三星水电站漏油泵无法自启故障处理及分析.pdf

DOI:1016617/jcnki11-5543/TK20240302水电站技术与研究三星水电站漏油泵无法自启故障处理及分析秦兴五(国网西藏电力有限公司发电检修分公司,西藏 拉萨 850000)【摘 要】三星水电站在对漏油控制系统液位信号传感器、示流器、压力开关等自动化元器件升级更换后,导致漏油泵控制系统不能正常自启。文章主要通过对产生该故障现象的判断,深入分析了产生的原因,提出了解决该类故障的思路、方法和措施,措施实施后达到了快速处理、及时恢复的效果,确保了水电站辅机设备安全稳定运行。【关键词】漏油泵;控制系统;故障处理中图分类号:TV74 文献标识码:B 文章编号:1673-8241(2024)03-006-04Troubleshooting and Analysis of the Oil Leak Pump Failure to Self-Start at the Sanxing Hydropower StationQIN Xingwu(Power Generation Maintenance Branch,State Grid Tibet Power Co,Ltd,Lhasa 850000,China)收稿日期:2023-12-11作者简介:秦兴五(1974),男,本科,工程师,从事水电运维检修管理工作。Abstract:After upgrading and replacing the automated components such as the oil leak control systems liquid levelsensor,flow indicator,and pressure switch at the Sanxing Hydropower Station,it resulted in the inability of the oil leakpump control system to start properly.This paper primarily aims to assess the phenomenon causing this malfunction,delveinto the root causes,propose approaches,methods,and measures to address such issues.After implementing thesemeasures,it has achieved swift resolution and timely recovery,ensuring the safe and stable operation of auxiliary equipmentat the hydropower station.Key words:oil leak pump;control system;troubleshooting 水电站漏油箱的作用是将机组各漏油点产生的漏油进行收集,而漏油控制系统则是通过采集油位传感器信号通过 PLC 逻辑判断控制,自动启动漏油泵将漏油箱的油抽到回油箱以便油被再次利用。漏油控制系统是发电机组安全运行不可或缺的辅助设备。三星水电站漏油控制系统油位传感器前期采用的6是磁浮子传感器,该传感器通过液位高低升降磁力浮子,磁力浮子对应位置内部干簧继电器被磁力拉动闭合或断开,通过节点信号来反映相应液位1,从而控制泵自动启停。此次三星水电站漏油控制系统油位传感器由原来的磁浮子传感器更换为 YWKB 型液位控制变送器。YWKB 型液位控制变送器是集液位测量、显示、输出、控制于一体的智能数显测控产品,是全电子结构,前端采用了磁致伸缩传感器。原理是通过电子仓发送脉冲波沿测杆方向传播,遇到浮球的磁性材料则脉冲返回,电子仓再根据发送和接收的时间差来计算位移,微处理器计算后作用于现地显示和输出 1 路模拟量信号、4 路开关量信号和 RS485 通信信号。1 故障现象本次漏油控制系统油位传感器采用 YWKB 型液位控制变送器,4 路开关量中使用了 3 路开关量信号并接入漏油控制系统控制箱电气回路,接入原代替之前的干簧继电器触点位置。将 YWKB 型液位控制变送器的接点1 接入 K1 继电器启动回路,将 K1 继电器常开接点接入原 FZJ-B 回路;将 YWKB 型液位控制变送器的接点2 接入 K2 继电器启动回路,将 K2 继电器常开接点接入原 FZJ-C 回路;将 YWKB 型液位控制变送器的接点3 接入 K3 继电器启动回路,将 K3 继电器常开接点接入原 FZJ-A 回路。漏油控制系统上电后,出现传感器显示数据跳跃现象,油泵无法按照设的油位正常工作。2 故障分析与处理2 1 传感器显示数据跳跃分析处理传感器显示数据跳跃主要有三方面原因:一是回路中接线存在虚接现象;二是传感器受到外界因素的干扰;三是传感器产品质量问题,如滤波回路设置不合理等。