淺談斗輪機本體控制變、動力變開關(guān)控制回路的可靠性

閆宏亮

（寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏銀川，750409）

0 引言

在斗輪機的實際運行過程中，要想保證自身可以正常且穩(wěn)定的運行，就一定要提高斗輪機本體電氣控制的可靠性，分析原因采取措施，降低控制回路的故障率。防止出現(xiàn)控制回路故障，開關(guān)不能正常合閘，造成機組降負(fù)荷運行情況。

本文將從根源分析如何提高斗輪機本體開關(guān)控制回路可靠性，減少控制回路故障率，進而有效提高設(shè)備運行可靠性。

1 控制電纜轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)多，故障點復(fù)雜

棗泉電廠自斗輪機投運以來，斗輪機本體的控制變、動力變控制一直使用的控制方式為，斗輪機本體6kV動力變、控制變開關(guān)分合閘操作由就地開關(guān)柜按鈕控制，操作人員只能就地分合6kV高壓開關(guān)，存在一定的危險性。在2018年8月針對這一隱患進行了技術(shù)改造，實現(xiàn)了由DCS遠(yuǎn)方分合斗輪機本體動力變、控制變開關(guān)的功能?，F(xiàn)場控制電纜走向由斗輪機本體高壓開關(guān)至電纜卷筒箱，電纜卷筒箱再接至電纜接頭箱，最后接到DCS機柜，接線方式如圖1所示。由于電纜卷筒箱至電纜接頭箱之間采用二合一拖纜，斗輪機在啟動運行過程中滾軸卷筒電機拖動二合一的拖纜運行，如果滾軸卷筒電機工作過程中轉(zhuǎn)動異常，會造成二合一拖纜的拉扯過度或扭動異常而造成拖纜受傷，二合一拖纜中的控制電纜出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，導(dǎo)致開關(guān)無法正常分合。自控制回路改造以來，斗輪機停機檢修及送電過程中，就發(fā)生了多次不能正常DCS分合閘的現(xiàn)象；現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)其主要原因是控制電纜被拉斷線。所以，控制回路電纜采用可轉(zhuǎn)動的二合一拖纜接入，會對斗輪機分合閘信號的正常傳輸造成影響，影響斗輪機的上煤效率和機組的安全穩(wěn)定運行。

圖1 斗輪機電源走線圖

2 滑環(huán)易出現(xiàn)故障

電纜卷筒箱內(nèi)的滑環(huán)作為滾軸卷筒電機的重要組成部分，滑環(huán)承擔(dān)著卷筒電機旋轉(zhuǎn)與控制電纜導(dǎo)電的重要作用，可以說滑環(huán)在斗輪機控制回路中的作用是不可替代的，在斗輪機與滾軸卷筒電機的正常工作中，滑環(huán)會處于高速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，這樣勢必會產(chǎn)生大量的熱量，如果斗輪機長時間運行，滑環(huán)處于加熱狀態(tài)，就會產(chǎn)生變形、磨損等問題，現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)電纜卷筒箱密封不嚴(yán)，滑環(huán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜特殊，容易進入煤塵，當(dāng)煤塵累積到一定的程度，就會導(dǎo)致與控制電纜連接的滑環(huán)刷和滑環(huán)表面接觸不良，造成控制回路信號時斷時通的現(xiàn)象，導(dǎo)致斗輪機本體動力變、控制變開關(guān)不能遠(yuǎn)方DCS分合閘操作。這勢必會對斗輪機的正常運行造成不利影響。另外，滑環(huán)使用過程中出現(xiàn)信號時斷時通現(xiàn)象，會造成滑環(huán)刷與滑環(huán)接觸有時帶電有時不帶電，容易產(chǎn)生火花，滑環(huán)長時間轉(zhuǎn)動磨擦產(chǎn)生熱量積累，再加上卷筒箱內(nèi)部落滿煤塵很有可能發(fā)生冒煙、著火等安全事故。且在運行中電纜卷盤會出現(xiàn)電機過熱及拖纜卷放纏繞故障。

斗輪機控制變、動力變開關(guān)控制回路電壓取自其進線PT二次回路，電壓為交流100V，動力電纜則為高壓6kV,不同電壓等級在同一拖纜容易出現(xiàn)電源間短路現(xiàn)象，受二合一托纜的影響，故障點排查困難，不能快速消除，影響整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，因此有必要對斗輪機本體高壓開關(guān)控制回路進行再改造。

3 DCS側(cè)分合閘邏輯與開關(guān)對應(yīng)關(guān)系

由于電纜卷筒箱接至電纜接頭箱之間二合一電纜內(nèi)部的控制電纜只有12芯的控制電纜，經(jīng)過長時間運行，目前已經(jīng)有6根二次電纜斷線，受限于二次控制電纜芯數(shù)的限制，DCS側(cè)沒有接入斗輪機本體控制變、動力變開關(guān)的實際分合狀態(tài)。所以DCS后臺采用兩個RS觸發(fā)器交叉置位觸發(fā)分合閘信號，這樣當(dāng)操作人員在DCS側(cè)執(zhí)行分閘操作后，執(zhí)行邏輯變位，DCS畫面顯示分閘狀態(tài)，若斗輪機本體開關(guān)未成功分閘，則會出現(xiàn)DCS畫面顯示狀態(tài)與斗輪機本體高壓開關(guān)不對應(yīng)的現(xiàn)象，引起操作人員判斷錯誤，很有可能造成運行人員誤操作，發(fā)生安全事故。

