油泵空载阀损坏导致油压升高分析及处理

陈 波，张 帆，赵一炜，龙福海，赵 浩

（1.河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北 石家庄 050300；2.国网新源控股陕西镇安抽水蓄能有限公司，陕西 西安 071000）

0 引言

张河湾抽水蓄能电站调速器油压系统厂家为ALSTOM，由3台螺杆泵及各种功能电磁阀组成，安装在集油箱上，工作压力6.4 MPa，互为主备用。油泵进口设置过滤器，出口设置空载阀、卸载阀和安全阀组。

1 设备情况概述

张河湾电站调速器油压系统由3台螺杆泵及各种功能电磁阀组成，安装在集油箱上，工作压力6.4 MPa，互为主备用。油泵进口设置过滤器，出口设置空载阀、卸载阀和安全阀组。3台泵出口接入调速器压力油主供油管，向压力油罐和接力器等设备供油。油罐压力低于6.1 MPa油泵处于负载运行状态，向压力油罐及操作油管路中供油；油罐压力高于6.4 MPa，油泵处于空载运行状态，调速器油泵将压力油打入集油箱中，油泵空负载转换由相应油泵的空负载转换电磁阀控制。由于机组运行过程中，随着水头的变化，机组导叶开度随之变化，油泵经常处于空负载转换过程中。

2 故障情况概述

2018年6月27日，故障发生前张河湾电站1～4号机组抽水工况运行，凌晨02：37时1号机组调速器球阀压力油罐油压持续升高，3 min内油压由6.34 MPa上升至6.7 MPa，油罐安全阀动作，导致机组机械跳机，油泵安全阀动作声响恐怖、十分危险，之后机组顺利达停机稳态。监控系统报警信息：

02：35：31 U01+MG10-AP112 1 号机调速器 /球阀2号油泵运行。

02：35：45 U01+MG10-CP101 1号机调速器压力油罐油压高。

02：35：50 U01+MG10-CP501 1号机球阀压力油罐油压高。

02：36：50 U01+MG10-CP101 1号机调速器压力油罐油压高高。

监控系统历史画面如图1。

图1 调速器/球阀压力油罐油压上升图

3 故障原因分析

3.1 油压系统控制柜熔断器熔断

张河湾电厂油压系统压力油罐油压低于6.1 MPa时，油泵空负载控制电磁阀失磁，油泵转为负载运行。调速器、球阀油罐油压持续升高，表明油泵持续负载运行，空负载控制电磁阀为失磁状态，即电磁阀失电状态。分析油压系统控制图（见图2），梳理导致油泵空负载控制电磁阀失电的原因。

图2 油压系统电磁阀控制图

空载阀控制方式选择开关，切“手动”时电磁阀励磁，油泵处于空载运行状态，切至“禁用”状态，电磁阀失磁，油泵负载运行状态，油泵向压力油罐中打油，油压油位升高。正常运行过程中，空载阀控制方式切至“自动”位置，根据油罐压力进行空负载转换过程。油罐压力低于6.1 MPa时，油泵转负载，控制回路断开，油压高于6.4 MPa时，控制回路导通，电磁阀励磁。

故障发生时，油压高于6.4 MPa且持续上升，此时油泵空负载控制电磁阀本应励磁，但却没有励磁，梳理控制回路可得出结论：空负载控制回路熔断器FU32熔断，空负载控制电磁阀无法励磁。

现地拆除控制柜熔断器FU32，用万用表电阻档测量FU32两侧电阻，测量结果为FU32两侧为导通状态，故排除熔断器FU32熔断导致电磁阀持续失磁，油压持续上升的原因。

3.2 油泵空负载控制电磁阀线圈烧毁

油泵空负载转换依靠油泵空负载控制电磁阀进行切换，当油泵电机运转之后，压力油罐油压低于6.1 MPa时，电磁阀失磁，AD112左侧阀芯导通，油压作用于液压阀AQ112，AQ112处于导通位置，油泵负载运行。电磁阀励磁，AD112右侧阀芯导通，油压作用于液压阀AQ112，AQ112处于截止位置，油泵空载运行。具体如图3所示。

故障发生时，油压高于6.4 MPa且持续上升，此时油泵空负载控制电磁阀本应励磁，但却没有励磁，梳理油压回路可得出结论：空负载控制电磁阀AD112熔断，空负载控制电磁阀线圈失电，无法励磁。

现地拆除集油箱上电磁阀AD112电源插头，用万用表电阻档测量AD112线圈两侧电阻，测量结果为AD112两侧电阻阻值为“无穷大”，故可以确定因为AD112电磁阀线圈烧毁，导致电磁阀持续失磁，油压持续上升。

4 故障处理

根据油压系统回路逐步查找故障原因，得出导致油泵持续负载运行的原因为AD112电磁阀线圈烧毁后，电站立刻办理工作票和操作票，对油压控制柜进行隔离断电操作，更换集油箱上AD112油泵空负载控制电磁阀线圈。

恢复油压控制柜电源，手动开启油泵AP112，进行油泵空负载试验，AD112线圈励磁正常，油泵空负载转换正常。

5 电磁阀线圈烧毁原因分析

随着抽水蓄能电站机组大负荷运行以后，机组运行小时数明显增多，随着水头的变化，机组导叶开度随之变化，油泵经常处于空负载转换过程中，张河湾电厂及系统内多家单位均多次出现油泵空负载控制电磁阀，无法转空载故障，最终导致压力油罐安全阀动作，机组跳机缺陷。油泵空负载控制电磁阀持续处于得电失电的状况下，线圈受冲击电流的影响，绝缘损坏严重，大大降低了原本的使用寿命。

6 防范措施

目前机组日常维护过程中，我们在C修时才进行电磁阀线圈电阻值测量工作，此种检修理念，是在抽水蓄能机组正常运行时所适应的检修检验周期，不能适应目前高频率启机、大负荷运行的现状。

今后将会在月度日常定检、D修、C修中均进行电磁阀线圈电阻值测量工作，监视分析电磁阀线圈电阻变化情况，提早发现事故预兆，提早预防，进行更换，避免因空负载控制电磁阀电阻烧坏，造成油压持续升高不安全事故的发生。

7 结论

油压系统作为水电站水轮机导叶的动力机构，十分重要，其安全稳定运行确保了机组正常启停，能够快速响应电网需要。油泵空负载控制电磁阀线圈的损坏，导致压力油罐油压持续升高问题的解决，为后续电站稳定运行提供了借鉴作用，确保了张河湾电站机组安全运行。