一種磨煤機油站電氣控制回路的設計改造方法

陸偉東

摘 要：火力發電機組中，磨煤機油站電氣控制回路設計如存在問題，低壓穿越時，將導致磨煤機停運。通過對磨煤機油站的電氣控制回路的設計改造，采用時間繼電器延時特性及雙位繼電器機械自鎖特性等技術手段，逐步改進了原設計方案存在的弊端，使系統運行安全、可靠。

關鍵詞：磨煤機油站；電氣控制回路；設計改造

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0090-02

Abstract： If there are problems with the design of the electrical control loop of the pulverizer lubricate station in the coal-fired generator set， it will lead to the shutdown of the pulverizer when the low pressure passes through. Through the design and transformation of the electric control circuit of the pulverizer lubricate station， this paper adopts the delay characteristic of time relay and the mechanical self-locking characteristic of the double-position relay， the shortcomings of the original design scheme have been improved step by step to make the system run safely and reliably.

Keywords： pulverizer lubricate station； electric control circuit； design improvement

1 背景問題的提出

機油站主要由油箱、油泵裝置、過濾器、列管式油冷卻器、電控柜、儀表屏、管道、閥門等組成，而電控柜的電氣控制系統更是機油站的心臟，動力之源。因此，電氣控制系統的優劣，直接影響整個機油站的安全穩定及功效。黃島發電公司磨煤機油站由于原電氣控制原理圖的自身設計原因，導致我廠磨煤機油站運行過程因上級電源母線電壓降低，出現低壓穿越現象，導致磨煤機油站全站停運，進而造成了磨煤機停運，嚴重影響機組穩定、安全運行。這是一個生產性和實用性的技改問題，本文按照企業生產實際應用需求為出發點，根據自己多年來在企業的產品設計與技術服務的經驗，在對磨煤機油站的電氣控制回路原理進行了較為詳細的分析基礎上，重新對原系統提出了技術改造與升級的創新設計方案，經過前期的運行檢驗，該設計方案達到解決了以上存在的問題，并大大提高了系統運行的安全性和可靠性。

2 原有系統存在的問題分析

黃島發電公司原磨煤機油站的控制回路原理設計如圖1所示。

在原設計方案，A-1C為磨煤機油站電機開關的合閘、跳閘線圈，磨煤機油站開關的控制主要由遠方、就地兩種方式實現，就地通過A-KA按鈕實現就地合閘，A-GA按鈕實現就地分閘，通過A-1C的節點實現A-1C的自保持功能；遠方通過DCS-H節點實現遠方合閘，DCS-T節點實現遠方分閘，通過A-1ZJ的節點實現A-1ZJ自保持功能，保證A-1C合、跳閘線圈始終帶電。

該回路由工作電源、就地操作、開關位置指示、遠方操作、熱偶保護等部分組成。使用3組交流220V電源均取自柜內電源小母線，A6102路電源主要為就地操作時，為磨煤機油站電機開關的合/跳閘線圈提供操作電源；A6103路電源主要為遠方操作時，為控制回路中的A-1ZJ（遠方合閘功能）、A-2ZJ（遠方跳閘功能）繼電器線圈及磨煤機油站的合/跳閘線圈提供電源；A6101路電源為開關位置指示燈提供電源。A-HD、A-LD作為磨煤機油站電機開關的就地指示燈。繼電器A-CZJ作為擴展繼電器，提供擴展節點，供外部DCS系統接入，監測電機的啟/停狀態；A-1RJ為熱偶繼電器的節點。

3 新的技改方案的提出與實現

針對原有系統影響設備安全運行的重大缺陷問題，在黃島發電公司大力支持下，作者對磨煤機油站原有設計進行技術改造可行性分析研究，提出了對原控制回路進行技術改造的設計方案，具體技改方案如圖2所示。

在新的技改方案中，新選用的幾個關鍵器件的功能和工作原理如下：選用HHS5F（ST3PF）型時間繼電器A-ST與A-1ZJ并接，其延時打開接點與DCS-H合閘并接，DCS-T跳閘啟動中間A-2ZJ常開點接時間繼電器A-ST返回線圈。磨煤機油站處于遠控位置，DCS-H合閘時，同時啟動時間繼電器A-ST與合閘中間A-1ZJ，時間繼電器A-ST延時打開接點閉合，同A-1ZJ常開保持接點起同作用。DCS-T跳閘時，利用跳閘啟動中間A-2ZJ常開點接于A-ST返回線圈使A-ST延時打開接點瞬時斷開，防止回路跳躍現象。