4 電廠斗輪機本體高壓開關(guān)控制方式調(diào)查

通過對周邊運行電廠關(guān)于斗輪機的本體高壓開關(guān)控制方式的調(diào)查，目前大多數(shù)電廠仍采用廠家自帶控制回路，在就地進行高壓開關(guān)分合操作，不具備遠(yuǎn)方分合斗輪機本體開關(guān)的功能，部分電廠將斗輪機本體控制變、動力變開關(guān)實際當(dāng)成閘刀使用，在送電操作過程中，先將斗輪機本體的控制變、動力變開關(guān)就地合閘，再通過DCS遠(yuǎn)方合斗輪機電源總開關(guān)，實現(xiàn)送電操作。而在停電過程中，只能先在DCS遠(yuǎn)方分斗輪機電源開關(guān)，操作人員在就地手分控制變、動力變開關(guān)，這樣的操作雖然提高了斗輪機控制變、動力變開關(guān)的操作效率，但是不符合安全規(guī)程里關(guān)于停送電操作的要求，存在安全隱患。

5 改善措施

5.1 將斗輪機本體動力變、控制變遠(yuǎn)方分合閘信號引至斗輪機司機室

鑒于斗輪機的動力、控制二合一拖纜故障率較高，控制電纜損壞后修復(fù)困難，

再加上電纜卷盤箱內(nèi)的滑環(huán)運行時接觸不良等問題導(dǎo)致控制變、動力變的遠(yuǎn)方分合閘成功率不高，影響斗輪機實時操作進度，可將斗輪機本體動力變、控制變遠(yuǎn)方分合閘指令信號引至斗輪機司機室，現(xiàn)場只需拆除原有的斗輪機本體控制變、動力變開關(guān)的分合閘電纜，從控制變開關(guān)、動力變開關(guān)分別放一根控制電纜至斗輪機司機室，在斗輪機司機室內(nèi)使用帶鎖的操作按鈕，實現(xiàn)遠(yuǎn)方控制斗輪機本體控制變開關(guān)、動力變開關(guān)的同時，避免操作人員在開關(guān)本體處分合高壓開關(guān)。通過這樣的接線方式，可以不受二合一拖纜故障率高的影響，提高斗輪機本體控制變、動力變的分合閘成功率，操作人員只需要在斗輪機司機室內(nèi)通過操作分合閘按鈕，實現(xiàn)遠(yuǎn)方分合斗輪機本體控制變、動力變開關(guān)，既能避免操作人員就地操作高壓開關(guān)的危險，也避開了信號中轉(zhuǎn)箱、卷筒箱等轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)，大大提高控制回路可靠性。

據(jù)了解，棗泉電廠的控制變、動力變控制電纜從信號中轉(zhuǎn)箱至電纜卷筒箱的軟電纜只有目前在使用的6芯，如果再發(fā)生控制電纜斷線的現(xiàn)象，則DCS側(cè)可能將無法分合控制變、動力變開關(guān)，造成DCS分合功能缺失，只能整體更換二合一拖纜，如果采用將斗輪機本體動力變、控制變開關(guān)遠(yuǎn)方分合閘信號引至斗輪機司機室的方法,可降低生產(chǎn)維護成本，更能夠提高機組運行穩(wěn)定性，保證機組接待負(fù)荷能力。

5.2 基于無線通信技術(shù)的控制回路實現(xiàn)

將傳統(tǒng)的電纜控制信號改為無線通信控制，實現(xiàn)不通過控制電纜，解決遠(yuǎn)方分合閘的問題，目前無線通訊技術(shù)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)斗輪機上得到成功應(yīng)用，無線通訊擺脫了電纜傳輸存在的不足，無需借助于有線連接就能實現(xiàn)DCS遠(yuǎn)方與就地設(shè)備的交流對話。無線通信主要借助無線電波連接,可在輸煤集控樓和斗輪機上分別安裝無線通訊裝置，分別在集控樓與斗輪機本體安裝PLC控制模塊，PLC模塊與無線通訊裝置通過網(wǎng)線連接，通過無線連接技術(shù)將2塊PLC遠(yuǎn)程連接，并定義集控樓為主站、斗輪機本體為從站，主站發(fā)出命令，從站接受命令。從硬件接線形式上取代故障率高的二合一拖纜控制，實現(xiàn)斗輪機本體高壓開關(guān)的遠(yuǎn)方分合閘的功能，另外斗輪機本體的其他控制信號，運行監(jiān)視信號均可通過無線傳輸。

6 結(jié)束語

依照以上解決方案對輸煤斗輪機控制變、動力變控制信號傳輸改造，將大大提高設(shè)備可靠性,能減少設(shè)備控制回路故障發(fā)生概率,兩種方案的選擇都可直接改變當(dāng)前斗輪機的控制回路故障率高的落后狀態(tài)，對保障運行人員安全操作有著重要的應(yīng)用價值，降低生產(chǎn)維護成本的同時，提高機組運行安全穩(wěn)定性，保證機組接待負(fù)荷能力。