根据以上原因分析和现场实际,逐一进行排查,最终确定传感器显示数据跳跃原因为外界因素干扰。考虑到主回路为220V 交流电,怀疑220V 交流电对传感器有干扰作用,改接线圈电压由 24V 的中间继电器过渡(见图 3),再次接入主回路测试,跳跃现象消失,数据显示正确。设置好启动、备用和停止液位控制值,待液位到达主泵启动点后,传感器相应开关点位闭合输出,但主回路继电器却出现快速跳动现象,导致油泵无法正常工作。2 2 中间继电器指示灯不亮分析处理经分析图纸发现,此次与之前的控制原理并没有不同之处,为什么会出现继电器跳跃呢?虽然 24V 中间继电器指示灯没有被点亮,却能正常动作。根据出现的问题分析,发现继电器跳跃有七方面原因:一是继电器本身存在产品质量问题;二是继电器线圈的引脚与固定座接触不良;三是继电器的工作电压不足;四是回路中有较大的电阻,导致激磁电流不够;五是自锁电路接触不良;六是停止回路接触不好;七是继电器接线不良或者接错。对照以上可能出现的原因,逐一进行排查。用万用表测量继电器线圈两侧电压,发现电源电压为23 9V,电源电压正常,排除继电器工作电压不足问题;对原来继电器进行更换,继电器更换之后故障依旧存在,排除继电器本身存在产品质量问题;经检查,继电器线圈的引脚与固定座、停止回路和自锁电路接线良好,排除以上问题存在的可能;回路中只是进行了节点简单替换,排除回路中有较大的电阻,导致激磁电流不够的问题,剩下的就只有继电器接线不良或者接错。考虑到 24V 继电器灯未点亮,于是直接从电源模块接入 24V 电源到继电器线圈,继电器指示灯都不亮,怀疑是开关电源模块滤波不好引起的,但更换开关电源后故障依旧没有消除。再次反复查看图纸和接线,发现继电器的灯不亮是因为继电器的线圈回路并接有发光二极管灯和电阻,灯既可做状态指示用,也可以作为线圈的续流管,但其工作有正负方向的区别,之前接线习惯性将低标号脚作为正极,高标号脚作为负极。但该继电器恰巧相反,该继电器是高标号为正极,低标号为负7水电站技术与研究Hydropower Station Technology and Research极,按照正负极改接之后,继电器指示灯工作正常。2 3 主回路继电器跳动分析处理对于主回路继电器跳动的问题,在仔细观察现场的实际接线后,发现接线与电气原理图(见图 1)有所出入。图 1 中,1JJ 是主控电源监视继电器,2JJ 是备用电源监视继电器,1JJ 和 2JJ 相互监视并切换供电,A32 为公共点,A33 是主泵启动回路,A35 是备用泵启动回路,A34 为主泵/备用泵启动自保持回路(公共启动自保持回路),串联了停止输出点 FZJ-A,1ZJ 为主泵启动继电器,2ZJ 为备用泵启动继电器,1ZJ 和 2ZJ 均带有自保持触点。FZJ-A(停泵位置)、FZJ-B(启 主 泵 位 置)、FZJ-C(启 备 泵 位 置)为YWKB 型液位控制变送器 3 组节点。图 1 正常漏油泵控制原理接线 其工作过程:当液位到达主泵启动位置后,FZJ-B 接点闭合 A32 和 A33 之间的回路,相电压经过 A32到 FZJ-B 到达 A33,再经过 1ZJ 的常闭触点给 1ZJ 的继电器线圈一端加入相电势,1ZJ 继电器的另一端连接到 N。因为 1ZJ 线圈两端产生了 220V 的电势差,则 1ZJ 继电器线圈通电产生磁场,将该继电器衔铁吸合,带动其自身触点发生变化,常开点被接通(A34回路),常闭点被断开(A33 回路),此时无论 FZJ-B是否闭合,因为 1ZJ 常闭点的断开(A33 回路),A33回路不再导通。但另一方面,由于 1ZJ 常开点的吸合(A34 回路),电源可以通过 FZJ-A、A34 回路从 1ZJ的常开点(1ZJ 动作后变为常闭点)给 1ZJ 继电器线圈持续供电,1ZJ 继电器在得电后始终能处于带电状态并完成自保持,直到 1ZJ 常开点断开或 FZJ-A 断开,1ZJ 继电器才失电返回。1ZJ 常开点本身需要 1ZJ线圈失电才能复位,所以正常情况只能是 FZJ-A 断开(液位到达停泵位置),1ZJ 线圈才能失电复位,油泵停止运转。此时就算 FZJ-A 再次闭合,因为 1ZJ 常开点的切断,1ZJ 继电器也不再启动油泵,除非液位再次到达主泵启动液位,即 FZJ-B 接点再次闭合。8水电站技术与研究Hydropower Station Technology and Research备用泵启动的方式与主泵基本一致,只是其启动通过 FZJ-C 的过高液位闭合来实现,保持回路使用2ZJ 继电器。实际的接线中(见图 2),发现还有一个名为 JJ的中间继电器,该继电器的线圈接入的是 A34 和 N,触点接入 A32 和工作继电器一端,图纸上所有设备工作用电都通过该继电器接点实现,但该继电器使用的是常闭触头,即 JJ 继电器未工作时能导通给 1ZJ、2ZJ 触点供电,JJ 继电器动作吸合时不能供电。