柘溪电厂油压装置控制柜烧毁分析及处理

唐 凯，谭剑辉

（湖南省柘溪水力发电厂，湖南 益阳413508）

柘溪水力发电厂位于湖南省安化县境内资水中游大溶塘河谷，以发电为主，兼顾防洪、航运等综合效益，是新中国成立后湖南省兴建的第一座大型水力发电厂。柘溪水电厂于1958年7月23日正式动工，1975年7月第6台机组安装完毕并投入运行，总装机容量44.75万kW，经过多次增容改造后，实际出力超过50万kW。现总装机容量达100万kW。7、8号机组为2008年下半年投产，液压装置工作压力6.3 MPa，单机容量250 MW。

1 设备存在问题

7、8号机组油压装置电气部分是以施耐德昆腾系列PLC为控制核心+施耐德ATS48系列软启动器为功率控制元件，整套控制系统配置自动化起点高。液压加载/卸荷切换部分则采用ZFY系列组合阀。从2012年开始几乎每年都会出现动力元件保险熔断。甚至出现了2次油压装置损坏，油压系统被迫停运的缺陷，严重威胁到发电机组的安全运行。

2 现场检查情况

8号机出现控制柜损坏缺陷后，相关班组对电气回路进行了检查，并针对设备进行了多次试验，并未发现故障点。每次试验油泵启动，均启动正常、运行平稳。但在之后的运行中也长时间未出现过类似问题。

7号机出现同样缺陷，针对故障设备进行了多达20次的试验，在进行到第10次试验时出现了甲号油泵电机长时间无法达速的现象，电机启动电流较大，并且长时间保持在这种状态，但实际电流仍小于软启动器跳闸动作的电流，用红外测温设备发现一次动力设备温度异常。但是该现象仅出现了一次。到现场检查发现甲号油泵的电气卸载阀电磁铁线圈插头有明显松动现象。在恢复电气卸载阀线圈插头后，又多次进行了启动试验，未出现故障。重新退出电气卸载阀，重复启动油泵电机，再次出现了上述现象。

图1 7号机压油槽控制损坏现场

3 原因分析

组合阀是由两个主阀单元及三个先导控制阀组成。构成了单向阀、安全阀、电气卸载换向阀和低压起动阀的功能。在先导阀YV1、YV2、YV3控制下，主阀CV1完成开通和关闭的动作。CV2是作为单向截止阀功能的主阀。

组合阀设有三个油口，组合阀压力油进口P1，组合阀出油口P2和组合阀回油口T，P1口与油泵出口相连，出油口P2与压力油罐进口相连，回油口T与油箱内相通。低压起动阀是由先导阀YV2与主阀CV1组成。电磁先导阀YV1的切换与主阀CV1组成也能起到低压起动功能。在压力油通往压力油罐前有一单向阀CV2。由于P2压力的作用，单向阀处于关闭状态。油泵启动后，经低压起动阀的卸载作用，直到主阀CV1关闭，P1口的压力上升到一定压力克服CV2单向阀背压，打开单向阀向压力罐充油。安全阀是由安全先导阀YV3与主阀CV1组成。

图2 组合原理图

按照图2可知，为了保证油泵电机每次都可以卸载启动，分别设置了低压启动阀和电气卸载换向阀，相当于电气、机械双重配置。在正常情况下，油泵电机即能通过低压启动阀卸载启动也能通过电气卸载换向阀卸载启动。在PLC程序方面也进行了相应的设计，在手动启动和程控启动油泵的同时发出电气卸载换向阀动作信号。电气卸载换向阀的线圈选用了额定电压DC220V的线圈。从表面上看可以说是万无一失。但是设计方却忽视了电源供电可靠性的问题。我们通过监控系统历史记录发现，7号机控制柜损坏时间正好是机械班组进行测量试验的时间。8号机控制柜损坏也正好是检修期间。在该时间段一般只将油泵动力电源合上，直流电源仍处于断电状态，此时电气卸载换向阀已经退出工作状态。在只有低压启动阀单独作用的情况下，油泵卸载启动的成功率明显降低。

4 初步结论

油压装置烧坏的故障原因为:电机长时间未达速，造成启动电流过大，引起动力元件发热烧坏。而引起电机长时间未达速的主要原因有以下：

（1）电磁阀工作电源不可靠。油压装置电气卸载阀换向阀线圈选型不合理，在直流电未投入时无法正常工作。

（2）低压启动阀动作不可靠，造成电机带负载启动。

（3）软启动器电机保护参数不合理。在油泵带负载启动时，无法切断故障电流，造成故障范围扩大。

5 采取措施

（1）更换电气卸载换向阀。按照设备原理购置了BOSCH-REXROTH系列的24 DC驱动电磁换向阀，对原有驱动回路进行修改。改造后只要油压装置动力部分上电，电气卸载换向阀可以可靠供电。

（2）软启动器参数修改：修改电机保护电流参数，开放电流过载保护，将200%额定电流持续时间超过20 s启动过载保护。在电机出现无法卸载启动时，软启动器可以立即切断故障电流。

（3）检查低压启动阀：利用检修机会对低压启动阀的阀芯活塞和弹簧复归机构进行了检查，并测试了切换时间，将卸载时间调整到8～10 s。

（4）加强制度与定值管理。在运行操作规程中规定7、8号机油压装置试验时，必须投入油压装置直流电源。将油压装置软启动器电机保护参数列入自动化保护定值管理范围。将低压启动阀检修列入机组油压装置标准化检修项目。

6 结束语

上述措施实施以后，对7、8号发电机组油压装置运行状况进行了跟踪观察。从处理后至今再未出现因油泵电机未达速而引起的控制回路烧坏故障，以前经常出现的动力保险损坏故障也再未出现，故障得以根治。