李秋萍

(廣東粵電云浮發(fā)電廠有限公司，廣東 云浮 527328)

0 引言

電廠廠用機械設備所使用的拖動電動機稱為廠用電動機，廠用電動機是發(fā)電廠的重要負荷，隨著機組容量逐漸變大，電動機的啟動、堵轉及其他故障狀態(tài)對電網(wǎng)造成的沖擊越來越多，電動機對各種綜合保護裝置的依賴性隨之加強。但由于設計單位對該設備缺乏了解，使設計出來的電動機控制回路在系統(tǒng)發(fā)生故障時出現(xiàn)種種問題。電廠工程技術人員只能通過制訂合理的配電方案、設計正確的控制回路及選擇合理的電動機啟動和保護方式來緩解這一矛盾，盡量減少電動機在啟動或故障等過程中對電網(wǎng)的影響程度和范圍，確保發(fā)電機組安全運行。

廣東粵電云浮發(fā)電廠有限公司C廠為2臺新建300 MW循環(huán)流化床發(fā)電機組，220 kV升壓站采用單斷路器雙母線接線方式，單臺機組保安電源為800 kW容量的柴油發(fā)電機組，#5機組廠用低壓380 V塑殼斷路器加接觸器帶Pmac801保護電動機共56臺，#6機組71臺。電動機開關采用硬件安裝方式，將電動機控制回路設計成抽屜式結構，同種容量的硬件安裝完全一致，當某一抽屜出現(xiàn)故障時，可用同容量抽屜開關緊急備用。

該廠低壓廠用380 V電動機配置了Pmac801智能型保護控制器，取代了電動機控制中心(MCC)中常用的分散裝置，簡化了電動機控制回路結構。它由主體、CT模塊、顯示模塊等組成，安裝在抽屜開關內。CT模塊為專用分體式，根據(jù)電動機額定參數(shù)，選擇不同的專用CT模塊。廣東粵電云浮發(fā)電廠有限公司C廠380 V電動機Pmac801智能型保護控制器專用 CT 用到了6.3 A，25 A，100 A，250 A，820 A 5個型號，不同型號不能互換使用。前4種型號為接觸器模式，最后1種為斷路器模式。該廠在實際應用中主要配置了過載保護、啟動超時保護、過流堵轉保護、電流不平衡保護、短路保護及接地保護等保護裝置。

1 故障現(xiàn)象

(1)2011－06－13 T 16:30，運行人員發(fā)現(xiàn)#5機組直流系統(tǒng)有接地故障，檢查到#5機組直流系統(tǒng)#1充電柜負母對地電壓為31.9 V，對地電阻為26.3 kΩ;#2充電柜負母對地電壓為32.1 V，對地電阻為26.8 kΩ;查出接地點為#1饋電屏第16路“380 V保安分電屏電源一”。查保安段分電屏信息:負母對地電壓32.2 V，對地電阻 26.3 kΩ;檢查結果為“保安B段#8柜”接地。在處理故障過程中，運行值班人員在#5機組單控室直流系統(tǒng)饋電屏一直接拉開直流空開16Z(380 V保安分電屏電源一)，導致380 V保安段電動機開關在運行中出現(xiàn)了誤跳閘現(xiàn)象。

(2)2010年7月21日，繼電保護檢修人員在配合運行人員做柴油發(fā)電機組自投試驗過程中，廠用電監(jiān)控系統(tǒng)(ECMS)跳開保安段工作進線開關，此時，聯(lián)鎖柴油發(fā)電機啟動，380 V保安段所有在“工作”位置的負荷群啟，造成柴油發(fā)電機啟動失敗。

(3)2010年6月20日，380 V塑殼斷路器加接觸器帶Pmac801控制器的“#5機組空調電源箱”開關在其電動機啟動過程中，Pmac801控制器“啟動超時”保護動作，開關跳閘，繼電保護人員到現(xiàn)場檢查并復歸保護裝置，開關出現(xiàn)自動合閘現(xiàn)象。

2 原因分析

廣東粵電云浮發(fā)電廠有限公司C廠#5，#6機組低壓380V電動機的塑殼斷路器加接觸器帶Pmac801保護裝置的控制回路如圖1所示。帶Pmac801型保護裝置的電動機控制回路均采用直流110 V電源并取自直流分電屏，直流分電屏的電源由2路直流電源經(jīng)ATS自動切換開關進行失電切換。

