300兆乏雙水內冷調相機交流潤滑油泵故障切換問題分析

陳曉貴

（江蘇省電力有限公司檢修分公司 江蘇省南京市 210000）

在某甲換流站由于調相機潤滑油系統在運行人員進行倒站用電時導致潤滑油泵故障切泵，潤滑油系統油壓建立慢，導致潤滑油系統油壓低跳機。此次情況的發生，發現潤滑油系統油泵切換問題，不能滿足正常運行，在廠家做了相關措施后，在某乙換流站2號調相機進行潤滑油系統油泵切換試驗，來驗證潤滑油系統油泵切換的問題得以解決。

1 潤滑油系統簡介

潤滑油系統是給調相機軸承供油，起到對調相機大軸支撐、潤滑和散熱的作用。潤滑油系統主要由三臺潤滑油泵（兩交一直）、三臺頂軸油泵（兩交一直）、冷油器、過濾器等組成。在調相機大軸旋轉起來，潤滑油系統必須要啟動，600rpm以下潤滑油泵和頂軸油泵必須各啟一臺，600rpm以上頂軸油泵退出運行，潤滑油泵一直運行。如果潤滑油系統在調相機大軸轉動的情況下，油泵停止工作或油壓建不上去，嚴重時將導致燒瓦的情況發生，對調相機本體也有可能造成損傷。

由此可見潤滑油系統最重要的設備就是潤滑油泵及頂軸油泵，由于調相機在正常運行時，轉速為3000rpm，此時潤滑油系統只有一臺交流潤滑油泵啟動，若該潤滑油泵斷電或故障，應自動通過邏輯動作啟動另一臺交流潤滑油泵，以保證潤滑油系統運行正常。

2 某甲換流站潤滑油泵切換造成跳機情況分析

由于潤滑油系統兩臺交流潤滑油泵電源是單電源供電，分別從調相機400V站用電I母和II母供至交流潤滑油泵A和交流潤滑油泵B。當時某甲站1號調相機無功功率-13MVar，交流潤滑油泵B運行，交流潤滑油泵A和直流潤滑油泵備用，潤滑油母管壓力0.44MPa。某甲站運行值班人員執行國調中心操作命令票“某甲站轉移35kV #2站用變所帶負荷”，手動拉開320開關，10kV備自投正常動作，10kV II母、III母聯絡運行。此操作導致調相機400V II母短時失電，交流潤滑油泵B失電聯啟交流潤滑油泵A，但在切換過程中潤滑油母管油壓已降低至0.135MPa，熱工保護潤滑油母管壓力低跳機動作，將某甲換流站1號調相機解列。

分析結果是當1號機潤滑油母管壓力低I值（0.53MPa）動作時，1號調相機交流潤滑油泵A和直流油泵都聯鎖啟動成功，但由于建壓慢導致潤滑油母管壓力低至熱工保護動作值。

針對分析結果進行的改造措施為：

（1）增加交流潤滑油泵就地電控柜硬回路聯鎖啟動備用泵。當就地聯鎖投入時，運行泵就地電控柜失電、運行泵熱繼電器過載、潤滑油母管壓力低I值（0.53MPa）任意信號滿足均聯鎖啟動備用交流油泵。

（2）優化DCS邏輯處理流程。潤滑油泵運行中跳閘聯啟備用油泵的實現流程為DPU檢測到潤滑油泵運行信號消失（由開關量輸入（DI）卡件采集）后，觸發潤滑油泵故障聯鎖啟動備用泵邏輯，輸出備用泵啟動指令（由開關量輸出（DO）卡件輸出），對應繼電器常開觸點閉合，使得潤滑油泵電機控制電路形成回路，從而控制380V交流接觸器合閘、備用油泵運行。DCS分布式控制單元（DPU）中邏輯組態頁的執行順序為輸入/輸出（I/O）卡件通道頁、邏輯組態頁，DPU運算掃描周期為200ms。因此，比較運行泵跳閘聯啟備用泵的實現流程和DPU組態頁掃描順序，完成潤滑油泵運行中跳閘聯啟備用油泵需要兩個掃描周期，即400ms。為了縮短運行泵跳閘與備用泵啟動之間的邏輯運算時間，將DPU中邏輯組態頁的執行順序修改為輸入卡件通道頁、邏輯組態頁、輸出通道頁。

（3）增加潤滑油油壓低跳機保護出口延時。調相機潤滑油供油口壓力低III值（0.135）保護動作出口設置1s延時，作為臨時方案。

（4）廠家組織研究潤滑油系統增加蓄能器的技術方案，減緩潤滑油泵停運后潤滑油泄壓速度。

3 某乙換流站進行油泵切換試驗

此次試驗為了驗證交流潤滑油泵故障時油壓降低聯啟備用交流潤滑油泵和直流潤滑油泵的過程中油壓的下降是否會觸發調相機的低油壓保護動作跳機，在調相機1500rpm和3000rpm下分別對潤滑油泵低油壓聯鎖切換進行試驗。

