一种磨煤机油站电气控制回路的设计改造方法

陆伟东

摘 要：火力发电机组中，磨煤机油站电气控制回路设计如存在问题，低压穿越时，将导致磨煤机停运。通过对磨煤机油站的电气控制回路的设计改造，采用时间继电器延时特性及双位继电器机械自锁特性等技术手段，逐步改进了原设计方案存在的弊端，使系统运行安全、可靠。

关键词：磨煤机油站；电气控制回路；设计改造

中图分类号：TM621 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）09-0090-02

Abstract： If there are problems with the design of the electrical control loop of the pulverizer lubricate station in the coal-fired generator set， it will lead to the shutdown of the pulverizer when the low pressure passes through. Through the design and transformation of the electric control circuit of the pulverizer lubricate station， this paper adopts the delay characteristic of time relay and the mechanical self-locking characteristic of the double-position relay， the shortcomings of the original design scheme have been improved step by step to make the system run safely and reliably.

Keywords： pulverizer lubricate station； electric control circuit； design improvement

1 背景問题的提出

机油站主要由油箱、油泵装置、过滤器、列管式油冷却器、电控柜、仪表屏、管道、阀门等组成，而电控柜的电气控制系统更是机油站的心脏，动力之源。因此，电气控制系统的优劣，直接影响整个机油站的安全稳定及功效。黄岛发电公司磨煤机油站由于原电气控制原理图的自身设计原因，导致我厂磨煤机油站运行过程因上级电源母线电压降低，出现低压穿越现象，导致磨煤机油站全站停运，进而造成了磨煤机停运，严重影响机组稳定、安全运行。这是一个生产性和实用性的技改问题，本文按照企业生产实际应用需求为出发点，根据自己多年来在企业的产品设计与技术服务的经验，在对磨煤机油站的电气控制回路原理进行了较为详细的分析基础上，重新对原系统提出了技术改造与升级的创新设计方案，经过前期的运行检验，该设计方案达到解决了以上存在的问题，并大大提高了系统运行的安全性和可靠性。

2 原有系统存在的问题分析

黄岛发电公司原磨煤机油站的控制回路原理设计如图1所示。

在原设计方案，A-1C为磨煤机油站电机开关的合闸、跳闸线圈，磨煤机油站开关的控制主要由远方、就地两种方式实现，就地通过A-KA按钮实现就地合闸，A-GA按钮实现就地分闸，通过A-1C的节点实现A-1C的自保持功能；远方通过DCS-H节点实现远方合闸，DCS-T节点实现远方分闸，通过A-1ZJ的节点实现A-1ZJ自保持功能，保证A-1C合、跳闸线圈始终带电。

该回路由工作电源、就地操作、开关位置指示、远方操作、热偶保护等部分组成。使用3组交流220V电源均取自柜内电源小母线，A6102路电源主要为就地操作时，为磨煤机油站电机开关的合/跳闸线圈提供操作电源；A6103路电源主要为远方操作时，为控制回路中的A-1ZJ（远方合闸功能）、A-2ZJ（远方跳闸功能）继电器线圈及磨煤机油站的合/跳闸线圈提供电源；A6101路电源为开关位置指示灯提供电源。A-HD、A-LD作为磨煤机油站电机开关的就地指示灯。继电器A-CZJ作为扩展继电器，提供扩展节点，供外部DCS系统接入，监测电机的启/停状态；A-1RJ为热偶继电器的节点。

3 新的技改方案的提出与实现

针对原有系统影响设备安全运行的重大缺陷问题，在黄岛发电公司大力支持下，作者对磨煤机油站原有设计进行技术改造可行性分析研究，提出了对原控制回路进行技术改造的设计方案，具体技改方案如图2所示。

在新的技改方案中，新选用的几个关键器件的功能和工作原理如下：选用HHS5F（ST3PF）型时间继电器A-ST与A-1ZJ并接，其延时打开接点与DCS-H合闸并接，DCS-T跳闸启动中间A-2ZJ常开点接时间继电器A-ST返回线圈。磨煤机油站处于远控位置，DCS-H合闸时，同时启动时间继电器A-ST与合闸中间A-1ZJ，时间继电器A-ST延时打开接点闭合，同A-1ZJ常开保持接点起同作用。DCS-T跳闸时，利用跳闸启动中间A-2ZJ常开点接于A-ST返回线圈使A-ST延时打开接点瞬时断开，防止回路跳跃现象。