這種設計改造方案雖然暫時解決了低壓穿越現象，但回路仍然存在諸多隱患：

（1）改造方式僅限于DCS遠控時具備防止低壓穿越功能，當磨煤機油站就地操控時無防止低壓穿越功能。且HHS5F（ST3PF）型時間繼電器A-ST在低壓或失壓后，時間繼電器在整定返回時間內母線電壓恢復至正常，時間繼電器能保持動作狀態，超過整定返回時間后電壓恢復至正常時，時間繼電器不再動作且其動作功率僅滿足反措最低限要求，整定時間與實際測試時間存在離散性。

（2）該回路在通過遠方合閘時，啟動A-1ZJ繼電器，接通負荷開關A-1C線圈，A-1ZJ繼電器通過自保持節點一直帶電動作，保證負荷的正常運行。整個負荷運行過程中A-1ZJ始終帶電，A-1ZJ出現故障將影響負荷的正常運行。

（3）在該控制回路的設計中，如果通過就地操作啟動電機，則無法通過遠方操作停止電機；如果通過遠方操作啟動電機，則無法通過就地操作停止電機。該邏輯限制了實際的運行情景，若在現場發現電機故障，若電機不是由就地操作啟動，還需聯系遠方工作人員，通過遠方停止，延誤防止故障擴大的時機。

為了消除該控制回路設計中存在的以上問題，本文對磨煤機油站控制回路進行如下設計改造：使用柜內小母線原A6102路電源作為交流220V電源，增設回路控制小空開1ZK，A6103路電源取消，使用CK轉換開關作為就地/遠方操作選擇。回路中去除A-1ZJ繼電器，使用具備大功率機械自保持功能的SWJ雙位置繼電器代替。原控制回路中控制A-1C電機開關的就地、遠方回路，修改為由SWJ雙位置繼電器的節點啟動。原控制回路中，就地、遠方合閘指令，改為啟動SWJ雙位置繼電器其中一個線圈；就地、遠方分閘指令，改為啟動SWJ雙位置繼電器另一個線圈。A6101路電源取消，開關位置指示燈A-HD、A-LD接入A6102作為磨煤機油站電機開關的就地指示燈。繼電器A-CZJ作為擴展繼電器，提供擴展節點，供外部DCS系統接入，監測電機的啟/停狀態繼續使用；A-1RJ為熱偶繼電器的節點，為電機提供保護。增設電源監視繼電器JJ，其常閉引入DCS作為監視點。

在該技改設計方案中，由于SWJ大功率機械自保持雙位置繼電器接點的自保持功能，即使在設備運行過程中，通過CK轉換開關可在就地、遠方間根據實際情況進行操作選擇而不影響油站運行，便于緊急情況下檢修、運行人員處理。當出現低壓穿越現象時，SWJ大功率機械自保持雙位置繼電器接點（115、116）始終處于閉合狀態，保證A-1C在電壓恢復正常時瞬間啟動。其觸電容量為AC250V/10A，1000VA，滿足回路使用要求。

4 新系統運行與進一步的優化升級

經過技術改造后，通過SWJ雙位置繼電器具備機械保持的特性，實現了在上級電源切換或大電機啟動時，母線電壓下降，造成負荷停運后，若母線電壓恢復正常，負荷能夠自啟動，恢復正常運行。同時，由于SWJ雙位置繼電器的機械保持特性，在整個負荷運行過程中，SWJ的線圈不帶電也可接通回路，保證負荷正常運行，解決了原回路中因繼電器需帶電自保持，繼電器出現故障影響負荷正常運行的問題。改造后，通過CK選擇，不論電機是通過何種方式啟動，在遠方、就地均可以操作，遠方合閘也可通過就地分閘，就地合閘也可通過遠方分閘，不會限制實際的運行情景。該回路的優化，簡化了控制回路，增強了控制、保護回路的可靠性。技改后的新系統運行期間，我們收集了系統運行的狀態信息，并對部分參數進行了調校和完善，目前整個技改后的系統運行穩定，達到了預期的技改目標。下一步需要對上級電源進行優化，初步設想除原工作段爐MCC電源外，再由爐保安MCC段引入第二路電源接至磨煤機油站電控柜，兩路電源通過雙電源切換回路接入磨煤機油站電控柜小母線，進一步深度優化磨煤機油站電控回路。

參考文獻：

[1]卓樂友.電力工程電氣設計手冊.第2冊，電氣二次部分[M].北京：水利電力出版社，1991.

[2]劉學軍.繼電保護原理[M].北京：中國電力出版社，2007.

[3]GBT7261-2000.繼電器及裝置基本實驗方法[S].

[4]傅知蘭.電力系統電氣設備選擇與實用計算[M].北京：中國電力出版社，2004.