廖華杰，裴紅洲

(1. 華能西藏發(fā)電有限公司藏木水電廠；2. 華能瀾滄江水電有限公司糯扎渡水電廠,西藏 800000)

ATS48系列軟啟動器在糯扎渡水電站的應(yīng)用

廖華杰1，裴紅洲2

(1. 華能西藏發(fā)電有限公司藏木水電廠；2. 華能瀾滄江水電有限公司糯扎渡水電廠,西藏 800000)

ATS48系列ATS48C21Q軟啟動器啟動110 kW交流異步電機在我國工業(yè)現(xiàn)場的使用十分廣泛，其良好的性能使電機控制避免機械損傷和水錘，并提供完善的電機和機械保護，該裝置的正常工作對安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。文中通過對該軟啟動器的分析，結(jié)合其在糯扎渡水電站筒閥油壓裝置系統(tǒng)使用過程中出現(xiàn)的故障，提出了在使用該軟啟動器的優(yōu)化方法，提高了水輪發(fā)電機安全穩(wěn)定運行系數(shù)。

水電站；軟啟動器；筒閥油壓裝置

0 引 言

糯扎渡水電站機組額定運行水頭為187 m，最高水頭為215 m，根據(jù)規(guī)程要求，水輪機停機后必須立即關(guān)閉進口閥，如果不設(shè)進口閥或不關(guān)進口閥，在導(dǎo)葉的立面間隙和端面間隙處不可避免的存在高速水流，使導(dǎo)葉上下抗磨板甚至轉(zhuǎn)輪葉片的進口易發(fā)生氣蝕，對于高水頭或多泥沙河流尤為嚴重。筒閥作為一種斷開閥，安裝在水輪機固定導(dǎo)葉和活動導(dǎo)葉之間，很好的解決了這個問題。筒閥關(guān)閉時，起到止水閥的作用，阻止水流通過，以防導(dǎo)葉由于泥沙磨損而漏水過大；筒閥開啟時，整個筒體縮緊水輪機支撐環(huán)和頂蓋之間的腔室內(nèi)，對過機水流不造成干擾。此外，筒閥還具有在水輪機飛逸時起到事故關(guān)閉的功能。

筒閥油壓裝置由回油箱、壓力油罐、油泵及出口閥組、油過濾器及檢測自動化元件等組成，其中油泵及出口閥組安裝在回油箱本體上。筒閥油壓裝置為筒閥液壓同步控制系統(tǒng)提供安全可靠的操作油源。正常運行時，由液壓油泵向壓力油罐中打油保持其壓力。在糯扎渡水電站機組運行過程中，曾多次出現(xiàn)因軟啟動器故障導(dǎo)致壓力油罐壓力無法保持。因此，提高該軟啟動器的可靠性刻不容緩。

1 設(shè)備介紹

1.1筒閥油壓裝置系統(tǒng)

糯扎渡水電站共配置9套筒閥油壓裝置系統(tǒng)，每臺機組1套，每套設(shè)有2臺油泵、1個壓力油罐、1個回油箱(含有靜電液壓過濾系統(tǒng))、1個漏油箱、一套手動、自動補氣裝置。筒閥油壓裝置控制系統(tǒng)設(shè)有1塊控制盤和1塊啟動盤，#1—#6機組筒閥油壓裝置系統(tǒng)使用ATS48系列ATS48C21Q軟啟動器作為電機啟動的核心元件。筒閥油壓裝置控制系統(tǒng)每套包括保護裝置、啟動器和其它控制回路。每臺油泵的保護動作信號、啟動器狀態(tài)信號、電機運行及故障信號、裝置故障信號、電源監(jiān)視信號、遠方/現(xiàn)地狀態(tài)等，除提供現(xiàn)地顯示用的接點外，尚分別提供兩對接點至電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

在自動控制方式下油泵電動機按自動控制流程進行控制，主備油泵電動機采用輪換工作制，并能接受電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)的命令實現(xiàn)主、備油泵的啟/停操作。在自動方式退出的情況下能手動操作。系統(tǒng)能對每臺油泵的運行時間進行累計計數(shù)。

1.2ATS48軟啟動器

ATS48是一種完整的軟起動器產(chǎn)品系列，從 18A到1200A，具有旁路之后仍能提供所有完善的保護, 更有效降低壓力波動和閥門沖擊。具備熱電子式熱保護、PTC電機直接熱保護 、過載保護(電流)、欠載保護(轉(zhuǎn)矩)、堵轉(zhuǎn)保護(穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài))、缺相保護、頻繁起動保護(再起動時間可設(shè))、旋轉(zhuǎn)方向監(jiān)控、外部故障保護、電機預(yù)熱保護等多種保護功能。其原理圖如圖1所示。

圖1 電氣控制原理圖

2 主要控制要求及聯(lián)鎖功能

2.1油泵自動

根據(jù)壓力油罐本體上壓力信號自動控制兩臺油泵啟停動作。

2.2油泵手動

操作人員人為控制#1、#2油泵啟停。

2.3#1、#2油泵主用判斷

切換把手“#1油泵/自動/#2油泵”在“自動”位時，用于自動選擇主備油泵，在運行中，若主備油泵運行時間相差超過5 小時，主備油泵將自動切換；在“#1油泵”或“#2油泵”位時，手動控制選擇啟動油泵號。若選擇#1油泵(#2油泵)，在自動控制時#1油泵(#2油泵)為主泵，#2油泵(#1油泵)為備泵。運行過程中，主備泵油不會自動切換。

2.4閉鎖油泵啟動

壓力油罐壓力達6.44 MPa時，油泵急停并閉鎖油泵啟泵信號，無論油泵控制方式在自動還是手動，油泵都無法啟動。

2.5安全保護

液壓油泵出口安全閥6.67 MPa動作，6.82 MPa 安全閥全開；壓油罐安全閥7.2 MPa時動作。

2.6油壓裝置控制參數(shù)

