ABB勵磁系統冷卻電源回路優化改造

邱永剛

（大唐黃島發電有限責任公司，山東 青島 266500）

0 引言

黃島發電公司4號機組勵磁系統整流橋冷卻系統工作電源切換繼電器故障，導致全部整流橋冷卻電源失去，整流橋冷卻系統故障保護動作，勵磁系統跳閘，機組聯跳。該勵磁系統由ABB公司提供。因黃島發電公司三期發電機勵磁系統也采用ABB公司產品，為保證機組安全穩定運行，針對此次事故對其電源回路進行了詳細核查，確定是否也存在整流橋冷卻器主、備電源切換回路不完善的安全隱患。

1 勵磁系統問題

1.1 檢查發現的問題

黃島發電公司5號、6號機組勵磁系統均由ABB公司提供，型號為UNITROL5000，整流橋冷卻系統與4號機組勵磁系統完全一致，工作、備用電源切換繼電器輸出接點回路也采用兩對接點并接后為冷卻系統提供電源。

1）勵磁系統有5個功率柜，正常運行中有10臺冷卻風扇運行，冷卻電源的總電流為12.7 A，因電源切換繼電器1對接點容量不夠，采用2對接點并聯以提高接點容量，其中1對繼電器接點額定容量為10 A。繼電器在運行時，如果繼電器接點接觸電阻不一致，2對觸點就會存在分流不均現象，有可能導致其中一回路超過額定電流運行，繼而發生回路過熱，接點開路，全部電流轉移到另一接點上，另一接點也會因過載相繼熔斷。

2）整流橋冷卻系統主、備電源失壓切換功能依賴的電壓監視繼電器也接于電源切換繼電器的來電側（繼電器上口），當電源切換繼電器故障導致輸出電源失去時，不能起到監視電源的作用，備用電源不能自動切換，引起冷卻器電源失去。

3）ABB勵磁系統兩套調節器未完全獨立，存在部分公用回路及元器件，如24 V供電系統、開入開出系統等。

1.2 暴露出的問題

冷卻系統使用二次繼電器接點接通一次電源回路，導致接點容量不足，易燒毀。

冷卻系統電源監視回路監測點不能完全反映冷卻系統電源掉電情況。

冷卻系統電源切換回路須經勵磁調節器主機4對開入量、2對開出量、外回路2只電壓繼電器、2只雙位置繼電器控制，回路復雜，易出問題。

兩套調節器未完全獨立，部分公用回路及元器件，在設備運行特別是運行中消缺時，形成安全隱患。

2 針對設計缺陷采取的整改措施

2.1 臨時措施

增加設備巡檢次數，由原來每天巡檢2次，增加為每天巡檢3次，增加的1次為晚上值班人員的巡檢，特別強調每次巡檢時需對切換接點進行測溫。

做好測溫記錄，并對每個測溫結果進行對比，觀察有無溫度變化。

一旦發現溫度異常現象，立即手動切換至備用電源工作。

2.2 黃島發電公司改造方案

取消勵磁冷卻系統工作/備用電源切換回路，由原工作/備用電源切換后同時供工作風機、備用風機使用方式更改為由工作電源（勵磁自用電）供工作風機使用，備用電源（廠用電）供備用風機使用方式。

原電源監視回路作為報警信號保留，以監視備用電源的可靠性。

原K15、K16繼電器電源切換輸出回路拆除，但保留其他接線（避免修改調節器程序）。回路改造后示意圖如圖1所示。

圖1 黃島發電公司勵磁系統冷卻電源回路改造示意圖

2.3 ABB公司改造方案

原K15、K16繼電器不再直接接通功率柜風機動力電源，改由接點容量更大的K17、K18接觸器接通風機動力電源，其中K17、K18接觸器分別由原K15、K16繼電器控制，將原有的兩路電源監視回路由K15、K16繼電器上端移至 K17、K18接觸器上端，并在電源切換后新增一電源監視點。回路改造后示意圖如圖2所示。

圖2 ABB公司勵磁系統冷卻電源回路改造硬件示意圖

2.4 方案對比

2.4.1 ABB公司勵磁冷卻回路改造方案存在的問題

新增的電源切換接觸器使用了同一控制電源，易發生同時掉電的情況，雖然此24 V電源由雙路供電，但這也是ABB勵磁的一大弊病。24 V電源穩壓裝置雖然是雙套配置，但兩套穩壓電源輸出并接給調節器及開關量板、部分控制回路供電，當發生任一24 V回路或設備短路故障時，導致兩套調節器均無法工作的問題，所以改造工作應注意盡量精簡24 V系統，減少故障點。

新增的K17、K18及原有的K15、K16均無互相閉鎖硬回路，若輸入調節器的繼電器動作信號接點接觸不良，可能發生兩只切換繼電器同時動作的情況，導致兩路電源短路，引發其他事故。

此方案需修改勵磁調節器的程序，需程序修改費用及廠家現場服務費，且程序修改后需做勵磁系統全套試驗，發電機空轉損耗大。

2.4.2 黃島發電公司改造方案優點

改造后功率柜風機電源回路不再經接點切換，且工作電源及備用電源無短路可能，并分別設有監視回路，確保了風機電源的可靠性。同時，改造盡量精簡了該勵磁系統24 V控制電源的使用，減少了因24 V系統短路造成勵磁系統停機的風險，而且回路改造不需修改調節器程序，不需做勵磁系統全套試驗，節約了改造資金。

3 結語

對兩種方案對比后，認為ABB公司方案繁瑣，增加多個故障點，不利于機組的安全運行，而黃島發電公司的改造方案在回路安全性及可靠性上優于ABB廠家方案，回路簡化，又可滿足風機電源安全可靠性的需求。