这种设计改造方案虽然暂时解决了低压穿越现象，但回路仍然存在诸多隐患：

（1）改造方式仅限于DCS远控时具备防止低压穿越功能，当磨煤机油站就地操控时无防止低压穿越功能。且HHS5F（ST3PF）型时间继电器A-ST在低压或失压后，时间继电器在整定返回时间内母线电压恢复至正常，时间继电器能保持动作状态，超过整定返回时间后电压恢复至正常时，时间继电器不再动作且其动作功率仅满足反措最低限要求，整定时间与实际测试时间存在离散性。

（2）该回路在通过远方合闸时，启动A-1ZJ继电器，接通负荷开关A-1C线圈，A-1ZJ继电器通过自保持节点一直带电动作，保证负荷的正常运行。整个负荷运行过程中A-1ZJ始终带电，A-1ZJ出现故障将影响负荷的正常运行。

（3）在该控制回路的设计中，如果通过就地操作启动电机，则无法通过远方操作停止电机；如果通过远方操作启动电机，则无法通过就地操作停止电机。该逻辑限制了实际的运行情景，若在现场发现电机故障，若电机不是由就地操作启动，还需联系远方工作人员，通过远方停止，延误防止故障扩大的时机。

为了消除该控制回路设计中存在的以上问题，本文对磨煤机油站控制回路进行如下设计改造：使用柜内小母线原A6102路电源作为交流220V电源，增设回路控制小空开1ZK，A6103路电源取消，使用CK转换开关作为就地/远方操作选择。回路中去除A-1ZJ继电器，使用具备大功率机械自保持功能的SWJ双位置继电器代替。原控制回路中控制A-1C电机开关的就地、远方回路，修改为由SWJ双位置继电器的节点启动。原控制回路中，就地、远方合闸指令，改为启动SWJ双位置继电器其中一个线圈；就地、远方分闸指令，改为启动SWJ双位置继电器另一个线圈。A6101路电源取消，开关位置指示灯A-HD、A-LD接入A6102作为磨煤机油站电机开关的就地指示灯。继电器A-CZJ作为扩展继电器，提供扩展节点，供外部DCS系统接入，监测电机的启/停状态继续使用；A-1RJ为热偶继电器的节点，为电机提供保护。增设电源监视继电器JJ，其常闭引入DCS作为监视点。

在该技改设计方案中，由于SWJ大功率机械自保持双位置继电器接点的自保持功能，即使在设备运行过程中，通过CK转换开关可在就地、远方间根据实际情况进行操作选择而不影响油站运行，便于紧急情况下检修、运行人员处理。当出现低压穿越现象时，SWJ大功率机械自保持双位置繼电器接点（115、116）始终处于闭合状态，保证A-1C在电压恢复正常时瞬间启动。其触电容量为AC250V/10A，1000VA，满足回路使用要求。

4 新系统运行与进一步的优化升级

经过技术改造后，通过SWJ双位置继电器具备机械保持的特性，实现了在上级电源切换或大电机启动时，母线电压下降，造成负荷停运后，若母线电压恢复正常，负荷能够自启动，恢复正常运行。同时，由于SWJ双位置继电器的机械保持特性，在整个负荷运行过程中，SWJ的线圈不带电也可接通回路，保证负荷正常运行，解决了原回路中因继电器需带电自保持，继电器出现故障影响负荷正常运行的问题。改造后，通过CK选择，不论电机是通过何种方式启动，在远方、就地均可以操作，远方合闸也可通过就地分闸，就地合闸也可通过远方分闸，不会限制实际的运行情景。该回路的优化，简化了控制回路，增强了控制、保护回路的可靠性。技改后的新系统运行期间，我们收集了系统运行的状态信息，并对部分参数进行了调校和完善，目前整个技改后的系统运行稳定，达到了预期的技改目标。下一步需要对上级电源进行优化，初步设想除原工作段炉MCC电源外，再由炉保安MCC段引入第二路电源接至磨煤机油站电控柜，两路电源通过双电源切换回路接入磨煤机油站电控柜小母线，进一步深度优化磨煤机油站电控回路。

参考文献：

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[2]刘学军.继电保护原理[M].北京：中国电力出版社，2007.

[3]GBT7261-2000.继电器及装置基本实验方法[S].

[4]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M].北京：中国电力出版社，2004.