赵成
深能合和电力（河源）有限公司 广东河源 517000
摘要：直流事故油泵可在汽轮机组故障时提供油系统润滑油压，确保汽轮发电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的热量和汽轮机转子传来的热量。向汽轮机调节系统和保安系统提供调节和控制油压，对汽轮机的安全运行具有极其重要的作用及意义，是汽轮发电机组的重要辅助设备，本文着重探讨直流事故用泵的各种启动方式。
关键词：直流事故油泵；汽轮机组；辅助设备；启动方式
一、课题研究背景
在《防止电力生产重大事故的25项重点要求》中，第10条有“防止汽轮机大轴弯曲、轴瓦烧损事故”、第11条“防止发电机损坏事故”两项要求，这就要保证机组正常运行或者停机、跳机过程中润滑油、密封油的充足、连续供给。
机组正常运行时，汽轮机由相应的主油泵提供润滑油，交直流泵作为备用泵，小机润滑油系统和发电机密封油系统由交流油泵一运一备，直流油泵作为紧急备用泵。正常运行时需要执行大机、小机直流事故油泵，空、氢侧直流密封油备用泵的定期试转，机组正常启/停机前也需要进行直流油泵的试转，以保证机组运行时发生交流油泵故障导致润滑油、密封油油压不足或者机组正常停机、跳机过程中发生厂用电无法正常切换（例如启备变检修）或者切换不成功，而柴发又无法正常带载保安段负荷，甚至全厂失电等极端事故时，直流事故油泵可以正常运行提供润滑油、密封油保证机组正常停机，防止烧瓦或者氢气外泄等严重事故，并为事故处理争取时间。从某种意义上讲，直流油泵正常启动是电厂极端事故处理中的最后一道防线，直流油泵的手动启动也是运行人员必须掌握的一项技能。
二、直流电机启动原理
以河源电厂大机直流事故油泵为例，结合二次图和就地控制柜接线，介绍直流油泵的启动原理，并介绍事故状态下直流油泵就地强合启动的正确、及时、有效的方法，小机、密封油直流油泵与此类似。
图1 大机直流事故油泵电机动力回路
图1中，1ZC、2ZC为直流接触器，靠线圈励磁吸合、失磁断开，起通、断电机动力回路作用；ZJ为中间继电器，其辅助触点起合闸控制回路自保持，电机运行、停止指示作用；R为电机启动电阻，电机启动时串接在电枢回路即转子回路中，在保证一定启动转矩前提下，减低启动电流，启动后即被短接；FL为分流器，Af为直流隔离变送器，两者组合起来通过测量FL两端电压，进而测得直流电流。
图2 大机直流事故油泵控制回路
河源电厂直流油泵电机均为自并励直流电机，即励磁绕组与电枢绕组并联取自同一电源。启动时，定子绕组中通入恒定的直流电源U，在气隙中建立一个恒定的静止磁场，转子绕组通过碳刷、换向器也接入相同的直流电源U，在气隙磁场的作用下，电机转动，因为有换向器的换向作用，处于同一磁极下的转子绕组始终保持相同方向的电磁转矩，电机持续转动；转子绕组转动过程中切割气隙磁场，会产生感应电动势E，即发生电枢反应，E=U-IR，在启动时，转速n=0，感应电动势E=0，此时转子绕组电流I很大，为防止转子绕组烧坏，启动时在转子绕组里接入一个启动电阻R，减小启动电流，如图所示；随着电机转速上升，电枢反应加强，E逐渐增大，转子电流I逐渐减小，相应的电磁转矩也逐渐减小，为了保证足够的电磁转矩，要逐步或者直接切除启动电阻R。图示电机是通过接触器1ZC的辅助触点1ZC将R短接直接切除。
图2中，MCB为控制回路电源空开，与动力电源一同取自220VDC分屏；HJ、TJ分别为合闸、跳闸继电器。
三、直流电机控制原理
