發(fā)電機(jī)出線和中性點(diǎn)箱冷卻風(fēng)機(jī)控制柜失電分析及改進(jìn)措施

王治剛 王澤

【摘?要】針對某電廠汽輪發(fā)電機(jī)出線和中性點(diǎn)箱冷卻風(fēng)機(jī)控制柜失電，進(jìn)行原因分析及制定改進(jìn)措施。通過更換保險位于壓敏電阻之前的控制器和在控制器及上游電源之間增加斷路器的改進(jìn)措施，對提高發(fā)電機(jī)出線和中性點(diǎn)箱冷卻風(fēng)機(jī)控制柜供電可靠性有重要的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】冷卻風(fēng)機(jī);控制柜;失電分析;改進(jìn)措施

1 引言

某電廠發(fā)電機(jī)出線箱風(fēng)冷裝置，為發(fā)電機(jī)出線箱及中性點(diǎn)連接箱提供冷卻，裝置由控制柜、單元a/b風(fēng)機(jī)箱組成。單元a/b互為備用，正常只允許其中一個單元在運(yùn)行狀態(tài)，如果運(yùn)行單元出現(xiàn)故障，根據(jù)控制柜內(nèi)PLC控制，可自動切換至另一單元運(yùn)行。檢查發(fā)現(xiàn)控制柜內(nèi)雙電源切換開關(guān)的控制器內(nèi)部保險位于壓敏電阻之后，主電源U-W相間壓敏電阻故障燒損，導(dǎo)致上游兩路電源的斷路器過流保護(hù)動作跳閘，控制柜失電，冷卻風(fēng)機(jī)停運(yùn)。經(jīng)分析提出改進(jìn)措施，更換保險位于壓敏電阻之前的控制器和控制器及上游電源之間增加斷路器，提高控制柜供電可靠性。下面進(jìn)行相關(guān)技術(shù)問題分析和探討。

2 控制柜電源回路及控制器介紹

控制柜由雙路380V電源供電，進(jìn)線處設(shè)置雙電源切換開關(guān)，雙電源切換開關(guān)既可以手動進(jìn)行雙路電源切換也可通過控制器實(shí)現(xiàn)自動切換。進(jìn)線處設(shè)置雙電源切換開關(guān)001JA，并且手動切換優(yōu)先級高于自動切換，即無論控制器是否投運(yùn)均可以直接用手動進(jìn)行切換，并且手動切換后控制器不再對雙電源切換開關(guān)001JA進(jìn)行自動控制。如果控制器退出運(yùn)行，只影響001JA自動切換功能，不影響其手動切換功能，圖1為控制柜電源供電示意圖。

控制器布置在控制柜柜門上，其作用是自動檢測雙路電源帶電情況，實(shí)現(xiàn)自動判斷并切換雙路電源的功能。控制器內(nèi)部程序設(shè)定一路為主電源，另一路為備用電源，即正常工況下控制柜由主電源供電，當(dāng)主電源失電時，控制器檢測主電源失電備用電源有電控制雙電源切換開關(guān)001JA自動切至備用電源供電，當(dāng)主電源恢復(fù)供電時，控制器控制雙電源切換開關(guān)001JA會自動切回至主電源供電。

3 冷卻風(fēng)機(jī)控制柜失電分析

冷卻風(fēng)機(jī)控制柜失電為控制柜兩路電源的斷路器過流保護(hù)動作跳閘，檢查發(fā)現(xiàn)控制柜內(nèi)控制器損壞。下面分析控制器損壞為什么會導(dǎo)致兩路兩源開關(guān)跳閘。

通過對控制器解體檢查，繪制圖2控制器電源位置等效電路圖。控制器內(nèi)每兩相進(jìn)線電源之間分別接有1個壓敏電阻，共6個壓敏電阻元件，型號為751KD14，最大允許電壓450V。壓敏電阻是一種具有非線性伏安特性的電阻元件，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個相對固定的值，從而實(shí)現(xiàn)對后級電路的保護(hù)。

