(中电投电力工程有限公司 上海 201100)
摘要：直流事故润滑油泵是在厂用电消失，或主油泵发生故障，交流备用油泵无法启动时，由直流电动机驱动供给润滑用油的备用油泵，机组与系统解列，厂用电中断，汽轮机主汽门关闭后，转速下降。交流辅助油泵因交流电源消失无法启动，只能依靠直流事故油泵提供油系统润滑油压，确保汽轮机组紧急停机过程中各轴承的润滑油压，带走轴承摩擦所产生和汽轮机转子传递来的热量，向汽轮机调节系统和保安系统提供调节和控制油压，保证机组在整个停机过程中的安全，为机组重新启动提供安全保障。是发电厂发电机组的重要辅助设备。需时刻保持完好的备用状态，文章介绍了直流事故油泵电机控制柜的选型及使用注意事项。
关键词：发电厂；油泵；直流电机；控制柜；电机；电阻；IGBT
1 引 言
国内外发电企业中，无论水轮机组，汽轮机组，供油系统都是极其重要一环，它能够对机组调节系统、保护系统以及轴承的润滑油进行控制和调节，从而保障系统的安全正常运行。因此，国内外对供油系统不断研究和完善，推出了主机离心式主油泵系统，主机容积式主油泵系统，电动主油泵系统，电动主油泵+缓冲油箱系统等，在多种供油系统中，直流备用油泵（直流事故油泵）一直作为重要环节而必须设置，作为最后一道堡垒，直流油泵在极端故障下保障机组安全停车。当出现跳机故障等情况下，有可能造成交流电源全失，此时，机组必须停车，对于主机油泵系统，随着机组转速下降，油压急剧下降，而对于交流油泵系统，由于失电，供油随之停止；这时，由220 V蓄电池供电的直流事故润滑油泵必须可靠启动运转，才能保证汽轮发电机在停机过程中不至于发生断油烧轴、汽轮机叶片损毁的重大故障。由此可见，保证直流事故润滑油泵的可靠运行意义重大。因此直流事故油泵是发电机组的重要辅助设备，要时刻保持完好的备用状态。如何能保证直流事故油泵完好的备用状态？除了油泵和电机本身的可靠性外，电机控制柜的安全可靠性也尤为重要。
2 直流事故油泵电机控制柜选型
2.1 直流电机控制柜分类
直流电机电枢绕组的电阻非常小。若采用直接启动的方式，其启动电流约为额定电流的10-20倍，启动电流会造成换向器产生环火而烧毁。同时，过大的电枢电流必然产生巨大的启动转矩，电动机及其拖动的机械会遭受突然的巨大冲击而损坏；而且如此大的启动电流可能达到直流配电段上电源进线开关的保护定值，造成保护动作、整个段失电而发生事故。因此，启动电流的倍数必须加以限制。依据限制启动电流方式划分，可以将控制柜分为串电阻启动控制柜和IGBT控制启动控制柜，IGBT控制启动方式俗称软启动。
2.2 电阻启动和软启动系统的优缺点
电阻启动控制柜已在发电厂中应用多年，其优点是启动速度快，可以瞬间使电机达到额定转速，保证润滑油压迅速起压，保证润滑油系统安全稳定运行。而且在电阻散热良好的情况下可以连续启动。其缺点是，整个控制回路中，控制原件数量庞大、中间环节多，非常容易发生启动故障；低电压继电器动作不可靠，也经常造成启动电阻切除不了，启动电阻烧毁故障；而且直流电没有电流过零点，所以熄灭电弧比较困难，造成了直流接触器接点烧蚀快、使用寿命短、故障率高等故障，对直流系统冲击较大。随着技术发展，近年来，IGBT控制启动柜逐渐应用于各个发电厂，其优点是采用智能化设计，使其可方便地融入现场自动化控制系统，全数字控制，模块化设计，系统简洁智能，维护方便。转速电流双闭环控制策略，启动电流不超过电机额定电流，实现电机平滑无冲击启动。其缺点是启动有一定延时，润滑油压起压慢，应用于个别润滑油系统时，无法满足恢复油压需求。而且由于晶体管释放启动过程中产生的反时限电压需要一定时间，未防止烧坏IGBT，此类型控制柜不能频繁连续启动。
2.3 配套柜体及电气元件安装要求
无论是选择电阻启动控制柜或IGBT控制启动柜，在直流电机启动时，柜体内部电气元件都会散发大量热量，因此需在满足施工现场安装空间的前提下，选择足够的柜体空间来安装电气元件，并保证柜体散热性良好，一般在柜体两侧设置通风口。尤其是选用电阻启动控制柜时，因在启动过程中电阻发热量大，宜将电阻单元布置在柜体上半部分，将动力及控制电缆接线端子布置于柜体下半部分，并和电阻保持一定的距离，防止因电阻发热而烧坏接线端子，造成短路事故。
