磨煤机润滑油站电源开关保护和控制方式改进

吴福雨

(鹤壁同力发电有限责任公司，河南 鹤壁 458000)

0 概述

某电厂2×300 MW燃煤机组共配有4套磨煤机润滑油站，为1，2号锅炉8台卧式磨煤机轴瓦提供润滑，其中2台磨煤机共用1套润滑油站。每套油站设有1面就地电控柜，集中控制油站动力设备，油站电源(即电控柜电源)取自相应机组的380 V厂用电系统锅炉保安PC配电段。1套润滑油站及其电控柜对应配电段内1台电源开关。

1 设备存在的缺陷

(1) 由磨煤机润滑油站电气设备及其检修、运行记录可知:油站就地控制柜内电气保护元件为热过载继电器，保护范围窄，精度低、可靠性差，保护拒动、设备损坏停运现象时有发生。

(2) 锅炉保安段内磨煤机油站电源开关为抽屉结构、空气断路器型式，具有过载保护功能，但堵转过流、接地、缺相、欠压等保护功能不灵敏。

(3) 当磨煤机油站电气设备发生故障，特别是电缆和电机绕组接地时，热继电器辅助触点和空气断路器主触头都不能快速可靠断开，切断故障电路，解列故障设备，导致锅炉保安段进线电源开关保护动作、开关越级跳闸，保安段母线失压，进而引起接于保安段的2台送风机油站断电、油站油泵停运，风机跳闸，锅炉灭火保护动作，锅炉灭火，危及发电机组整体安全运行。

2 设备改进

2.1 改进方案

完善380 V锅炉保安PC段内磨煤机油站电源开关电气保护，保护方式由空气断路器实现的过载单一保护，改为带有马达控制器实现的接地、过载、欠载、缺相、堵转、过压、欠压等多种保护;将油站电源开关的控制纳入机组分布式控制系统（DCS），增加开关远方控制功能。

2.2 改进措施

2．2．1 改进和完善开关电气控制回路

重新设计锅炉保安PC段内磨煤机油站电源开关一、二次电气控制回路，使油站电源开关具有就地和远方2种操作模式、手动和自动2种跳闸功能、电气综合保护功能以及开关运行状态、故障报警、工作电流集控室远方显示功能。

(1) 在油站抽屉式电源开关内部增加接触器、马达控制器、显示单元、稳压电源模块、带灯按钮、控制保险等电气元件，按新设计图配线。

(2) 增加油站电源开关DCS远方控制电缆(油站电源开关柜至机组DCS机柜)，用于控制DCS远方操作电源开关，以及将电源开关的分/合闸运行状态、报警信号和工作电流反馈到DCS并显示在其画面上。

(3) 机组DCS增加油站电源开关测点并组态。利用机组DCS机柜现有备用模块和通道，在DCS上新增DO信号测点:油站电源开关合闸指令、分闸指令信号;新增DI信号测点:油站电源开关合闸状态、分闸状态、工作位置、保护动作告警、保护装置故障告警信号;新增AI(模拟量输出)信号测点:油站电源开关工作电流信号。编写油站电源开关控制逻辑程序，并录入到DCS逻辑程序中。

改进后的油站动力电源开关电气控制原理如图1所示。

2．2．2 整定计算并设置开关内部马达控制器参数

马达控制器参数整定计算依据油站负载的功率和电流。油站负载主要有低压油泵电机2台、高压油泵电机4台、油箱电加热器3只(按1套油站统计)。

(1) 低压油泵电机“额定功率”及“满负载电流”的整定计算。每台低压油泵电机额定功率为5．5 kW，额定电流为11．6 A。按系统油压低I值发出后联启备用泵、2台油泵同时运转考虑，低压油泵总功率为2×5．5 kW=11．0 kW，总电流为2×11．6 A=23．2 A。

(2) 高压油泵电机“额定功率”及“满负载电流”的整定计算。每台高压油泵电机额定功率为2．2 kW、额定电流为5．0 A，按4台油泵同时工作考虑，高压油泵总功率为4×2．2 kW=8．8 kW，总电流为 4×5．0 A=20．0 A。

(3) 油箱电加热器“额定功率”的整定计算。油箱电加热器共3只，额定功率4 kW/只，总功率3×4 kW=12 kW。冬季油站启动前，若油箱油温过低，加热器才投入(其他季节不投入);待油箱油温升至正常、加热器停运后，油站高、低压油泵电机才会启动。由于加热器的功率、电流均小于高、低压油泵电机合计功率和合计电流，故马达控制器保护定值的整定计算不考虑加热器因素。

(4) 马达控制器参数的设置。由以上分析计算可知，高低压油泵电机合计功率19．8 kW(11．0 kW+8．8 kW），合计电流 43．2 A(23．2 A+20．0 A)，故马达控制器额定功率设定值为19．8 kW，满负载电流设定值为43．2 A，马达控制器规格选用100 A(25—100 A)。

2．2．3 马达控制器保护配置及参数设置

油站电源开关新装电气保护元件（马达控制器）配置的保护类型多，功能齐全，保护具体配置和参数设置如下。

图1 磨煤机润滑油站电源开关电气控制原理(改进后)

(1) 接地保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:动作电流值90 % Ie，(马达)启动中延时动作整定值0．35 s，(马达)正常运行中延时动作整定值0．2 s。动作时间定值须与本设备上级电源开关(即保安段进线电源开关)的接地保护定值相配合，不能大于 0．5 s。

(2) 过载保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:k系数为130，冷却时间10 min，冷热曲线比40 %。

(3) 缺相保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:动作电流值60 % Ie，动作时间整定值5．0 s。

(4) 堵转过流保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:动作电流值500 % Ie，动作时间整定值5．0 s。

(5) 过压保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:动作电压值 440 V，动作时间整定值1．0 s。

(6) 欠压保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:动作电压值 320 V，动作时间整定值1．0 s。

(7) 启动加速超时保护。保护执行方式:跳闸;保护参数:启动时间15．0 s。

(8) 欠载、欠功率、过热、相序、外部故障等其他保护。其他保护执行方式全部设置为报警。

3 设备改进后的运行效果

改进后的1号、2号机组4台磨煤机润滑油站电源开关已运行2年。据统计，这期间开关保护无拒动、误动现象，保护正确动作合计20次，其中堵转过流保护动作6次，缺相保护动作3次，接地保护动作11次，未发生一起因油站电气设备故障引起的锅炉保安段进线电源开关越级跳闸、母线断电、油站停运、送风机跳闸、锅炉灭火系列事故，保证了锅炉制粉系统及机组整体安全稳定运行，效果显著。

4 结束语

本次设备改进中，新设计的油站电源开关控制回路简单、合理，设备操作、维护方便;所选用的电气保护元件、马达控制器，具有保护范围宽、动作速度快、灵敏度高、可靠性强等优点，保护动作正确率、成功率很高，设备保护效果好;新增的电气元器件数量少、价格低，成本小，收益大。油站电源开关纳入机组DCS控制后，运行人员能够实时监控油站电源开关，及时发现油站异常运行情况，迅速采取相应处理措施。

因此，本次设备改进达到了预期目的。其他类似设备，也可借鉴此方法进行整改，进一步完善电气控制功能，保证设备及相关系统安全、稳定、经济运行。