从合闸控制回路看，直流事故油泵的合闸方式有集控室操作台硬手操合闸，DCS远方合闸（热工联锁、手动），就地控制柜合闸，与现场布置一致。现以DCS远方合闸为例讲述直流油泵正常合闸过程：选择把手CK选择远方位置，即打到③、④之间，跳闸继电器TJ断开，其常闭触点TJ闭合；DCS发合闸指令，合闸回路导通，合闸线圈带电励磁，合闸继电器HJ吸合，其常开辅助触点HJ闭合（图1中），此时直流接触器2ZC线圈带电励磁，2ZC、2ZC1、2ZC2吸合，电机动力回路接通，电机启动，触点2ZC闭合并使2ZC线圈自保持带电励磁，其作用将在后面介绍；此时另一个直流接触器1ZC线圈带电励磁，1ZC吸合，从而将电机启动电阻R短接，保证电机正常出力；此时中间继电器ZJ也会吸合，其常开辅助触点闭合，使合闸回路自保持导通，并点亮就地运行指示灯，其常闭辅助触点断开，熄灭就地停止指示灯，直流事故油泵整个合闸过程结束。
由于整个控制回路相对比较简单，其他不再赘述，这里重点介绍下跳闸回路里自保持这一路的作用：合闸继电器的辅助触点 为带延时断开的常开触点，即分闸或者跳闸时，HJ线圈失电后，该触点带一定延时断开，这样可以保证跳闸继电器TJ线圈的可靠励磁，防止因HJ、TJ接点的不同步造成TJ的不可靠励磁；其次，这一路自保持可以使合闸回路在这个延时内保持断开，即实现电气防跳功能，防止电机短时间反复启动，拉低直流母线电压，造成其他重要负荷无法正常工作。
图3已将各设备表示图中，这里要注意的是最下面三根线（图中黄、红、蓝）并非我们通常了解的三相交流电，而是黄、红为正极，一路为励磁电源即定子绕组，一路为电枢绕组即转子绕组，蓝色的为负极。
1、强合中间继电器ZJ
根据控制回路图，结合运行经验分析，若是因合闸信号无法传送到合闸回路而无法启动直流事故油泵，可以直接强合中间继电器ZJ。所用方法为用电笔、中性笔、螺丝刀或者其他绝缘工具顶ZJ两侧的蓝色部位并保持几秒（严禁用手直接或者钥匙），使其吸合，如图所示，使其常开辅助触点ZJ闭合，合闸回路导通，电机运行。
2、强合合闸继电器HJ
若是因合闸线圈接线头松动、断线，或是跳闸继电器TJ常闭辅助触点断开无法合上，这时可以直接强合合闸继电器HJ，方法为按图4所示方向向内按下继电器HJ的动合部分，使其常开辅助触点HJ闭合，直流接触器线圈2ZC带电励磁，因2ZC有自保持回路，故该方法可行。
3、强合直流接触器2ZC
若是合闸继电器辅助触点无法闭合，这时可以直接强合直流接触器2ZC，方法为用电笔、中性笔、螺丝刀或者其他绝缘工具向上推2ZC触点连杆，如图所示，使2ZC、2ZC1、2ZC2闭合，电机启动，因2ZC有自保持回路，该方法可行。
以上介绍的几种就地强合继电器、接触器为事故情况下的紧急措施，必须做好演练，熟练掌握这几种强合方法，实际运行使用时必须保持通讯畅通、有人监护、务必佩戴绝缘手套并尽量侧身远距离操作。而且要特别注意一点，若是多台直流事故油泵均无法正常启动，都需要到就地强合接触器、继电器启动时，要注意各台电机启动时间上要相差几秒，避免同时启动多台电机，防止拉低直流母线电压，在河源“7、9事件”中，正是因为几台直流油泵同时启动，将220VDC母线电压拉低，导致其重要负荷机组UPS低电压闭锁输出，致使多台操作员站失去电源，造成极大风险。
五、总结
本文只是以大机直流事故油泵为例介绍了其控制回路及原理，为实际操作提供理论依据，理论指导实践，介绍了紧急情况下就地强合启动的几种方法。其实很多重要辅机在实际紧急事故时都会到就地强合，例如火检冷却风机。但无论情况多紧急，必须做好通讯、监护、人身安全的保障工作，并确保上级电源可以可靠连续供电。
参考文献：
[1]肖大雏?.控制设备与系统[M].北京：中国电力出版社，2006.
[2]王越明?，王朋，王振龙.电气二次回路识图[M].北京：化学工业出版社，2012
论文作者:赵成
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
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