控制器內(nèi)主電源與備用電源進(jìn)線位置存在放電燒損痕跡。控制器內(nèi)部主電源U相與W相之間的壓敏電阻存在針腳燒融的情況。現(xiàn)場使用的控制器內(nèi)部保險設(shè)計(jì)在壓敏電阻之后，當(dāng)壓敏電阻故障時無法起到切斷其電源的作用。這使故障狀況持續(xù)發(fā)展，最終造成壓敏電阻針腳燒融。分析認(rèn)為主電源U相與W相間的壓敏電阻燒損導(dǎo)致主電源斷路器過流保護(hù)動作跳閘，針腳燒融產(chǎn)生的金屬揮發(fā)物使備用電源在板件上的電源進(jìn)線位置發(fā)生相間短路造成備用電源斷路器過流保護(hù)動作也跳閘。

綜上所述，因控制器需對控制柜內(nèi)的兩路電源情況進(jìn)行有效監(jiān)控，所以控制器的電源線直接接在雙電源切換開關(guān)001JA的雙路電源進(jìn)線位置，相當(dāng)于直接與主電源/備用電源出線電纜相連，控制器相當(dāng)于兩路電源的另一個負(fù)荷。當(dāng)控制器內(nèi)部保險位置設(shè)計(jì)于電源及壓敏電阻之后，主電源回路的壓敏電阻故障時，故障的壓敏電阻不能及時被保險切斷電源，導(dǎo)致壓敏電阻燒損，同時引起備用電源在板件上也發(fā)生短路故障，最終導(dǎo)致上游兩路電源斷路器過流保護(hù)動作跳閘，控制柜失電。

4 改進(jìn)措施

4.1 更換保險位于壓敏電阻之前的控制器

事件發(fā)生后對此設(shè)備情況咨詢控制器廠家，廠家反饋已對控制器內(nèi)部進(jìn)行了升級，現(xiàn)場控制柜內(nèi)使用的是原產(chǎn)品，內(nèi)部升級的控制器是將保險位置進(jìn)行調(diào)整，保險位于壓敏電阻之前，保險可啟到保護(hù)壓敏電阻及后續(xù)電路的作用，可以及時的在壓敏電阻故障時切斷電源，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。另外壓敏電阻減少了數(shù)量，每路只有U-W相間設(shè)置有1個壓敏電阻，最高允許電壓提升至550V（原450V）提升了其運(yùn)行穩(wěn)定性。圖3為升級后的控制器內(nèi)部電源位置等效電路圖。進(jìn)行更換升級后的控制器，來提高控制柜的電源可靠性。

4.2在控制器及上游電源之間增加斷路器

主電源和備用電源斷路器額定電流40A，B型控制器內(nèi)部保險5A，在控制器及主電源和備用電源之間分別增加2個3P斷路器額定電流為10A，圖4為改進(jìn)后的電源位置等效電路圖。增加斷路器可以起到兩個作用：一方面斷路器同控制器內(nèi)部保險配合實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)分級控制，斷路器能啟到保護(hù)控制器的作用，可以避免控制器故障越級跳閘失去主電源和備用電源，進(jìn)一步提升了上游電源的穩(wěn)定性。另一方面可以在不影響發(fā)電機(jī)出線和中性點(diǎn)箱冷卻系統(tǒng)冷卻功能的情況下，單獨(dú)隔離控制器進(jìn)行檢修或更換，避免檢查控制器時隔離主電源和備用電源，造成兩列風(fēng)機(jī)全停，影響發(fā)電機(jī)出線和中性點(diǎn)箱冷卻風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。

5 結(jié)論

控制柜內(nèi)雙電源切換開關(guān)的控制器壓敏電阻故障，導(dǎo)致控制柜上游的兩路電源斷路器過流保護(hù)動作跳閘，控制柜失電，冷卻風(fēng)機(jī)停運(yùn)。通過分析，本文提出了更換廠家升級版的保險位于壓敏電阻之前的控制器和在控制器及上游電源之間增加斷路器，對提高控制柜的供電可靠性有著重要的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

王治剛，（1978-），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，主要從事電氣設(shè)備檢修、維護(hù)及管理工作。

（作者單位：遼寧紅沿河核電有限公司）