淺談斗輪機(jī)本體控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)控制回路的可靠性

閆宏亮

（寧夏棗泉發(fā)電有限責(zé)任公司，寧夏銀川，750409）

0 引言

在斗輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，要想保證自身可以正常且穩(wěn)定的運(yùn)行，就一定要提高斗輪機(jī)本體電氣控制的可靠性，分析原因采取措施，降低控制回路的故障率。防止出現(xiàn)控制回路故障，開(kāi)關(guān)不能正常合閘，造成機(jī)組降負(fù)荷運(yùn)行情況。

本文將從根源分析如何提高斗輪機(jī)本體開(kāi)關(guān)控制回路可靠性，減少控制回路故障率，進(jìn)而有效提高設(shè)備運(yùn)行可靠性。

1 控制電纜轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)多，故障點(diǎn)復(fù)雜

棗泉電廠自斗輪機(jī)投運(yùn)以來(lái)，斗輪機(jī)本體的控制變、動(dòng)力變控制一直使用的控制方式為，斗輪機(jī)本體6kV動(dòng)力變、控制變開(kāi)關(guān)分合閘操作由就地開(kāi)關(guān)柜按鈕控制，操作人員只能就地分合6kV高壓開(kāi)關(guān)，存在一定的危險(xiǎn)性。在2018年8月針對(duì)這一隱患進(jìn)行了技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)了由DCS遠(yuǎn)方分合斗輪機(jī)本體動(dòng)力變、控制變開(kāi)關(guān)的功能?，F(xiàn)場(chǎng)控制電纜走向由斗輪機(jī)本體高壓開(kāi)關(guān)至電纜卷筒箱，電纜卷筒箱再接至電纜接頭箱，最后接到DCS機(jī)柜，接線方式如圖1所示。由于電纜卷筒箱至電纜接頭箱之間采用二合一拖纜，斗輪機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中滾軸卷筒電機(jī)拖動(dòng)二合一的拖纜運(yùn)行，如果滾軸卷筒電機(jī)工作過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)異常，會(huì)造成二合一拖纜的拉扯過(guò)度或扭動(dòng)異常而造成拖纜受傷，二合一拖纜中的控制電纜出現(xiàn)斷線現(xiàn)象，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)無(wú)法正常分合。自控制回路改造以來(lái)，斗輪機(jī)停機(jī)檢修及送電過(guò)程中，就發(fā)生了多次不能正常DCS分合閘的現(xiàn)象；現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)其主要原因是控制電纜被拉斷線。所以，控制回路電纜采用可轉(zhuǎn)動(dòng)的二合一拖纜接入，會(huì)對(duì)斗輪機(jī)分合閘信號(hào)的正常傳輸造成影響，影響斗輪機(jī)的上煤效率和機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 斗輪機(jī)電源走線圖

2 滑環(huán)易出現(xiàn)故障

電纜卷筒箱內(nèi)的滑環(huán)作為滾軸卷筒電機(jī)的重要組成部分，滑環(huán)承擔(dān)著卷筒電機(jī)旋轉(zhuǎn)與控制電纜導(dǎo)電的重要作用，可以說(shuō)滑環(huán)在斗輪機(jī)控制回路中的作用是不可替代的，在斗輪機(jī)與滾軸卷筒電機(jī)的正常工作中，滑環(huán)會(huì)處于高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，這樣勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果斗輪機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，滑環(huán)處于加熱狀態(tài)，就會(huì)產(chǎn)生變形、磨損等問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)查看發(fā)現(xiàn)電纜卷筒箱密封不嚴(yán)，滑環(huán)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜特殊，容易進(jìn)入煤塵，當(dāng)煤塵累積到一定的程度，就會(huì)導(dǎo)致與控制電纜連接的滑環(huán)刷和滑環(huán)表面接觸不良，造成控制回路信號(hào)時(shí)斷時(shí)通的現(xiàn)象，導(dǎo)致斗輪機(jī)本體動(dòng)力變、控制變開(kāi)關(guān)不能遠(yuǎn)方DCS分合閘操作。這勢(shì)必會(huì)對(duì)斗輪機(jī)的正常運(yùn)行造成不利影響。另外，滑環(huán)使用過(guò)程中出現(xiàn)信號(hào)時(shí)斷時(shí)通現(xiàn)象，會(huì)造成滑環(huán)刷與滑環(huán)接觸有時(shí)帶電有時(shí)不帶電，容易產(chǎn)生火花，滑環(huán)長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)磨擦產(chǎn)生熱量積累，再加上卷筒箱內(nèi)部落滿煤塵很有可能發(fā)生冒煙、著火等安全事故。且在運(yùn)行中電纜卷盤(pán)會(huì)出現(xiàn)電機(jī)過(guò)熱及拖纜卷放纏繞故障。

