湖北黃龍灘水力發電廠油壓裝置控制系統簡介及問題分析

劉朝貴

（湖北省電力公司黃龍灘水力發電廠，湖北 十堰 442000）

湖北黃龍灘水力發電廠油壓裝置控制系統簡介及問題分析

劉朝貴

（湖北省電力公司黃龍灘水力發電廠，湖北 十堰 442000）

本文以湖北黃龍灘水力發電廠油壓裝置控制系統為研究案例，介紹了電氣控制系統的構成，對其動作流程進行解析，分析了設備在運行中存在的問題，并提出了解決對策及改進建議。

油壓裝置；星三角轉換；延時；PLC；軟啟動器

一、電氣控制系統簡介

電氣主回路：油壓裝置主回路采用傳統的Y—Δ轉換及降壓起動方式，三相電機功率為37kW。控制系統：采用可編程控制器為核心，配置擴展I/O接口，人機界面采用profibus串口通訊，以壓力、液位等自動化元器件為反饋環節構成完整的閉環控制系統。控制方式：自動運行、手動運行、主備/切換，動作流程包括手/自動打油、補氣，雙機切換、雙機協作、運行超時判斷等。

二、動作流程簡介

1 油泵自動打壓過程

PLC檢測到壓油槽油壓下降至主泵啟動值時，打開卸荷閥，空載啟動主泵電機進入星形運行，延時6s進入三角形運行，10s后關閉卸荷閥，電機加載運行，油泵開始打油，當PLC檢測到壓油槽油壓上升至額定值時，打開卸荷閥卸荷，空載后發停泵令油泵停止運行，打壓流程結束。

2 雙機協作動作過程

主油泵啟動打壓過程中油壓繼續下降至備用泵啟動值時，PLC開出動作備用泵啟動打油，此時雙機協作，PLC檢測到壓油槽油壓上升至額定值時，卸荷停泵，打壓流程結束。如果PLC檢測到主泵運行中出現故障，啟動備用泵運行，直至壓油槽油壓上升至額定值時卸荷停泵。

3 自動補氣過程

PLC檢測到壓油槽油位出現一次過高信號時，會閉鎖油泵打油流程，PLC接收到下一個壓油槽壓力下降至補氣閥動作值時，自動打開壓油槽補氣閥補氣，壓油槽壓力上升至額定壓力值時，自動關閉補氣閥，補氣流程結束。PLC檢測到壓油槽油位出現一次過低信號，閉鎖自動補氣流程，PLC接收到下一個壓油槽壓力下降至主泵動作值時，進入油泵打油流程。

三、設備在運行中存在的問題及分析

1 動力回路故障分析

星三角轉換配合問題分析：原電氣主回路星形運行是利用三角形主接觸器KM2輔助常閉觸頭來實現，電機星形啟動運行延時時間到后，三角形主接觸器KM2勵磁，KM2主觸頭閉合，輔助常閉觸頭斷開，使電機轉入三角形運行。電氣設備頻繁運行后，KM2輔助常閉觸頭機械疲勞，機構在線圈失磁復歸時不夠利索，造成在接觸器主觸頭返回時拉弧嚴重，弧光未完全熄滅，此時三角形接觸器先接通主回路，形成弧光短路。主回路接觸器頻繁切換動作，長時間運行會使主觸頭接觸電阻增大，引起觸頭拉弧、發熱甚至粘連等故障。

為此，應對主回路進行改進，將星形和三角形接觸器采用兩個獨立接觸器控制。

2 控制回路運行分析

根據Y—Δ轉換方式及油泵空載啟動要求，油泵卸荷閥加載延時時間T1應大于Y—Δ轉換延時時間T2，即T1>T2。油泵卸荷閥加載延時時間在PLC內設為10s，Y—Δ轉換時間是由油泵主回路接觸器所附帶機械延時時間繼電器決定，定為6s。油泵主回路接觸器長期動作導致機械延時時間繼電器受到震動或發生故障，使時間整定值偏移或拒動，一旦轉換時間大于卸荷閥加載延時時間，會使Y—Δ轉換未完成油泵電機轉速未達到額定而卸荷閥先動作使電機加載，造成電機瞬間過載過流，導致過載繼電器動作或主回路空開跳閘。

四、提出解決對策及改進建議

1 加強管理，提升設備運行維護水平

定期檢查油泵動作流程是否正確，檢查油泵電機主回路接觸器主觸頭是否良好，如有電弧燒傷應及時處理觸頭或更換接觸器，檢查機械油路是否有堵塞，定期切換過濾裝置更換濾芯，確保設備安全運行。

2 完善控制系統，提高設備運行可靠性

圖1

圖2

因機械延時時間繼電器在運行中存在不穩定因素，如果時間配合出錯將導致油泵電機帶載啟動，損壞設備。可用PLC內部軟時間繼電器延時來取代機械延時時間繼電器，PLC內部軟時間繼電器計時可靠、穩定，可有效避免上述問題。改進后的PLC梯形圖、Y—Δ啟動與卸荷閥動作時序圖分別如圖1、圖2所示：

3 改進Y—Δ轉換系統功率執行單元，實現電機啟動過程平穩過渡，提高廠用電供電質量和利用率。

油壓裝置系統油泵電機額定功率為37kW，啟動瞬間電流較大，而Y—Δ降壓啟動方式不能滿足較大功率電機頻繁啟動運行方式的需求，因此將Y—Δ啟動單元更換為技術成熟可靠軟啟動器作為電機的功率執行環節，以提高設備可靠性，節約電能，提高廠用電供電質量和利用率。

[1]巫莉.電氣控制與PLC應用[M].北京：中國電力出版社，2008.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.101