黄龙滩电厂3、4号机调速器油压装置动力电源空开跳闸原因几点分析

2014-05-01廖慧敏

山东工业技术 2014年13期

关键词：跳闸接触器电机

廖慧敏

（湖北黄龙滩水力发电厂，湖北　十堰　442000）

黄龙滩电厂3、4号机调速器油压装置动力电源空开跳闸原因几点分析

廖慧敏

（湖北黄龙滩水力发电厂，湖北十堰442000）

摘要：本文介绍黄龙滩电厂3、4号机调速器油压装置电机动力电源开关跳闸问题，分析了具体原因，并提供了解决方案。

关键词：电机；星三角启动；接触器；跳闸；软启动器

1　引言

油压装置作为水电厂最重要的辅助设备之一，它为调速系统提供安全、可靠、稳定的压力油源，以实现水轮发电机组的开停机、频率和负荷调节等功能。油压装置能否稳定运行，直接影响水轮机调速器的稳定运行。

2　设备现状

黄龙滩电厂3、4号机组油压装置是西安江河电站技术开发有限责任公司生产的，型号YZK，该油压装置采用高性能PLC为核心控制单元，主要采集压力，油位等信号，控制设备有2台油泵电机（容量30KW），对应两个溢流阀，和一台补气装置。通过压力和油位，实现油压装置的自动补油、自动补气、保证调速器油压系统的可靠运行。下图为原理接线图，J2为PLC开出接点，当压力降低到启动值时，PLC开出J2接通，当压力达到停泵值时，J2复归。

图1　动力及二次原理控制图

3　故障现象

黄龙滩电厂3、4号机与2005年6月相继投产发电，投运至今，两台机调速器油压装置曾出现多次动力电源空开跳闸现象，通过更换自动空气开关，更换接触器，PLC修改溢流阀卸荷时间，都只是短暂解决问题，并没有彻底解决根本问题。

4　原因分析

通过设备实际原理图可知，动力电源空开跳闸原因有三点：

（1）空开本身原因：电机启动瞬间启动电流值过大，通常考虑为额定电流值4-7倍，如果配置空开额定值不能躲过启动电流值，则可能出现过流跳闸。

电机容量30KW于三相平衡电路而言，三相电机功率的计算公式是：p=1.732iucosφ

式中：p为电机功率u为线电压380v，cosφ是电机功率因素，一般取0.75。由三相电机功率公式可推出线电流公式：

电机的线电流：i=p/1.732ucosφ=30000/1.732*380*0.75=30000/493.62=60A，由于电机的启动电流很大，是工作电流的4到7倍，所以还要考虑电机的启动电流，但启动电流的时间不是很长，一般在选择导线时只按1.3到1.7的系数考虑。取1.5，那么电流就是90A应该就可以。实际现场开关100A，完全满足该电机运行参数，因此开关选型不合适，不大可能。

（2）带载启动：电机带载启动值时，启动电流将比空载大很多，可能引起空开跳闸。

但实际PLC流程为：当压力低时，启动油泵前，先打开溢流阀，3秒后启动油泵，让油泵空载启动至额定转速，5秒后再关闭溢流阀，油泵再带载运行。

为防止5秒电机还没完全至额定转速，将PLC流程修改为，油泵启动后8秒再关溢流阀。但在实际运行过程中空开继续有跳闸现象。

（3）星三角启动切换原因造成的：具体动作过程：压力达到油泵启动值时，溢流阀打开后，PLC开出J2，接触器KM和KMY线圈同时获电吸合，KM和KMY主触头闭合，电动机接成Y降压启动。与此同时，时间继电器KT的线圈获电，KT动断（常闭）触头延进断开，KmY线圈断电释放，KT动合（常开）触头延时闭合，KM△线圈获吸合，电动机定子绕组Y自动换接成△，时间继电器KT的触头延时动作时间，由电动机容量及启动时间的快慢等决定。

通过动作过程和图1原理图可知，可能出现下面两种情况。

（1）电源通过空开至电机，当电机转速至额定时，星型换为三角启动，但是在转换瞬间，如果KMY未跳开（或拉弧路，由于电机感性负载），KM△合上就会造成电源短路，空开必然跳闸。由于使用过程中，接触器经常拉弧，造成接点毛刺加剧，更加容易引起拉弧现象。

（2）星形接触器分闸后三角形接触器还没有吸合这段时间内，电动机本身存在的一个反电动势（残压），当三角形接触器合闸瞬间，如果系统电压与电动机残压的相位刚好相反，那么合闸瞬间必然会有一个很大的冲击电流（类似于发电机的非同期合闸），导致断路器保护动作跳闸。这就是为什么高压电机设计快切装置的原因了。

（3）分析总结：正对以上几点，维护人员进行如下措施：1）更换较大容量空开，但是这一现象还存在；2）将溢流阀关闭时间调整为10S，即保证电机星三角转换后，电机已正常额定转动才带载，避免了带载启动，但是这一现象还存在；3）对星三角转换接触器进行更换，这一现象能运行一段时间，但几个月之后还会出现。

5　解决方案

出现这种问题主要原因还是设备选型问题，油压装置电机容量较大，星三角启动不适合用较大容量电机。

电机容量较大时，一般采用软起动器,使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。