圖1中保護裝置PMAC801的常開接點(29，30)串接到電動機合閘回路中去，保護裝置上電后，其常開接點閉合。當直流分電屏一路直流電源消失時，直流分電屏中的ATS開關自動切換到另一路直流電源，在切換過程中，直流分電屏ATS自動切換開關的時間由廠家整定為200 ms。電廠繼電保護人員單獨對Pmac801保護裝置進行測試，結果發(fā)現(xiàn):不論裝置選用的是220 V AC或是110 V DC，上電自檢后繼電器A的常開觸點(29，30)的閉合時間都為1400 ms。選用110 V DC保護電源時，掉電后繼電器A的常開觸點(29，30)的延時打開時間為80 ms;選用220V AC作為保護電源時，掉電后繼電器A的常開觸點(29，30)的延時打開時間為450 ms?？梢?，電廠選用380 V電動機的Pmac801型保護裝置在直流屏一路電源消失后，其常開觸點(29，30)打開后再次閉合需要200 ms(ATS切換時間)+1 400 ms(上電后再次閉合時間)，即保護裝置內繼電器A的常開觸點(29，30)失電斷開后需要1 600 ms才能再次閉合，而電廠將控制回路中的合閘繼電器的延時打開接點時間整定為1 000 ms，躲不過ATS自動切換開關的切換時間，造成保安段電動機合閘回路斷開，電動機跳閘。

圖1中電動機控制回路的合閘繼電器線圈HJ取其自身延時打開的常開觸點進行自保持，造成合閘繼電器線圈HJ一直通電。相對380 V保安段系統(tǒng)的電動機而言，當380 V保安段系統(tǒng)由失壓至柴油發(fā)電機恰好帶上保安段時，開關在“工作”位置的電動機就會自啟動。在自啟動過程中，可能會出現(xiàn)380 V保安段母線電壓下降和電動機本身發(fā)熱的現(xiàn)象。因為參加自啟動的電動機較多，在成組電動機同時啟動時，較大的啟動電流會引起電壓降低。由于柴油發(fā)電機剛啟動時的容量有限，電動機群啟電流很大，造成柴油發(fā)電機啟動失敗。

事實證明:對配有Pmac801保護裝置的380 V電動機，當380 V電動機發(fā)生故障或啟動時間過長時，對投跳閘的相關保護就要動作，開關跳閘;當就地手動復歸保護裝置時，380 V電動機合閘回路中的保護裝置常開接點(反映保護動作)重新轉換成閉合狀態(tài)，因控制回路中的合閘繼電器HJ一直通電，復歸后電動機交流合閘回路的接觸器重新合閘，造成電動機在故障中啟動。

3 解決方法

電廠380 V帶Pmac801保護裝置的電動機合閘自保持延時躲不過直流ATS切換開關的切換時間，假設將合閘繼電器的延時打開時間設置為2 s，這樣就保證了當一路直流電源失電開關跳開后，在ATS開關切換上另一路直流電源時，帶Pmac801保護裝置的380 V電動機開關就能躲過ATS切換時間，重新自動合閘。電廠熱控分散控制系統(tǒng)(DCS)跳合閘脈沖設置為2s左右，會導致遠方分閘后開關再次合上，遠方位置就分不了閘。根據(jù)以上分析并結合現(xiàn)場實際情況，制訂了解決方案。

(1)將Pmac801保護裝置的保護電源改成220 V AC，交流電源取自本身動力A相電源。采用交流電源后，根據(jù)對Pmac801裝置測試結果，其常開觸點(29，30)掉電延時打開時間為450 ms，躲過了廠用電快切時間100 ms。同時將合閘繼電器的延時設置為1 s，既躲過了直流分電屏電源ATS自動切換開關切換的時間，又避免了因直流電源切換而引起380 V電動機開關跳閘。經(jīng)過試驗，保證了與熱控DCS遠方跳閘、合閘脈沖之間的配合。

(2)將控制回路中的合閘繼電器自保持回路的HJ常開接點修改為接觸器常開接點C，保證開關正常分合。解決了保安段失電恢復后電動機群啟的問題以及故障時保護動作復歸后電動機繼續(xù)啟動的現(xiàn)象。改造后的控制回路如圖2所示。

圖1 控制回路

圖2 改造后的控制回路

4 結束語

廣東粵電云浮發(fā)電廠有限公司C廠#5，#6機組低壓380 V塑殼斷路器帶Pmac801保護裝置的電動機共127臺，先后在2010年8月及9月改造完畢。通過調試，控制系統(tǒng)投入運用。經(jīng)過多次的開機、停機及機組的B級、C級檢修試驗后，機組運行至今非常穩(wěn)定，既經(jīng)受住了各種考驗，又能響應各種故障情況。實踐證明:此次電動機控制回路改造是非常成功的，保證了廠用電動機的正常運行，避免了因機組設備故障而造成非計劃停運。

［1］胡志光.火電廠電氣設備及運行［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［2］能源部西北電力設計院.電力工程電氣設計手冊電氣二次部分［M］.北京:水利電力出版社，1990.

［3］陳景惠.發(fā)電廠及變電站二次接線［M］.北京:中國電力出版社，1992.