斗輪機(jī)控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)控制回路電壓取自其進(jìn)線PT二次回路，電壓為交流100V，動(dòng)力電纜則為高壓6kV,不同電壓等級(jí)在同一拖纜容易出現(xiàn)電源間短路現(xiàn)象，受二合一托纜的影響，故障點(diǎn)排查困難，不能快速消除，影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因此有必要對(duì)斗輪機(jī)本體高壓開(kāi)關(guān)控制回路進(jìn)行再改造。

3 DCS側(cè)分合閘邏輯與開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)關(guān)系

由于電纜卷筒箱接至電纜接頭箱之間二合一電纜內(nèi)部的控制電纜只有12芯的控制電纜，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，目前已經(jīng)有6根二次電纜斷線，受限于二次控制電纜芯數(shù)的限制，DCS側(cè)沒(méi)有接入斗輪機(jī)本體控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)的實(shí)際分合狀態(tài)。所以DCS后臺(tái)采用兩個(gè)RS觸發(fā)器交叉置位觸發(fā)分合閘信號(hào)，這樣當(dāng)操作人員在DCS側(cè)執(zhí)行分閘操作后，執(zhí)行邏輯變位，DCS畫(huà)面顯示分閘狀態(tài)，若斗輪機(jī)本體開(kāi)關(guān)未成功分閘，則會(huì)出現(xiàn)DCS畫(huà)面顯示狀態(tài)與斗輪機(jī)本體高壓開(kāi)關(guān)不對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象，引起操作人員判斷錯(cuò)誤，很有可能造成運(yùn)行人員誤操作，發(fā)生安全事故。

4 電廠斗輪機(jī)本體高壓開(kāi)關(guān)控制方式調(diào)查

通過(guò)對(duì)周邊運(yùn)行電廠關(guān)于斗輪機(jī)的本體高壓開(kāi)關(guān)控制方式的調(diào)查，目前大多數(shù)電廠仍采用廠家自帶控制回路，在就地進(jìn)行高壓開(kāi)關(guān)分合操作，不具備遠(yuǎn)方分合斗輪機(jī)本體開(kāi)關(guān)的功能，部分電廠將斗輪機(jī)本體控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)實(shí)際當(dāng)成閘刀使用，在送電操作過(guò)程中，先將斗輪機(jī)本體的控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)就地合閘，再通過(guò)DCS遠(yuǎn)方合斗輪機(jī)電源總開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)送電操作。而在停電過(guò)程中，只能先在DCS遠(yuǎn)方分斗輪機(jī)電源開(kāi)關(guān)，操作人員在就地手分控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)，這樣的操作雖然提高了斗輪機(jī)控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)的操作效率，但是不符合安全規(guī)程里關(guān)于停送電操作的要求，存在安全隱患。

