一起調相機潤滑油泵切換時油壓異常問題分析

張國棟　馬國祥

摘? 要：大型調相機的投運，可以充分發揮在交直流混聯電網中的動態無功支撐作用，提升電網的安全穩定性，改善電網功率因數，維持電網電壓水平，保障綠色特高壓電網的高效安全運行。調相機正常運行時，潤滑油系統交流潤滑油泵一用一備，直流潤滑油泵備用。油泵切換分為周期切換和故障切換，本文主要介紹油泵切換時油壓異常問題分析，并提出了措施和建議。

關鍵詞：調相機，油泵，油壓，分析，建議

0前言

調相電機轉子作為高速旋轉的大型部件，在機組工作時需要提供潤滑油在軸承上形成連續的油膜，轉子在這層油膜上轉動才能避免主軸與軸承直接接觸造成燒瓦。形成油膜本身只需要少量的潤滑油，但是由于轉子的傳熱、軸承面的摩擦以及潤滑油自身的紊流，會產生大量熱量，為了維持軸承正常的運行溫度，需提供更多的油量對軸承進行冷卻。調相機正常運行時，潤滑油系統交流潤滑油泵一用一備，直流潤滑油泵備用。油泵切換分為周期切換和故障切換，周期切換時，先啟備用交流潤滑油泵，備用交流油泵啟動運行正常后停止原運行泵;故障切換時，潤滑油泵母管壓力低I值開關（0.53MPa）動作聯啟備用交流潤滑油泵，母管壓力低Ⅱ值開關（0.24MPa）動作聯啟直流油泵，母管壓力低Ⅲ開關（0.135MPa，跳機值）動作信號“三取二”后觸發熱工主保護，調相機跳閘。

1故障情況

2018年4月28日16時20分，某換流站執行站用電倒閘操作時，1號調相機交流潤滑油泵B電機失壓停止運行，潤滑油母管壓力降低，潤滑油泵母管壓力低I值開關（0.53MPa）、低Ⅱ值開關（0.24MPa）依次動作，交流潤滑油泵A和直流潤滑油泵聯鎖啟動正常。16時20分50秒，潤滑油供油口壓力低Ⅲ值開關（0.135MPa，跳機值）動作，1號調相機熱工主保護無延時動作，1號調相機緊急停機。

2問題原因分析

調相機潤滑油系統油泵切換時導致跳機可能的原因有三個方面：DCS邏輯不完善，滑油壓力開關動作異常，備用油泵聯啟后油壓未及時建立。在1號調相機停機情況下，對潤滑油系統進行了試驗驗證。

1）潤滑油系統單臺交流潤滑油泵運行，投入備用泵聯鎖，多次手動停潤滑油運行泵，備用泵和直流油泵均聯啟成功，說明DCS潤滑油聯起邏輯組態正確。

2）通過對三臺潤滑油供油口壓力低III值壓力開關進行校驗，校驗結果表明，三臺供油口壓力低III值壓力開關的動作值正確，說明滑油壓力開關動作異常。

3）經過多次潤滑油泵故障切泵試驗，發現當油泵停止運行后油壓下降較快，潤滑油母管壓力低I值動作到返回需要經歷700ms-800ms。說明運行交流潤滑油泵跳閘聯啟備用泵時，建立潤滑油壓力所需時間較長。

通過上述試驗分析可知，調相機潤滑油系統油泵切換時，油壓異常導致跳機問題發生原因為調相機潤滑油系統故障切泵時，備用泵聯啟較慢，建立潤滑油壓力所需時間偏長，導致油壓下降過快，潤滑油母管壓力低跳機信號“三取二”無延時觸發調相機熱工主保護動作跳機。

3措施及建議

1）增加交流油泵就地聯鎖起動回路，減少備用泵啟動時間，避免油壓下降過快。

對潤滑油泵就地控制柜硬接線回路改造，實現交流失電信號可直接觸發啟動備用交流油泵。調相機運行過程中，就地柜“聯鎖投入（調相機運行）”已投入，如出現主泵控制柜失電、主泵斷路器跳閘、主泵熱繼電器過載、泵出口壓力低（0.53MPa）信號中任一個信號，則備用泵控制回路通過硬接線立即投入。

2）低跳機信號增加1秒延時動作

交流潤滑油B泵失電后備用的A泵和直流油泵均能聯鎖啟動，但是備用泵啟動延時較長，油壓迅速降低，備用交流油泵未來得及建壓，油壓就到達低三值（0.135MPa）造成保護動作跳機。韶山換流站潤滑油壓從低I值（0.53MPa）啟備用泵到潤滑油母管壓力重新恢復到壓力低I段定值所需時間819ms左右。

綜上所述，將潤滑油母管壓力低跳機信號“三取二”無延時觸發調相機熱工主保護動作跳機改為增加1秒延時（躲過819ms建壓時間），避免故障切泵過程中備用泵建壓不及時導致調相機跳機。

3）調整油壓低聯起備用泵壓力開關定值正常周期切泵時，一般是先啟備用泵，再停需要切換的泵，在停需要切換的泵時會造成潤滑油母管壓力變化，可能出現壓力波動至0.53MPa以下，此時壓力異常低于定值就會引起故障切泵，造成直流油泵誤啟動。由于正常周期切泵過程中只是壓力波動，根據運行經驗，正常周期切泵時油壓波動不會造成油壓低于0.5MPa。因此，將油壓低聯起備用泵壓力開關定值略微調低（由0.53MPa降為0.50MPa），避免油泵正常切換時油壓小幅波動聯起直流泵。在聯起備用泵壓力開關定值改為0.50MPa后，未在出現過誤啟直流油泵情況。

4）加裝潤滑油蓄能器

加裝潤滑油蓄能器，在事故工況情況下，油液的快速補充，減緩油壓下降的速度。潤滑油泵周期切換過程中潤滑油壓力能保持穩定，不觸發交流泵出口壓力低聯啟交流備用泵+直流備泵油壓（0.50MPa）壓力開關動作。

5）故障切泵同時聯起直流泵，增加可靠性。故障切泵過程中潤滑油母管壓力降低快，備用交流油泵啟動建壓慢，未來得及建壓，油壓下降至低Ⅲ值（0.135MPa）造成保護動作跳機。備用交流油泵和直流油泵同時啟動，使得建壓時間縮短，可增加切泵過程中的可靠性。

6）在運調相機檢修期間對潤滑油系統各壓力開關進行校驗，對不合格的壓力開關進行更換。

參考文獻：

[1]文耀華，雙水內冷調相機潤滑油系統油泵切換快速響應能力分析，現代驅動與控制《電機技術》2020年第3期。