華君憲 朱曉琴 李會軍

摘 要：在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，控制回路中的中間繼電器的誤動、損壞等，會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)聯(lián)鎖跳跳閘事故，引起發(fā)電機(jī)組非正常停機(jī)。為了從根本上解決這個問題，本文針對發(fā)電機(jī)組跳閘現(xiàn)象，通過對發(fā)電機(jī)組的跳閘原因進(jìn)行分析，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，對控制回路進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：控制回路；保護(hù)跳閘；聯(lián)鎖跳閘；改進(jìn)與優(yōu)化

一、概述

TRT是利用高爐冶煉的副產(chǎn)品，高爐爐頂煤氣具有的壓力能及熱能，使煤氣通過透平膨脹機(jī)做功，將其轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置。安鋼2#TRT發(fā)電機(jī)組是安鋼2#高爐的配套設(shè)施，投產(chǎn)于2005年。2013年隨著2#高爐除塵系統(tǒng)濕改干的完成，2#TRT也將裝機(jī)容量由原來的15MW升級到了18MW，裝機(jī)容量的提升，不僅提高了發(fā)電量，同時為降本增效發(fā)揮了巨大的作用。但是，2#TRT在運(yùn)行過程中，發(fā)生了多次無故障顯示停機(jī)現(xiàn)象，特別是聯(lián)鎖停機(jī)點(diǎn)的不可靠，嚴(yán)重影響了發(fā)電機(jī)組的長周期安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

二、無故障顯示跳閘事故原因分析：

圖1 發(fā)電機(jī)控制回路

2.1 保護(hù)跳閘KA3（如圖1所示）：

發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘，是發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行保護(hù)設(shè)備的需要，它包括發(fā)電機(jī)故障跳閘、線路差動動作、勵磁通道故障、旋轉(zhuǎn)二極管故障。一旦發(fā)電機(jī)本身的保護(hù)跳閘、聯(lián)絡(luò)線差動動作、勵磁故障，就會立刻跳發(fā)電機(jī)并網(wǎng)開關(guān)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)站聯(lián)鎖跳閘和勵磁故障連跳發(fā)電機(jī)的作用。KA3是發(fā)電機(jī)保護(hù)動作跳閘繼電器，如果KA3發(fā)生動作，引起發(fā)電機(jī)跳閘，同時發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置、聯(lián)絡(luò)線保護(hù)和勵磁柜都會有相應(yīng)的跳閘故障記錄，并把發(fā)電機(jī)跳閘信號通過4-20mA電流信號發(fā)送給PLC，在PLC上位機(jī)上顯示發(fā)電機(jī)故障，而如果事故停機(jī)在發(fā)電機(jī)保護(hù)裝置中沒有跳閘故障告警記錄，則可以排除發(fā)電機(jī)故障跳閘。

2.2 聯(lián)鎖跳閘1KA（如圖1所示）：

對發(fā)電機(jī)跳閘的控制回路進(jìn)行分析，發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜斷路器可通過開關(guān)柜分閘、聯(lián)鎖跳閘、發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘三種方式跳閘。開關(guān)柜分閘基本排除人員誤動情況，對于發(fā)電機(jī)保護(hù)跳閘，由于沒有故障信號故也可以排除，而聯(lián)鎖跳閘分為三種情況：一是水處理連跳，經(jīng)檢查3KA工作正常，如果誤動3KA會給PLC顯示水處理斷路器動作信號；二是儀表跳閘，如果儀表動作會在PLC有故障跳閘記錄；三是急停按鈕，可以排除人員誤動情況。因此聯(lián)鎖跳閘情況也可以基本排除。而發(fā)電機(jī)不管什么原因分閘都會啟動5KA，通過5KA啟動4KA，4KA將保護(hù)動作信號傳給PLC，在PLC上位機(jī)上顯示電力重故障。

