孫 鑫，盧瑞剛

（山西漳澤電力股份有限公司河津發(fā)電分公司，山西 河津 043300）

0 引言

漳澤電力河津發(fā)電分公司一期2×350 MW機組P11A皮帶機堆取料機運行中出現(xiàn)堆取料開關(guān)同時合閘故障，造成6.3 kV母線相間短路，導(dǎo)致該母線上的運行設(shè)備誤跳閘，對機組的穩(wěn)定運行造成很大的影響，并對高廠變產(chǎn)生較大的電流沖擊。通過對現(xiàn)場故障現(xiàn)象的分析以及開關(guān)控制回路的深入檢查，懷疑在取料開關(guān)同時合閘的過程中，由于機械振動造成堆料開關(guān)合閘接點瞬間接通導(dǎo)致堆取料開關(guān)同時合閘，造成6.3 kV母線相間短路；也有可能是由于該控制回路復(fù)雜，經(jīng)過多次改造，有可能存在寄生回路。為簡化回路，對P11A皮帶機堆取料機控制回路改造為使用PLC進行邏輯判斷，并加裝合閘閉鎖繼電器，徹底解決此類故障的再次發(fā)生。

1 設(shè)備介紹

1.1 一次系統(tǒng)介紹

漳澤電力河津發(fā)電分公司一期2×350 MW機組P11A皮帶機堆取料機作為一期輸煤的重要設(shè)備,采用的是遠(yuǎn)程DCS控制，起動、停止操作頻繁，這就要求自動裝置有很高的可靠性。P11A皮帶堆取料機共有2臺電動機，分別安裝在皮帶的頭部和尾部。每臺電動機又配套有2個6.3 kV開關(guān)，開關(guān)位于1號機6.3 kV 1A段母線上，分別控制該電動機的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)堆取料過程。堆料時，頭部堆料（6157） 開關(guān)、尾部堆料（6161） 開關(guān)合閘；取料時，頭部取料（6159） 開關(guān)、尾部取料（6163）開關(guān)合閘。如圖1所示。

圖1 P11A皮帶機一次接線圖

1.2 二次控制回路介紹

由輸煤程控室發(fā)出的取料、堆料和停止命令，分別起動尾取6163開關(guān)柜內(nèi)的帶有機械閉鎖裝置的取料繼電器K和堆料繼電器K（該機械閉鎖裝置可以防止當(dāng)同時發(fā)出取料和堆料合閘命令時，只允許堆料或取料其中之一繼電器合閘，避免頭部堆、取料開關(guān)同時合閘或尾部堆、取料開關(guān)同時合閘造成6.3 kV 1A段A、C母線相間短路），以及停止繼電器K，取料繼電器K的接點經(jīng)控制小母線分別接至頭取6159開關(guān)、尾取6163開關(guān)合閘回路，使得6159、6163開關(guān)同時合閘，P11A皮帶機實現(xiàn)取料；堆料繼電器K的接點經(jīng)控制小母線分別接至頭堆6157開關(guān)、尾堆6161開關(guān)合閘回路，使得6157、6161開關(guān)同時合閘，P11A皮帶機實現(xiàn)堆料；停止繼電器K的接點與皮帶機事故拉繩開關(guān)的接點并聯(lián)后，經(jīng)控制小母線分別接至4個開關(guān)的跳閘回路，實現(xiàn)皮帶機停止運行或事故拉繩跳閘，其二次控制回路如圖2所示。

圖2 P11A堆取料皮帶機二次控制回路

堆、取料開關(guān)的位置接點接至開關(guān)合閘回路，實現(xiàn)堆、取料開關(guān)之間的相互閉鎖，當(dāng)取料開關(guān)合閘后，堆料開關(guān)的合閘回路打開不允許其合閘。

2 存在問題

由圖2的P11A皮帶機電氣二次控制回路可以看出，回路接線較為復(fù)雜，4個開關(guān)的控制回路相聯(lián)系，存在寄生回路，在皮帶機頻繁操作的過程中，可能存在開關(guān)誤合閘的現(xiàn)象。

堆、取料開關(guān)之間的合閘閉鎖功能，是通過6.3 kV小車開關(guān)的常閉接點實現(xiàn)的。當(dāng)取料開關(guān)合閘后，其接至堆料開關(guān)合閘回路的常閉接點斷開，從而起到閉鎖堆料開關(guān)合閘的功能。同理堆料開關(guān)合閘后閉鎖取料開關(guān)合閘。但這種閉鎖功能只有在開關(guān)合閘后才能實現(xiàn)，當(dāng)4個開關(guān)均在斷開位置時，且堆、取料開關(guān)合閘指令同時發(fā)出時，不能有效實現(xiàn)閉鎖功能，仍有可能出現(xiàn)堆、取料開關(guān)同時合閘的事故，雖然在輸煤程控發(fā)出的堆、取料合閘指令經(jīng)帶機械閉鎖的繼電器，但仍然存在安全隱患。

