柘溪電廠油壓裝置控制柜燒毀分析及處理

唐 凱，譚劍輝

（湖南省柘溪水力發電廠，湖南 益陽413508）

柘溪水力發電廠位于湖南省安化縣境內資水中游大溶塘河谷，以發電為主，兼顧防洪、航運等綜合效益，是新中國成立后湖南省興建的第一座大型水力發電廠。柘溪水電廠于1958年7月23日正式動工，1975年7月第6臺機組安裝完畢并投入運行，總裝機容量44.75萬kW，經過多次增容改造后，實際出力超過50萬kW。現總裝機容量達100萬kW。7、8號機組為2008年下半年投產，液壓裝置工作壓力6.3 MPa，單機容量250 MW。

1 設備存在問題

7、8號機組油壓裝置電氣部分是以施耐德昆騰系列PLC為控制核心+施耐德ATS48系列軟啟動器為功率控制元件，整套控制系統配置自動化起點高。液壓加載/卸荷切換部分則采用ZFY系列組合閥。從2012年開始幾乎每年都會出現動力元件保險熔斷。甚至出現了2次油壓裝置損壞，油壓系統被迫停運的缺陷，嚴重威脅到發電機組的安全運行。

2 現場檢查情況

8號機出現控制柜損壞缺陷后，相關班組對電氣回路進行了檢查，并針對設備進行了多次試驗，并未發現故障點。每次試驗油泵啟動，均啟動正常、運行平穩。但在之后的運行中也長時間未出現過類似問題。

7號機出現同樣缺陷，針對故障設備進行了多達20次的試驗，在進行到第10次試驗時出現了甲號油泵電機長時間無法達速的現象，電機啟動電流較大，并且長時間保持在這種狀態，但實際電流仍小于軟啟動器跳閘動作的電流，用紅外測溫設備發現一次動力設備溫度異常。但是該現象僅出現了一次。到現場檢查發現甲號油泵的電氣卸載閥電磁鐵線圈插頭有明顯松動現象。在恢復電氣卸載閥線圈插頭后，又多次進行了啟動試驗，未出現故障。重新退出電氣卸載閥，重復啟動油泵電機，再次出現了上述現象。

圖1 7號機壓油槽控制損壞現場

3 原因分析

組合閥是由兩個主閥單元及三個先導控制閥組成。構成了單向閥、安全閥、電氣卸載換向閥和低壓起動閥的功能。在先導閥YV1、YV2、YV3控制下，主閥CV1完成開通和關閉的動作。CV2是作為單向截止閥功能的主閥。

組合閥設有三個油口，組合閥壓力油進口P1，組合閥出油口P2和組合閥回油口T，P1口與油泵出口相連，出油口P2與壓力油罐進口相連，回油口T與油箱內相通。低壓起動閥是由先導閥YV2與主閥CV1組成。電磁先導閥YV1的切換與主閥CV1組成也能起到低壓起動功能。在壓力油通往壓力油罐前有一單向閥CV2。由于P2壓力的作用，單向閥處于關閉狀態。油泵啟動后，經低壓起動閥的卸載作用，直到主閥CV1關閉，P1口的壓力上升到一定壓力克服CV2單向閥背壓，打開單向閥向壓力罐充油。安全閥是由安全先導閥YV3與主閥CV1組成。

圖2 組合原理圖

按照圖2可知，為了保證油泵電機每次都可以卸載啟動，分別設置了低壓啟動閥和電氣卸載換向閥，相當于電氣、機械雙重配置。在正常情況下，油泵電機即能通過低壓啟動閥卸載啟動也能通過電氣卸載換向閥卸載啟動。在PLC程序方面也進行了相應的設計，在手動啟動和程控啟動油泵的同時發出電氣卸載換向閥動作信號。電氣卸載換向閥的線圈選用了額定電壓DC220V的線圈。從表面上看可以說是萬無一失。但是設計方卻忽視了電源供電可靠性的問題。我們通過監控系統歷史記錄發現，7號機控制柜損壞時間正好是機械班組進行測量試驗的時間。8號機控制柜損壞也正好是檢修期間。在該時間段一般只將油泵動力電源合上，直流電源仍處于斷電狀態，此時電氣卸載換向閥已經退出工作狀態。在只有低壓啟動閥單獨作用的情況下，油泵卸載啟動的成功率明顯降低。

4 初步結論

油壓裝置燒壞的故障原因為:電機長時間未達速，造成啟動電流過大，引起動力元件發熱燒壞。而引起電機長時間未達速的主要原因有以下：

（1）電磁閥工作電源不可靠。油壓裝置電氣卸載閥換向閥線圈選型不合理，在直流電未投入時無法正常工作。

（2）低壓啟動閥動作不可靠，造成電機帶負載啟動。

（3）軟啟動器電機保護參數不合理。在油泵帶負載啟動時，無法切斷故障電流，造成故障范圍擴大。

5 采取措施

（1）更換電氣卸載換向閥。按照設備原理購置了BOSCH-REXROTH系列的24 DC驅動電磁換向閥，對原有驅動回路進行修改。改造后只要油壓裝置動力部分上電，電氣卸載換向閥可以可靠供電。

（2）軟啟動器參數修改：修改電機保護電流參數，開放電流過載保護，將200%額定電流持續時間超過20 s啟動過載保護。在電機出現無法卸載啟動時，軟啟動器可以立即切斷故障電流。

（3）檢查低壓啟動閥：利用檢修機會對低壓啟動閥的閥芯活塞和彈簧復歸機構進行了檢查，并測試了切換時間，將卸載時間調整到8～10 s。

（4）加強制度與定值管理。在運行操作規程中規定7、8號機油壓裝置試驗時，必須投入油壓裝置直流電源。將油壓裝置軟啟動器電機保護參數列入自動化保護定值管理范圍。將低壓啟動閥檢修列入機組油壓裝置標準化檢修項目。

6 結束語

上述措施實施以后，對7、8號發電機組油壓裝置運行狀況進行了跟蹤觀察。從處理后至今再未出現因油泵電機未達速而引起的控制回路燒壞故障，以前經常出現的動力保險損壞故障也再未出現，故障得以根治。