卸荷閥加載延時時間T1應大于Y—Δ轉換延時時間T2，即T1>T2。油泵卸荷閥加載延時時間在PLC內設為10s，Y—Δ轉換時間是由油泵主回路接觸器所附帶機械延時時間繼電器決定，定為6s。油泵主回路接觸器長期動作導致機械延時時間繼電器受到震動或發(fā)生故障，使時間整定值偏移或拒動，一旦轉換時間大于卸荷閥加載延時時間，會使Y—Δ轉換未完成油泵電機轉速未達到額定而卸荷閥先動作使電機加載，造成電機瞬間過載過流，導致過載繼電器動作或主回路空開跳閘。

四、提出解決對策及改進建議

1 加強管理，提升設備運行維護水平

定期檢查油泵動作流程是否正確，檢查油泵電機主回路接觸器主觸頭是否良好，如有電弧燒傷應及時處理觸頭或更換接觸器，檢查機械油路是否有堵塞，定期切換過濾裝置更換濾芯，確保設備安全運行。

2 完善控制系統(tǒng)，提高設備運行可靠性

圖1

圖2

因機械延時時間繼電器在運行中存在不穩(wěn)定因素，如果時間配合出錯將導致油泵電機帶載啟動，損壞設備。可用PLC內部軟時間繼電器延時來取代機械延時時間繼電器，PLC內部軟時間繼電器計時可靠、穩(wěn)定，可有效避免上述問題。改進后的PLC梯形圖、Y—Δ啟動與卸荷閥動作時序圖分別如圖1、圖2所示：

3 改進Y—Δ轉換系統(tǒng)功率執(zhí)行單元，實現(xiàn)電機啟動過程平穩(wěn)過渡，提高廠用電供電質量和利用率。

油壓裝置系統(tǒng)油泵電機額定功率為37kW，啟動瞬間電流較大，而Y—Δ降壓啟動方式不能滿足較大功率電機頻繁啟動運行方式的需求，因此將Y—Δ啟動單元更換為技術成熟可靠軟啟動器作為電機的功率執(zhí)行環(huán)節(jié)，以提高設備可靠性，節(jié)約電能，提高廠用電供電質量和利用率。

[1]巫莉.電氣控制與PLC應用[M].北京：中國電力出版社，2008.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.101