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3 直流事故油泵电机控制柜使用注意事项
3.1 使用前的检查
在控制柜就位安装及接线后，应仔细检查柜体是否存在因运输、存储及安装过程中有损坏现象，例如螺丝松动，电源线、接插件脱落受潮等现象，如有上述现象应及时妥善处理。控制柜柜体保护接地线应可靠接地，以保证人身及设备安全。具备专业技术资格的调试人员应熟悉直流电动机工作原理，电动机二次线图纸，电动机控制设备说明书，熟练掌握相关安全规范及质量要求，参照厂家图纸仔细检查一次、二次回路，接线正确无误无松动，电流回路无开路，电压回路无短路，相关的电气元件型号正确，保护定值整定正确。不能发生因CT开路、PT短路及断路器、接触器内部质量问题造成的人身和设备伤害。测试柜体内一二次电缆及电气元件绝缘，确保绝缘合格。为保障设备及人身安全，在电机试转前应在柜体内将至电机的动力电缆解除，单独对控制柜进行通电检查及远方传动。送电前确认控制柜内开关均在断开位。
3.2 柜体通电检查
检查直流屏开关定值及电源侧电缆绝缘无异常后，合上电源侧开关，将电源送至控制柜进线开关上口，检查直流电压无异常后，合上进线开关，检查指示灯、信号、电压指示正确。若二次回路有闭锁，则需按照图纸短接二次回路的闭锁节点；将转换开关打到“就地”位置，通过就地起停按钮进行合、分闸操作，开关应能正常分合，对应的合、分闸指示灯亮。将转换开关打到“远方”位置，通过DCS进行合、分闸操作，开关应能正常分合，对应的合、分闸指示灯亮，若控制柜有事故按钮，则将再次合闸后，按下事故按钮，此时控制柜应跳闸。直流事故油泵在集控室操作员站设有直接启动按钮，通过直启按钮进行合、分闸操作，开关应能正常分合，对应的合、分闸指示灯亮。设有压力开关联启直流油泵的系统，还应做压力开关动作联启直流油泵模拟试验，开关应能正常分合，对应的合、分闸指示灯亮。对于软启动控制柜，通电后应检查整定定值是否符合厂家说明书及设计要求。
3.3 直流电机检查
直流电机作为控制柜的控制对象，其稳定性和可靠性将直接影响控制的安全性能，检查电机的铭牌应齐全、清晰并与设计一致，直流电机试转前以下交接试验项目应合格：绕组和电枢的绝缘电阻、励磁绕组的直流电阻、励磁回路连同所有连接设备的绝缘电阻、电机绕组的极性及连接正确性。检查直流电机电刷与换向器的工作表面应有良好的接触，电刷压力正常，电机引线压接可靠，检查电机及连接电缆的绝缘值合格，最后还应进行电机盘车试验，盘动应顺畅无卡阻现象，确认以上项目均无异常后，方可连接控制柜至电机电源线，进行电机试转工作。
3.4 控制柜带载运行
电机试转前，应联系相关机务人员，确认油泵出口阀门开关位置正确，油系统可以正常投用，防止电机过载，造成电机及控制柜损坏或跑油事故。各条件具备后，将转换开关打到“远方”位置，通过DCS进行合闸操作，电机正常运行后，检查电机电流、控制柜运行情况、润滑油系统油压情况是否正常。若出现电机过流或出力不足的情况，在满足油系统压力的前提下，可以通过调整电机的刷架来调整电机转速，以保证电气设备及油系统正常运行。
3.5 控制柜维护
软启动控制柜由于晶体管释放启动过程中产生的反时限电压需要一定时间，未防止烧坏IGBT，此类型控制柜不能频繁连续启动，启动应间隔十五分钟以上，电阻启动控制柜，连续启动次数不应超过3次，防止电阻过热，损坏设备。尤其时油压开关联启直流油泵，应在DCS后台逻辑做连锁，防止油压开关连续发启动指令损坏设备。
总之，电阻启动或软启动控制柜各有优缺点，需根据设计参数要求及实际使用需求，选择适合的控制柜。无论选择电阻启动或软启动控制柜，需选择技术成熟、产品质量合格的生产厂家，所使用的电气元件安全、稳定、可靠，才能保证控制柜整体性能，使直流事故油泵时刻保持完好的备用状态，保证机组安全使用需求。
作者简介：侯本超（1985— ）男（汉族），山东菏泽人，毕业于江西理工大学机电系。工学学士学位。现为中电投电力工程有限公司项目主管，工程师，主要从事发电厂电气方向的研究。
论文作者:侯本超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/2
标签：油泵论文; 控制柜论文; 电机论文; 电阻论文; 系统论文; 事故论文; 油压论文; 《电力设备》2018年第20期论文;