利用欠載保護聯啟備用定子冷卻水泵的方法探討

汪紅旭 毛 劍 舒文濤

（黃岡大別山發電有限責任公司，湖北 黃岡438000）

0 引言

現代大型發電機的定子冷卻水系統一般配置兩臺定子冷卻水泵（以下簡稱定冷泵），正常情況下一臺運行，一臺備用。若因某種原因造成運行中的定冷泵停運，必須利用DCS系統或繼電保護裝置及時聯啟備用定冷泵，否則將造成定冷水流量不足而跳機。造成運行中的定冷泵突然停運的原因有多種，如電源失電、電機故障、泵輪損壞等。針對不同的原因需要配備相應的聯啟功能來防止跳機事件的發生。

1 ××發電廠定冷泵聯軸器斷裂造成機組非停事件回顧

××發電廠的定子繞組冷卻系統中包括兩臺100%互為備用的定冷泵。該發電廠熱工DCS功能組中，有兩種邏輯實現備用定冷泵的聯啟功能，分別是定冷泵跳閘聯啟邏輯和定冷水流量控制邏輯。前者用于運行中的定冷泵電機電源開關突然跳閘或失電時，利用電機接觸器的常閉輔助接點瞬時聯啟備用泵。后者控制邏輯為：當檢測到定冷水流量低于整定值時，延時1s啟動備用泵。

2010年8月20日，該發電廠#1發電機正常運行，B定冷泵運行，A定冷泵備用。14：43，B定冷泵聯軸器對輪螺栓斷裂，其電機立即轉入空載運行，該泵卻因失去動力而很快停運。由于電機的接觸器仍然處于吸合狀態，跳閘聯啟邏輯不動作，A定冷泵未能瞬時聯啟，定冷水流量迅速下降。當定冷水流量下降至流量控制邏輯動作時，雖然DCS延時1s發指令聯啟了A定冷泵，但因A定冷泵啟動需要時間，還未等該泵啟動完成，發電機定冷水流量低跳閘保護即已動作于跳機。

事后聯系發電機廠家更改定冷水流量控制邏輯和定冷水流量低跳閘保護，以避免此類事件再次發生。但廠家回應，為保護發電機定子繞組，定冷水流量控制邏輯和定冷水流量低跳閘保護不能更改。因此，要防止此類事件再次發生，只能從其他方面著手。

2 解決方案

該事件的特殊性在于，B定冷泵停運時其電機繼續空載運行，因此定冷泵跳閘聯啟邏輯不動作。等到定冷水流量下降至流量控制邏輯動作時，為時已晚。但我們恰恰可以利用事件當時電機的空載運行這一特征，利用反應電動機負載狀況的“欠載保護”來解決前述問題。

2.1 低壓電機的欠載保護

電機的欠載保護是當負載出現異常，電機的電流小于正常運行電流時動作的保護。一般用于負載異常減小會對負載造成損害的情況，或者用于工廠的節能。××發電廠所用的低壓電機保護裝置的欠載保護邏輯為：當檢測到電機電流低于整定的欠電流定值Iset且高于Imin時，經整定的延時T發告警信號或出口跳閘。Iset介于電機帶負載時正常的運行電流與電機空載電流之間，Imin在裝置內固定為0.05In（In為電機的額定電流）。其邏輯圖如圖1所示。

圖" 電機保護控制器的欠載保護邏輯

2.2 欠載保護用于聯啟功能

2.2.1 欠載保護出口整定

保護裝置的出口矩陣一般可以任意整定。將欠載保護應用于聯啟功能，其出口應該動作于瞬時聯啟備用泵電機并經延時跳開本泵電機。因此，我們需要將欠載保護的出口整定在兩個出口繼電器上，一個作用于跳開本電機開關，另一個接入備用泵的合閘回路中，用于聯鎖啟動備用泵。欠載保護用于聯啟功能時，其邏輯圖如圖2所示。

圖- 欠載保護用于聯啟功能的邏輯圖

2.2.2 欠載保護定值整定

欠載保護定值Iset應低于定冷泵電機的正常運行電流。考慮到并泵時電機電流會減小，因此Iset也應低于并泵時的電流，且必須要有一定的裕度，以防止負載波動時誤動。設正常運行電流為I1，并泵時的電流為I2，可靠系數為K，則有：

可靠系數K一般取1.1～1.3，我公司在實際應用時選取1.3。

3 結語

在電廠的運行中，因定冷泵聯軸器斷裂引起跳機的非停事件比較少見，針對此種事件的保護措施也比較欠缺。我公司技術人員巧妙地將原有的欠載保護用于聯啟備用泵，只花費很小的改造成本，就成功解決了該問題。利用欠載保護實現聯啟備用泵的方法，同樣也適用于其他雙機互為備用的場合，因而具有一定的借鑒意義。

［1］黃岡大別山發電有限責任公司.汽輪發電機及電氣設備［Z］，2009.

［2］陳宏波，夏杰，俞國賓.電站汽輪發電機技術問答［M］.北京：中國石化出版社，2005.