任紅軍（青海省三江水電開(kāi)發(fā)股份有限公司，青海 西寧 810008）

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黃豐水電站泡頭動(dòng)力柜發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)控制回路改造

任紅軍
（青海省三江水電開(kāi)發(fā)股份有限公司，青海 西寧 810008）

摘要：通過(guò)對(duì)黃豐水電站泡頭動(dòng)力柜冷卻風(fēng)機(jī)控制回路進(jìn)行改造，保證了發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)可靠投運(yùn)，避免了因風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流過(guò)大而造成機(jī)旁柜負(fù)荷開(kāi)關(guān)因過(guò)流產(chǎn)生跳閘的現(xiàn)象，同時(shí)在1號(hào)機(jī)組調(diào)試過(guò)程中及時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)二次回路進(jìn)行修改，保證了機(jī)組調(diào)試順利進(jìn)行。后根據(jù)此設(shè)計(jì)缺陷，通過(guò)在接觸器加設(shè)延時(shí)繼電器對(duì)全廠5臺(tái)機(jī)組的泡頭動(dòng)力柜發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)控制回路進(jìn)行改造，達(dá)到較好的效果。

關(guān)鍵詞：動(dòng)力柜；風(fēng)機(jī)；控制；改造

0概述

黃豐水電站系我司開(kāi)發(fā)建設(shè)的第3座中型水電站，也是黃河上游龍羊峽-劉家峽河段水電規(guī)劃中的第10個(gè)梯級(jí)電站。電站位于青海省循化縣積石鎮(zhèn)河北村，上游距已建的公伯峽水電站21 km，蘇只水電站9 km，水庫(kù)末端與蘇只水電站尾水銜接；下游距循化縣城5 km，距下游積石峽水電站35 km。壩址距西寧公路里程159 km。

水庫(kù)正常蓄水位1 880.50 m，庫(kù)容5 900萬(wàn)m3，具有日調(diào)節(jié)性能。電站總裝機(jī)容量225 MW（5×45 MW），多年平均發(fā)電量8.853億kW·h，電站安裝5臺(tái)燈泡貫流式機(jī)組，額定水頭16 m。

發(fā)電機(jī)為三相交流同步、臥軸燈泡貫流式水輪發(fā)電機(jī)。冷卻方式為常壓、強(qiáng)迫通風(fēng)閉路循環(huán)，一次冷卻。通風(fēng)冷卻系統(tǒng)設(shè)置在機(jī)組泡頭內(nèi)，主要由6臺(tái)空冷器、6臺(tái)風(fēng)機(jī)、導(dǎo)風(fēng)筒、擋風(fēng)板等組成。風(fēng)機(jī)功率前期設(shè)計(jì)時(shí)為15 kW，但在機(jī)組四聯(lián)會(huì)中提出將風(fēng)機(jī)功率加大為18.5 kW，增加發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)量。針對(duì)此情況，要求設(shè)計(jì)院重新復(fù)核計(jì)算機(jī)旁動(dòng)力柜負(fù)荷開(kāi)關(guān)能否滿(mǎn)足要求，經(jīng)設(shè)計(jì)院確認(rèn)認(rèn)為已供貨現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)旁動(dòng)力柜斷路器容量能夠滿(mǎn)足要求。

1泡頭動(dòng)力柜

黃豐水電站每臺(tái)機(jī)組配置一面泡頭動(dòng)力柜，給發(fā)電機(jī)艙里冷卻風(fēng)機(jī)、加熱器、除濕機(jī)、粉塵收集裝置提供動(dòng)力電源。為保護(hù)發(fā)電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)電源的高可靠性，要求動(dòng)力柜加設(shè)雙電源自動(dòng)切換裝置，兩路電源取自機(jī)旁柜兩段母線上。泡頭動(dòng)力柜由主機(jī)廠供貨。柜內(nèi)的元器件均采用國(guó)際知名品牌ABB公司的產(chǎn)品。雙電源切換裝置采用了ABB的DPT/SE630，額定電流為630 A。

圖1泡頭動(dòng)力柜一次原理圖

2機(jī)旁動(dòng)力柜

全廠機(jī)旁柜采用單母分段接線，中間設(shè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)，并設(shè)置備自投一套，正常時(shí)機(jī)旁柜分段運(yùn)行，一段失電時(shí)自動(dòng)切換到另一段運(yùn)行，保護(hù)廠用電設(shè)備不失電。柜內(nèi)元器件采用國(guó)際知名品牌施耐德NSX系列塑殼斷路器。泡頭動(dòng)力柜饋線開(kāi)關(guān)采用NSX400N，額定電流為400 A，并配有MIC2.3電子脫扣器。

3事故現(xiàn)象

黃豐水電站首臺(tái)機(jī)組在動(dòng)態(tài)調(diào)試過(guò)程中，開(kāi)冷卻風(fēng)機(jī)，發(fā)現(xiàn)冷卻風(fēng)機(jī)一起啟動(dòng)，瞬時(shí)機(jī)旁柜泡頭動(dòng)力柜開(kāi)關(guān)跳閘，風(fēng)機(jī)退出，開(kāi)機(jī)流程中斷退出。

4冷卻風(fēng)機(jī)額定電流及啟動(dòng)電流校核

風(fēng)機(jī)額定電流計(jì)算：

風(fēng)機(jī)額定電流為328 A，泡頭動(dòng)力柜主電源開(kāi)關(guān)額定電流為630 A，機(jī)旁動(dòng)力柜的饋線開(kāi)關(guān)額定電流為400 A，考慮20%裕量，兩個(gè)斷路器均能夠滿(mǎn)足要求。