之前的干簧继电器除正常液位(停泵液位)外全部被吸合断开,JJ 继电器失电,其常闭点使得启泵回路一直通入电源,所以能正常工作。改造之后的传感器只有在停泵液位才被断开,其余液位一直闭合让 JJ 继电器得电,JJ 继电器的常闭触头断开了各启动回路的电源,所以启动回路失去了自保持功能。图 2 现场实际漏油装置接线原理 当液位到达启动点时,24V 中间继电器 K1 吸合(见图 3),主 用 泵 回 路 通 过 A32 回 路,通 过 K1(FZJ-B)接点到 A33 回路,通过 1ZJ 的常闭接点给1ZJ 线圈通电工作;1ZJ 线圈带电动作后将 A33 回路的常闭接点断开,自保持回路中 1ZJ 接点闭合,因为K3(FZJ-A)停泵信号没有接通,JJ 继电器线圈一致处于带电状态,JJ 继电器一直动作,造成主泵投入自保持回路中 JJ 继电器接点断开,即使1ZJ 继电器带电后将油泵主回路中 1ZJ 继电器常开接点闭合了,JJ 继电器接点处于断开位置,1ZJ 继电器线圈还是无法获得电源,导致 1ZJ 继电器线圈失电,自保持回路无电源,1ZJ 线圈又被失电,其触点被释放。因为油泵主回路继电器跳动,导致油泵一启一停,油泵并未及时将漏油箱油抽离漏油箱,FZJ-B 油位过高,信号一直保持,K1 继电器动作,K1 接点继续接通,1ZJ 常闭触点又将 1ZJ 线圈导通吸合,1ZJ 继电器线圈吸合又将本回路断开,自保持回路又保持不了,这样一直反复进行,所以就出现继电器不停跳动(下转第 14 页)9水电站技术与研究Hydropower Station Technology and Research要求,则容量选择为 80kVA。7 2 短路开关 FDK 选择电制动时,电站发电机出口三相短路电流为4093 4A,故选择 VNTG-12G-5000A/50kA 户内真空断路器,额定电压12kV,额定电流5000A,短路开关布置在发电机出口电压设备柜内。7 3 电制动运行的继电保护配置措施布仑口水电站机组停机电制动过程中,由于机组出口设有短路开关,其运行方式与常规水轮发电机组不同,尤其是发电机主保护采用纵联差动保护时,电制动系统的短路开关设置位置处于保护区范围内,若采用常规保护方案,在机组停机过程投电制动开关将引起继电保护装置的误动作,且机组自动控制流程也将由正常停机流程转入电气事故停机流程。针对该问题,需要在机组电制动流程中加入机组监控闭锁发电机保护的指令环节,在励磁系统动作合短路开关 FDK之前,由机组监控系统接收电制动刹车投入信号后发令闭锁发电机保护装置的纵联差动主保护及相关后备保护如发电机的失磁保护、定子接地保护、匝间保护,以及过载保护等,待电制动结束后,监控闭锁指令复归,其余运行工况中所有继电保护都完整投入。8 结 论通过首次在布仑口水电站应用柔性电制动技术,很好地解决了机组停机问题,电站 3 台机组已全部正式投入商业运行,数年来运行平稳,证明该停机方式可靠稳定,是一种理想的先进自动控制技术。布仑口水电站冲击式机组的电制动应用填补了该柔性电制动技术在新疆地区的应用空白,积累了水轮发电机组的电制动方式的设计、安装、运行经验,对高水头、大容量、大转动惯量的冲击式机组设计,提供了可行的设计方案,具有一定参考价值。参考文献1 莫建文.公格尔水电站 B780CF 高强钢岔管制造与焊接J.广西水利水电,2014(2):72-75.2 安刚,陈玉婷,叶伟,等.新疆布仑口-公格尔水电站冲击式水轮机调速器机械液压系统设计J.长江科学院院报,2011(9):64-67.3 李强,陈遗志,仲昱,等.水电机组电气制动的设计及应用J.水电自动化与大坝监测,2008(2):14-16,20.4 李郑.柔性电制动技术在各类型水轮发电机组停机中的应用J.水电站机电技术,2022(4):47-49,78.5 成超,张鹏,刘哲.西霞院反调节水电站电制动设计及运行中的应对措施J.水电能源科学,2014(12):148-150,126.(上接第 9 页)的现象。备用泵回路也是一样。图 3 24V 继电器接入跳动原因找到之后,按照图 1 正常漏油泵控制原理接线图改接了回路,将 JJ 继电器去除,直接按图纸(图1)将 A34(FZJ-A)接入1ZJ 和2ZJ 常闭点的前端,修改完成后再次投电,设置到启泵液位试运行,油泵工作完全正常,至此故障排除。3 结 语漏油泵无法自启故障,是由多个小故障组成的综合故障,只有检修人员具备一定的检修经验和扎实的业务技能,且善于观察,深入分析,才能处理该类故障。该处理经验可用于电站压力油泵控制、集水井水泵控制、检修排水水泵控制、渗漏排水水泵控制、中/低压气机控制等缺陷处理的各个环节。参考文献1 付航,邹伟明,唐念,等.高温高压磁浮子设计方法J.自动化与仪器仪表,2022(1):213-216,221.41水电站技术与研究Hydropower Station Technology and Research