2.3斷路器位置顯示信號2KA（如圖1所示）：

發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜的斷路器位置信號由電氣擴(kuò)展接點(diǎn)2KA發(fā)送給PLC，此位置信號編寫到PLC程序里參與聯(lián)鎖跳閘，一旦PLC監(jiān)測不到2KA的信號，則會誤認(rèn)為發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷馬上通過PLC進(jìn)行聯(lián)鎖停機(jī)。由于2KA為電氣擴(kuò)展點(diǎn)，而2KA的無源常開點(diǎn)給PLC信號，因此正常運(yùn)行時2KA長時間得電吸合過程中，會受到繼電器本身、直流電源、外界振動以及接點(diǎn)阻值的變化，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)并網(wǎng)柜斷路器發(fā)生誤動作跳閘，使發(fā)電機(jī)事故停機(jī)，并且在發(fā)電機(jī)保護(hù)、后臺、勵磁柜上沒有任何故障記錄，PLC 故障記錄顯示并不能明確告知問題出現(xiàn)的根本原因。

由以上分析可知，2KA和3KA的可靠性將是影響發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的決定性因素。尤其是中間繼電器2KA，它的無源常開點(diǎn)給PLC，其觸點(diǎn)阻值的大小變化都會影響其在PLC 中的作用，主要是因為PLC提供的電源僅為24V ，阻值的變化將使PLC認(rèn)為斷路器分閘，從而造成不必要的停機(jī)。

三、控制回路的改進(jìn)

3.1 控制回路的改進(jìn)方案

通過分析我們將2KA 、3KA 兩個電氣觸點(diǎn)改為接觸可靠的機(jī)械接點(diǎn)。而對于機(jī)械接點(diǎn)，相比較于電氣觸點(diǎn)，不僅接點(diǎn)接觸面積大，吸合力大，而且穩(wěn)定性能高，從而降低了對發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的影響。

3.2 控制回路改進(jìn)的過程

為了避免由于繼電器本身或直流電源以及外界振動、溫度的影響造成無故障顯示的跳閘，將2KA的電氣擴(kuò)展點(diǎn)改為機(jī)械點(diǎn)，在實(shí)際改造過程中，端子排中已無斷路器的備用機(jī)械點(diǎn)，從端子（7，17）中引出斷路器常開輔助觸點(diǎn)，接至控制回路中的處。避免了由于中間繼電器原因使發(fā)電機(jī)停機(jī)。

將用于水處理聯(lián)鎖跳閘的3KA的電氣擴(kuò)展點(diǎn)改為機(jī)械點(diǎn).從水處理站（聯(lián)絡(luò)線上級）航空插頭（23、33）處引出常閉觸點(diǎn)，用機(jī)械點(diǎn)代替原電氣接點(diǎn)，從儀表柜23CP01，轉(zhuǎn)接機(jī)械點(diǎn)，接至（1，153）處作為水處理聯(lián)鎖跳發(fā)電機(jī)常閉觸點(diǎn)，避免了由于中間繼電器原因使發(fā)電機(jī)停機(jī)。

將電氣與儀表聯(lián)系的點(diǎn)進(jìn)行重新核對，看定義是否一致，儀表程序連跳要告知電氣與運(yùn)行人員，這樣查找事故會迅速準(zhǔn)確。

將有關(guān)跳閘的繼電器、端子排進(jìn)行了緊固，檢查繼電器的工作情況，并對轉(zhuǎn)接的端子排的線號進(jìn)行了核對，對優(yōu)化的聯(lián)鎖點(diǎn)的接線進(jìn)行了包扎與整理，保持電氣柜內(nèi)接線的整潔。

四、改造效果

發(fā)電機(jī)控制回路的改進(jìn)，聯(lián)鎖停機(jī)點(diǎn)的優(yōu)化，不僅減少了發(fā)電機(jī)不必要的停機(jī)次數(shù)，減小了停機(jī)對生產(chǎn)的影響和經(jīng)濟(jì)損失，同時也延長了發(fā)電機(jī)組的使用壽命，為發(fā)電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行創(chuàng)造了更大的效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王愛霞，張秀閣，電機(jī)學(xué)[M].中國電力出版社，2005.

[2]于永洋，楊倚雯，電力系統(tǒng)分析[M].中國電力出版社，2004.3.

作者簡介：

華君憲（1981-）男，漢族，河南南陽人，本科，學(xué)士，科員，中級工程師，研究方向：發(fā)電機(jī)運(yùn)行與維護(hù).