油壓裝置控制參數(shù)見表1。

表1 油壓裝置控制參數(shù)

2.7重要控制邏輯

(1)啟動主用泵

當油系統(tǒng)壓力降低時，壓力開關(guān)接點接通，油泵啟動向貯油罐供油，當系統(tǒng)壓力升至正常壓力時，油泵停機。

(2)啟動備用油泵

當油系統(tǒng)壓力繼續(xù)降低至備用油泵啟動油壓時，壓力開關(guān)接點接通，備用油泵啟動向貯油罐供油并發(fā)出報警信號，當壓力回升至正常壓力時，備用油泵停機。

(3)事故低油壓

壓力繼續(xù)下降至事故低油壓時，壓力開關(guān)接點接通，發(fā)出事故低油壓信號，快速關(guān)閉筒形閥，并發(fā)信號至電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

3 ATS48C21Q軟啟動器出現(xiàn)的問題及處理

3.1故障前筒閥油壓裝置油泵運行方式

切換把手“#1泵/自動/#2泵”在“自動”位，#1 油泵主用，#1、#2油泵控制方式均在“自動”位，壓力油罐壓力6.28 MPa。

3.2故障現(xiàn)象

(1)現(xiàn)場筒閥油壓裝置壓油罐壓力降至6.0 MPa，PLC程序判斷滿啟動#1油泵條件，K19繼電器帶電閉合，進而軟啟前置接觸器KM01閉合；接觸器輔助觸點啟動軟啟，軟啟LED顯示屏顯示“PHF”故障代碼(電源缺相)。

(2)就地檢查發(fā)現(xiàn)#1油泵軟啟動故障,故障代碼PHF,壓力油罐壓力降至5.9 MPa。檢查控制回路，未發(fā)現(xiàn)回路斷線及端子松動，斷開軟啟控制電源并重新上電，故障復(fù)歸，手動啟動#1油泵電機，電機啟動正常。

間隔10多小時后，#2油泵電機啟動時，#2油泵軟啟動故障,故障代碼PHF。檢查控制回路，未發(fā)現(xiàn)回路斷線及端子松動，采用斷電重啟方式，#2油泵電機啟動正常。

3.3故障原因分析及處理

經(jīng)檢查ATS48C21Q軟啟動工作原理圖，發(fā)現(xiàn)筒閥油壓裝置系統(tǒng)油泵軟啟帶有前置接觸器，且軟啟動器啟動指令來自前置接觸器輔助觸點。認真查看該軟啟說明書，分析時序圖，推斷故障原因可能為：PLC開出啟泵令后，K19帶電，進而使前置接觸器KM01帶電。由于前置接觸器KM01主觸頭并不是每次均先于其輔助觸點閉合，當前置接觸器KM01輔助觸點先于主觸頭閉合時，該軟啟報PHF故障代碼，致使油泵電機無法啟動，導(dǎo)致壓力油罐壓力無法保持。隨即進行現(xiàn)場模擬試驗，試驗證明推斷結(jié)論完全正確。

糯扎渡電廠經(jīng)過技術(shù)改造，使軟啟動器啟動令與前置接觸器閉合令來自不同的繼電器，使前置接觸器先閉合，經(jīng)一定延時后，發(fā)軟啟啟動令。

ATS48系列軟啟動器，在安裝有前置接觸器時，應(yīng)保持軟啟動器主回路先帶電，然后發(fā)啟動軟啟命令(禁止使用前置接觸器輔助觸點做為軟啟啟動令)。

4 結(jié)束語

糯扎渡水電站#4-#6機組筒閥油壓裝置自2013年6月改造、調(diào)試完畢，正式投入使用至今，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，未發(fā)生因軟啟報PHF故障導(dǎo)致#1、#2油泵啟動失敗而影響機組安全穩(wěn)定運行的不安全事件。真正找到了導(dǎo)致該系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的根本原因，提高了水輪發(fā)電機安全穩(wěn)定運行系數(shù)。

[1] 馬新紅,李 濤,鐘光華. 小浪底電廠筒閥液壓控制系統(tǒng)[J]. 大電機技術(shù),2006(2).

[2] 魏守坤.水口水電廠壓油裝置及補氣控制系統(tǒng)PLC改造[J].福建電力與電工，2003(2).

[3] 李國厚,高淑萍.軟啟動技術(shù)及其應(yīng)用[J].煤礦機械,2006(7).

Application of ATS48 Series Soft Starter in Nuozhadu Hydropower Station

LIAO Hua-jie1, PEI Hong-zhou2

(1. Huaneng Tibet Power Generation Co., Ltd. 2. Huaneng Lancang River Hydropower Co., Ltd. Nuozadu Hydropower Plant,Xizang 800000,China)

The ATS48 series ATS48C21Q soft starter start 110KW AC asynchronous motor in the industrial field is widely used, the good performance of the motor control to avoid mechanical damage and water hammer, and provide perfect motor and mechanical protection, the normal work of the device are safe and stable transport is very important. In this Paper through the analysis of the soft starter, combined with its in Nuozhadu hydropower station valve cylinder hydraulic system faults using process, in the use of the optimization method of the soft starter and improve the hydro generators safe and stable operation of the coefficient has been put forward.

Hydropower station; Soft starter; Hydraulic cylinder valve device

2015-06-11

2015-06-28

廖華杰(1981-)，男，工學(xué)學(xué)士，工程師，華能西藏發(fā)電有限公司藏木水電廠。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.07.010

TM761.1

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1009-3230(2015)07-0032-03