5 改善措施

5.1 將斗輪機(jī)本體動(dòng)力變、控制變遠(yuǎn)方分合閘信號(hào)引至斗輪機(jī)司機(jī)室

鑒于斗輪機(jī)的動(dòng)力、控制二合一拖纜故障率較高，控制電纜損壞后修復(fù)困難，

再加上電纜卷盤(pán)箱內(nèi)的滑環(huán)運(yùn)行時(shí)接觸不良等問(wèn)題導(dǎo)致控制變、動(dòng)力變的遠(yuǎn)方分合閘成功率不高，影響斗輪機(jī)實(shí)時(shí)操作進(jìn)度，可將斗輪機(jī)本體動(dòng)力變、控制變遠(yuǎn)方分合閘指令信號(hào)引至斗輪機(jī)司機(jī)室，現(xiàn)場(chǎng)只需拆除原有的斗輪機(jī)本體控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)的分合閘電纜，從控制變開(kāi)關(guān)、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)分別放一根控制電纜至斗輪機(jī)司機(jī)室，在斗輪機(jī)司機(jī)室內(nèi)使用帶鎖的操作按鈕，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方控制斗輪機(jī)本體控制變開(kāi)關(guān)、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)的同時(shí)，避免操作人員在開(kāi)關(guān)本體處分合高壓開(kāi)關(guān)。通過(guò)這樣的接線方式，可以不受二合一拖纜故障率高的影響，提高斗輪機(jī)本體控制變、動(dòng)力變的分合閘成功率，操作人員只需要在斗輪機(jī)司機(jī)室內(nèi)通過(guò)操作分合閘按鈕，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方分合斗輪機(jī)本體控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)，既能避免操作人員就地操作高壓開(kāi)關(guān)的危險(xiǎn)，也避開(kāi)了信號(hào)中轉(zhuǎn)箱、卷筒箱等轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)，大大提高控制回路可靠性。

據(jù)了解，棗泉電廠的控制變、動(dòng)力變控制電纜從信號(hào)中轉(zhuǎn)箱至電纜卷筒箱的軟電纜只有目前在使用的6芯，如果再發(fā)生控制電纜斷線的現(xiàn)象，則DCS側(cè)可能將無(wú)法分合控制變、動(dòng)力變開(kāi)關(guān)，造成DCS分合功能缺失，只能整體更換二合一拖纜，如果采用將斗輪機(jī)本體動(dòng)力變、控制變開(kāi)關(guān)遠(yuǎn)方分合閘信號(hào)引至斗輪機(jī)司機(jī)室的方法,可降低生產(chǎn)維護(hù)成本，更能夠提高機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性，保證機(jī)組接待負(fù)荷能力。

5.2 基于無(wú)線通信技術(shù)的控制回路實(shí)現(xiàn)

將傳統(tǒng)的電纜控制信號(hào)改為無(wú)線通信控制，實(shí)現(xiàn)不通過(guò)控制電纜，解決遠(yuǎn)方分合閘的問(wèn)題，目前無(wú)線通訊技術(shù)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)斗輪機(jī)上得到成功應(yīng)用，無(wú)線通訊擺脫了電纜傳輸存在的不足，無(wú)需借助于有線連接就能實(shí)現(xiàn)DCS遠(yuǎn)方與就地設(shè)備的交流對(duì)話。無(wú)線通信主要借助無(wú)線電波連接,可在輸煤集控樓和斗輪機(jī)上分別安裝無(wú)線通訊裝置，分別在集控樓與斗輪機(jī)本體安裝PLC控制模塊，PLC模塊與無(wú)線通訊裝置通過(guò)網(wǎng)線連接，通過(guò)無(wú)線連接技術(shù)將2塊PLC遠(yuǎn)程連接，并定義集控樓為主站、斗輪機(jī)本體為從站，主站發(fā)出命令，從站接受命令。從硬件接線形式上取代故障率高的二合一拖纜控制，實(shí)現(xiàn)斗輪機(jī)本體高壓開(kāi)關(guān)的遠(yuǎn)方分合閘的功能，另外斗輪機(jī)本體的其他控制信號(hào)，運(yùn)行監(jiān)視信號(hào)均可通過(guò)無(wú)線傳輸。

6 結(jié)束語(yǔ)

依照以上解決方案對(duì)輸煤斗輪機(jī)控制變、動(dòng)力變控制信號(hào)傳輸改造，將大大提高設(shè)備可靠性,能減少設(shè)備控制回路故障發(fā)生概率,兩種方案的選擇都可直接改變當(dāng)前斗輪機(jī)的控制回路故障率高的落后狀態(tài)，對(duì)保障運(yùn)行人員安全操作有著重要的應(yīng)用價(jià)值，降低生產(chǎn)維護(hù)成本的同時(shí)，提高機(jī)組運(yùn)行安全穩(wěn)定性，保證機(jī)組接待負(fù)荷能力。