3.1 油系統所有聯鎖全部投入時

（1）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.2℃，DCS停運交流潤滑油泵A，從交流潤滑油泵A停運時刻起，150毫秒后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，220毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，270毫秒后供油壓力最低降至0.407MPa之后油壓開始上升，1.26秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（2）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.2℃，DCS停運交流潤滑油泵B，從交流潤滑油泵B停運時刻起，210毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，230毫秒后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，260毫秒后供油壓力最低降至0.406MPa之后油壓開始上升，1.28秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（3）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.2℃，拉開交流潤滑油泵A就地開關柜電源，從交流潤滑油泵A停運時刻起，10毫秒后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，190毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，330毫秒后供油壓力最低降至0.37MPa之后油壓開始上升，1.23秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（4）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.2℃，拉開交流潤滑油泵B就地開關柜電源，從交流潤滑油泵B停運時刻起，10毫秒后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，320毫秒后供油壓力最低降至0.38MPa之后油壓開始上升，1.30秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（5）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.3℃，運行中的交流潤滑油泵A400V廠用電失電（15:05:48.782分462開關），55ms后低油壓報警，102ms后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，144ms后收到A泵停止信號，供油壓力最低降至0.295MPa之后油壓開始上升，1.22秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（6）調相機靜止狀態下交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.3℃，運行中的交流潤滑油泵B400V廠用電失電（14:47:18.522分開關461）， 60ms后低油壓報警，88ms后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，供油壓力最低降至0.245MPa之后油壓開始上升，389ms后收到B泵停止信號，1.41秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（7）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.5℃，運行中的交流潤滑油泵B10kV廠用電失電(指令16:29:25.481下發，16:29:25.584確認分閘)，180ms后油壓低于0.53MPa，206ms后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，供油壓力最低降至0.295MPa之后油壓開始上升，680ms后收到B失電信號，1.283秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（8）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.5℃，運行中的交流潤滑油泵A10kV廠用電失電(指令16:47:19.083下發，16:47:19.242確認分閘（設為0點）)，170ms后油壓低于0.53MPa，190ms后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，供油壓力最低降至0.263MPa之后油壓開始上升，1.26秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（9）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.5℃，先后斷開A、交流潤滑油泵B就地柜內電源，交流潤滑油泵B停運時刻起，770毫秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動，930毫秒后供油壓力最低降至0.225MPa之后油壓開始上升至0.31MPa。

（10）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.7℃，通過有載調壓降低400V廠用Ⅱ段電壓，電壓從398V降至345V，交流潤滑油泵A電機電流從33.3A升至34.4A，壓力無變化。

3.2 臨時解除A、交流潤滑油泵B之間的電氣（失電和運行狀態消失）聯鎖，包括DCS軟聯鎖和就地控制柜硬聯鎖后

（1）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.8℃，從交流潤滑油泵A停運時刻起，189毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，209毫秒后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，479毫秒后供油壓力最低降至0.314MPa之后油壓開始上升，1.20秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（2）調相機靜止狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力為0.52MPa溫度38.8℃，從交流潤滑油泵B停運時刻起，190毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，210毫秒后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，480毫秒后供油壓力最低降至0.316MPa之后油壓開始上升，1.20秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（3）調相機1500rpm狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力0.50MPa溫度41℃，從交流潤滑油泵A停運時刻起，180毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，190毫秒后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，470毫秒后供油壓力最低降至0.305MPa之后油壓開始上升，1.27秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（4）調相機1500rpm狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力0.50MPa溫度41.1℃，從交流潤滑油泵B停運時刻起，180毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，200毫秒后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，480毫秒后供油壓力最低降至0.30MPa之后油壓開始上升，1.32秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（5）調相機3000rpm狀態下，交流潤滑油泵A運行，潤滑油供油壓力0.46MPa溫度45.2℃，從交流潤滑油泵A停運時刻起，140毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，160毫秒后交流潤滑油泵B聯鎖啟動，450毫秒后供油壓力最低降至0.259MPa之后油壓開始上升，1.15秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

（6）調相機3000rpm狀態下，交流潤滑油泵B運行，潤滑油供油壓力0.46MPa溫度45.2℃，從交流潤滑油泵B停運時刻起，140毫秒后交流潤滑油泵出口壓力低開關動作，160毫秒后交流潤滑油泵A聯鎖啟動，450毫秒后供油壓力最低降至0.271MPa之后油壓開始上升，1.25秒后直流潤滑油泵聯鎖啟動。

3.3 結論

調相機在靜態、1500rpm、3000rpm等三種工況下，如果發生交流潤滑油泵故障油壓下降而聯啟備用交流油泵，油壓變化的最低值高于跳機動作值0.135MPa，不會觸發跳機。

4 問題及分析

（1）從此次試驗過程及錄播圖來看，潤滑油系統聯鎖條件中，低油壓啟備用交流潤滑油泵的響應速度要比運行泵停止信號要快，按照常規的應該是電氣的信號要快于低油壓的信號，這個還需要廠家進行檢查處理。

（2）由于現在潤滑油系統交流潤滑油泵A和交流潤滑油泵B都是單電源供電，在換流站里進行倒切站用電是一個比較頻繁的操作，所以建議交流潤滑油泵最好能設置成雙電源供電，這樣就可以避免由于失一路電就導致故障切泵的情況發生。