風(fēng)機(jī)平均啟動(dòng)電流計(jì)算：

黃豐水電站風(fēng)機(jī)電機(jī)采用西門(mén)子電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品樣本查得啟動(dòng)倍數(shù)K=7.2，啟動(dòng)電流達(dá)到2 363 A。系統(tǒng)峰值態(tài)電流一般時(shí)間為10～15 ms，平均值為14倍的額定電流。系統(tǒng)通電后前兩個(gè)半波期間瞬啟動(dòng)電流I”d達(dá)到2618A。泡頭動(dòng)力柜主電源采用DPT/SE630雙電源自動(dòng)切換裝置，根據(jù)產(chǎn)品樣本查得該裝置采用S5系列塑殼斷路器，配置有RC212電子脫扣器。根據(jù)ABB低壓產(chǎn)品手冊(cè)，查得電子脫扣器瞬時(shí)脫扣電流倍數(shù)最大的10倍，短路短延時(shí)脫扣電流為6 300 A。機(jī)旁動(dòng)力柜饋線開(kāi)關(guān)采用NSX400N，配置有MIC2.3電子脫扣器。根據(jù)施耐德低壓產(chǎn)品手冊(cè)，查得電子脫扣器瞬時(shí)脫扣電流可整定的最大電流倍數(shù)為10倍，短路短延時(shí)最大脫扣電流為4 000 A，短路瞬時(shí)脫扣電流4 800 A。6臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)從開(kāi)關(guān)選型應(yīng)該能夠滿(mǎn)足要求。

圖2典型的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)曲線

5　原因分析

（1）拉出泡頭動(dòng)力柜饋線開(kāi)關(guān)抽屜，打開(kāi)抽屜面板。發(fā)現(xiàn)電子脫扣器的額定電流為250 A，廠家對(duì)電子脫扣器進(jìn)行低配，而短路短延時(shí)電流Ist倍數(shù)整定的5倍，脫扣電流為1 250 A，小于風(fēng)機(jī)平均啟動(dòng)電流，是造成開(kāi)關(guān)跳閘的直接原因。

（2）泡頭動(dòng)力柜風(fēng)機(jī)一塊啟動(dòng)是造成開(kāi)關(guān)跳閘的間接原因。

6改造方案

（1）將短路短延時(shí)電流Ist倍數(shù)整定為7倍，略大于電動(dòng)機(jī)平均啟動(dòng)電流。

（2）對(duì)風(fēng)機(jī)控制回路進(jìn)行改造，使其逐臺(tái)進(jìn)行啟動(dòng)。

利用1號(hào)風(fēng)機(jī)接觸器（型號(hào)為A40D-30-10，CL5-11）本體帶的輔助接點(diǎn)串接至2號(hào)風(fēng)機(jī)主控制回路，利用2號(hào)風(fēng)機(jī)接觸器輔件（CL5-11）帶的輔助接點(diǎn)串接至3號(hào)風(fēng)機(jī)主控制回路，3、4號(hào)風(fēng)機(jī)依次進(jìn)行改接。達(dá)到風(fēng)機(jī)逐臺(tái)啟動(dòng)的目的。但此次改造的缺點(diǎn)是時(shí)間不可調(diào)整，只是利用了接觸器動(dòng)作時(shí)間，來(lái)達(dá)到對(duì)啟動(dòng)電流的差峰，對(duì)每臺(tái)風(fēng)機(jī)峰值啟動(dòng)電流起到明顯的差峰作用，但對(duì)于直接啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)時(shí)間一般要5～30 s，顯然利用接觸器動(dòng)作時(shí)間來(lái)差過(guò)啟動(dòng)電流效果不好。當(dāng)時(shí)由于時(shí)間問(wèn)題，機(jī)組要進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，先臨時(shí)進(jìn)行以上改線，以滿(mǎn)足機(jī)組調(diào)試和試運(yùn)行的需要。

（3）后續(xù)采購(gòu)ABB接觸器的輔件定時(shí)器（TP40DA），時(shí)間在0.1～40 s連續(xù)可調(diào)，此定時(shí)器為機(jī)械式和接觸器聯(lián)動(dòng)，接觸器通電延時(shí)閉合輔助接點(diǎn)。安裝方式為頂部安裝，對(duì)盤(pán)柜內(nèi)的元器件無(wú)需進(jìn)行改動(dòng)，只需將原來(lái)并接接觸器輔助接點(diǎn)的線改接到定時(shí)器的延時(shí)接點(diǎn)，同時(shí)將定時(shí)器時(shí)間設(shè)置為10 s，這樣每臺(tái)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間依次間隔10 s，通過(guò)此次改造徹底解決了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)電流過(guò)大，減少了動(dòng)力柜斷路器跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。

7結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)動(dòng)力柜斷路器跳閘分析和計(jì)算，及時(shí)解決機(jī)組調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并通過(guò)分析控制回路接線方式，對(duì)柜內(nèi)接線進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹Ｍ瑫r(shí)后期通過(guò)加設(shè)定時(shí)器，避免風(fēng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)廠用電的沖擊，保證了廠用電的安全性。

中圖分類(lèi)號(hào)：TV734

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1672-5387（2016）06-0038-02

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2016.06.014

收稿日期：2016-02-18

作者簡(jiǎn)介：任紅軍（1977-），男，工程師，從事黃河上游水電站開(kāi)發(fā)建設(shè)管理工作。