電氣制動裝置二次控制回路改進

彭昌清

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

電氣制動裝置二次控制回路改進

彭昌清

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

本文通過對一起水輪發(fā)電機組電氣制動系統(tǒng)控制開關(guān)分閘線圈燒壞缺陷的分析，根據(jù)實際情況進行現(xiàn)場處理，提出改進的方案，以供參考。

水輪發(fā)電機組電氣制動；故障；改進方案

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

一﹑水輪發(fā)電機組電氣制動系統(tǒng)概述

當(dāng)水輪發(fā)電機與電力系統(tǒng)解列后,機組進入停機過程。由于機組的轉(zhuǎn)動部件具有較大的慣性,機組在短時間內(nèi)不能停止運轉(zhuǎn)。但機組軸承是不允許機組較長時間處于低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)的,這是因為機組推力軸承軸瓦的油膜形成與機組的轉(zhuǎn)速有關(guān),機組在低速下旋轉(zhuǎn)會導(dǎo)致油膜的破壞繼而出現(xiàn)干摩擦,而燒毀軸瓦。傳統(tǒng)的機械制動一般采用制動閘和制動環(huán)直接接觸產(chǎn)生摩擦阻力而起制動作用,但制動環(huán)﹑風(fēng)閘易因機械疲勞而變形龜裂；且摩擦產(chǎn)生的粉塵混入發(fā)電機的循環(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)電機的絕緣和散熱,嚴(yán)重影響發(fā)電機的正常運行。電氣制動就是為了克服機械制動的缺點而提出來的。它的最大優(yōu)點是制動轉(zhuǎn)矩大。制動力矩是隨機組轉(zhuǎn)速下降而增大,當(dāng)轉(zhuǎn)速為零時達到峰值,這正是區(qū)別于機械制動力矩的最大優(yōu)點。電氣制動除了制動力矩大這個特性之外,也比較潔凈,且檢修維護方便, 滿足系統(tǒng)調(diào)峰, 機組開停機操作頻繁的要求。電氣制動的工作原理是基于同步電機的電樞反應(yīng)。當(dāng)機組與電網(wǎng)解列,發(fā)電機轉(zhuǎn)子滅磁后,使定子三相短路,同時給發(fā)電機加勵磁電流,使它產(chǎn)生一個方向與機組慣性力矩的方向相反,具有強大制動作用的電磁力矩。勵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號發(fā)電機組停機過程中，發(fā)現(xiàn)該電制動裝置動作后，其柜內(nèi)制動電源交流開關(guān)ZTK未分閘。停機后現(xiàn)場檢查制動電源交流開關(guān)ZTK跳閘繼電器K3燒毀，進一步檢查發(fā)現(xiàn)制動電源交流開關(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號發(fā)電機電氣制動裝置PLC流程開出去控制制動電源交流開關(guān)ZTK分閘的繼電器K3接點粘連，引起制動電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈回路未斷開而長時間通電所致。暫時更換更換制動電源交流開關(guān)ZTK分閘繼電器K3，并更換制動電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈（拆卸廢舊設(shè)備線圈）。經(jīng)試驗，電制動動作正常。

此后，4號機停機4次，4號機電制動均動作正常。

2014年5月10日18：03，據(jù)運行人員反映 4號機電制動電源交流開關(guān)ZTK有糊味。維護人員現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：電制動流程動作正確，制動電源交流開關(guān)ZTK﹑制動電源直流開關(guān)ZMK﹑發(fā)電機短路開關(guān)GNK均已經(jīng)正確動作。進一步檢查，發(fā)現(xiàn)制動電源交流開關(guān)ZTK跳閘繼電器K3燒毀﹑制動電源交流開關(guān)ZTK分閘線圈燒毀。

三﹑原因分析

2014年5月12日，維護人員對4號發(fā)電機組電制動裝置進行詳細檢查，對存在的問題進行深入分析，主要原因如下：

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

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

四﹑解決措施及方案

申請4號機組電制動裝置停運，對原電氣制動裝置二次控制回路進行改進，具體措施如下：

圖1

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

2﹑第二階段：（1）更換新型號繼電器（連同底座一并更換）；（2）更換符合現(xiàn)場實際的制動電源交流開關(guān)（多對輔助接點）。 2014年5月15日，對4號機組電氣制動裝置二次控制回路進行改進后， 4號機組電氣制動裝置共停機30次，經(jīng)過實際驗證，該改進措施確實可行，再沒有出現(xiàn)上述缺陷。水輪發(fā)電機組電氣制動系統(tǒng)的運行情況將直接影響發(fā)電廠的安全運行，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，確保水輪發(fā)電機組的安全穩(wěn)定運行，提高電網(wǎng)供電的可靠性。

[1]JPT-4/P23型可編程電氣制動裝置使用說明書[Z]．

TM561

A