P11A皮帶電機頭堆、頭取、尾堆、尾取4臺開關(guān)的合閘出口繼電器CX1采用omron LY4型DC110V繼電器。該繼電器的常開觸點間隙較小，如果該接點直接接通則可導(dǎo)致開關(guān)直接合閘，堆、料開關(guān)合閘的過程中由于強烈的振動可能造成合閘出口繼電器CX1接點閉合導(dǎo)致誤合閘。

3 改造方案

P11A堆取料皮帶機控制回路改造使用PLC進行邏輯判斷，堆、取料開關(guān)合閘指令相互閉鎖仍采用原來的帶機械閉鎖功能的繼電器。該繼電器動作接點送至PLC，PLC收到堆料開關(guān)合閘命令后瞬時啟動堆閉鎖繼電器BS1，其常閉接點打開后斷開取料合閘回路，堆合閘繼電器HZ1延時3 s動作啟動堆料開關(guān)合閘；反之，PLC收到取料開關(guān)合閘命令后瞬時啟動取閉鎖繼電器BS2，其常閉接點打開后斷開堆料合閘回路，取合閘繼電器HZ2延時3 s動作啟動取料開關(guān)合閘。遠(yuǎn)方或手動跳閘時，跳閘繼電器TZ動作同時給4臺開關(guān)發(fā)跳閘命令[1，2]。

堆料開關(guān)的合閘閉鎖回路由原取料開關(guān)的常閉接點改為取閉鎖繼電器BS2的常閉接點，取料開關(guān)的合閘閉鎖回路由原堆料開關(guān)的常閉接點改為堆閉鎖繼電器BS1的常閉接點，且兩個閉鎖繼電器瞬時動作，延時3 s后堆、取料開關(guān)再合閘，先實現(xiàn)合閘閉鎖，再進行開關(guān)合閘，可以有效地避免堆、取料開關(guān)同時合閘。堆合閘繼電器HZ1和取合閘繼電器HZ2更換為三菱的SRD-N4型接觸式繼電器該繼電器觸點間隙較大，可以有效避免振動造成合閘觸點接觸，開關(guān)誤合閘（見圖3、圖4）。

3.1 提供給PLC的開關(guān)量

圖3 改造后P11A堆取料皮帶機二次控制回路

PLC分別開入頭堆6157、頭取6159、尾堆6161、尾取6163小車開關(guān)工作位置、保護正常、開關(guān)狀態(tài)、就地/遠(yuǎn)方狀態(tài)信號，PLC判斷開入均正常后，允許發(fā)出合開關(guān)命令。

3.2 提供給PLC的命令接點

PLC分別開入頭堆6157、頭取6159、尾堆6161、尾取6163就地啟動、就地停止、遠(yuǎn)方取料合閘、遠(yuǎn)方堆料合閘、遠(yuǎn)方跳閘命令接點，PLC通過對開入命令接點的判斷，開出相應(yīng)的閉鎖和合閘出口接點，最終實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)電機電源開關(guān)的閉鎖和合閘操作[3]。

4 結(jié)束語

通過對P11A堆取料皮帶機控制回路PLC改造，使得原開關(guān)柜的控制回路得到簡化，減少了開關(guān)之間回路上的聯(lián)系，降低了寄生回路造成開關(guān)誤合閘的影響，將合閘出口繼電器更換為三菱的SRD-N4型接觸式繼電器該繼電器觸點間隙較大，可以有效避免振動造成合閘觸點接觸，開關(guān)誤合閘，堆取料皮帶機的合跳閘操作通過PLC邏輯判斷后，瞬時發(fā)出閉鎖命令，再由PLC延時3 s輸出合跳閘命令，有效避免堆取料開關(guān)合閘命令同時發(fā)出時，導(dǎo)致堆取料開關(guān)同時合閘，造成6.3 kV母線相間短路故障。實現(xiàn)PLC改造后，消除了控制回路問題導(dǎo)致堆取料開關(guān)同時合閘的可能性，避免類似事故的再次發(fā)生，保證機組的安全穩(wěn)定運行。

圖4 PLC二次回路接線

［1］ 蘇文博，李鵬博，張高峰.繼電保護事故處理技術(shù)與實例［M］.北京：中國電力出版社，2002.

［2］ 吳曉梅，鄒森元.電力系統(tǒng)繼電保護典型故障分析［M］.北京：中國電力出版社，2001.

［3］ 河波.電氣控制及PLC應(yīng)用［M］.北京：中國電力出版社，2008.