6.3 kV皮带堆取料机电源开关联锁回路改造应用

孙 鑫，卢瑞刚

（山西漳泽电力股份有限公司河津发电分公司，山西 河津 043300）

0 引言

漳泽电力河津发电分公司一期2×350 MW机组P11A皮带机堆取料机运行中出现堆取料开关同时合闸故障，造成6.3 kV母线相间短路，导致该母线上的运行设备误跳闸，对机组的稳定运行造成很大的影响，并对高厂变产生较大的电流冲击。通过对现场故障现象的分析以及开关控制回路的深入检查，怀疑在取料开关同时合闸的过程中，由于机械振动造成堆料开关合闸接点瞬间接通导致堆取料开关同时合闸，造成6.3 kV母线相间短路；也有可能是由于该控制回路复杂，经过多次改造，有可能存在寄生回路。为简化回路，对P11A皮带机堆取料机控制回路改造为使用PLC进行逻辑判断，并加装合闸闭锁继电器，彻底解决此类故障的再次发生。

1 设备介绍

1.1 一次系统介绍

漳泽电力河津发电分公司一期2×350 MW机组P11A皮带机堆取料机作为一期输煤的重要设备,采用的是远程DCS控制，起动、停止操作频繁，这就要求自动装置有很高的可靠性。P11A皮带堆取料机共有2台电动机，分别安装在皮带的头部和尾部。每台电动机又配套有2个6.3 kV开关，开关位于1号机6.3 kV 1A段母线上，分别控制该电动机的正转和反转，实现堆取料过程。堆料时，头部堆料（6157） 开关、尾部堆料（6161） 开关合闸；取料时，头部取料（6159） 开关、尾部取料（6163）开关合闸。如图1所示。

图1 P11A皮带机一次接线图

1.2 二次控制回路介绍

由输煤程控室发出的取料、堆料和停止命令，分别起动尾取6163开关柜内的带有机械闭锁装置的取料继电器K和堆料继电器K（该机械闭锁装置可以防止当同时发出取料和堆料合闸命令时，只允许堆料或取料其中之一继电器合闸，避免头部堆、取料开关同时合闸或尾部堆、取料开关同时合闸造成6.3 kV 1A段A、C母线相间短路），以及停止继电器K，取料继电器K的接点经控制小母线分别接至头取6159开关、尾取6163开关合闸回路，使得6159、6163开关同时合闸，P11A皮带机实现取料；堆料继电器K的接点经控制小母线分别接至头堆6157开关、尾堆6161开关合闸回路，使得6157、6161开关同时合闸，P11A皮带机实现堆料；停止继电器K的接点与皮带机事故拉绳开关的接点并联后，经控制小母线分别接至4个开关的跳闸回路，实现皮带机停止运行或事故拉绳跳闸，其二次控制回路如图2所示。

图2 P11A堆取料皮带机二次控制回路

堆、取料开关的位置接点接至开关合闸回路，实现堆、取料开关之间的相互闭锁，当取料开关合闸后，堆料开关的合闸回路打开不允许其合闸。

2 存在问题

由图2的P11A皮带机电气二次控制回路可以看出，回路接线较为复杂，4个开关的控制回路相联系，存在寄生回路，在皮带机频繁操作的过程中，可能存在开关误合闸的现象。

堆、取料开关之间的合闸闭锁功能，是通过6.3 kV小车开关的常闭接点实现的。当取料开关合闸后，其接至堆料开关合闸回路的常闭接点断开，从而起到闭锁堆料开关合闸的功能。同理堆料开关合闸后闭锁取料开关合闸。但这种闭锁功能只有在开关合闸后才能实现，当4个开关均在断开位置时，且堆、取料开关合闸指令同时发出时，不能有效实现闭锁功能，仍有可能出现堆、取料开关同时合闸的事故，虽然在输煤程控发出的堆、取料合闸指令经带机械闭锁的继电器，但仍然存在安全隐患。

P11A皮带电机头堆、头取、尾堆、尾取4台开关的合闸出口继电器CX1采用omron LY4型DC110V继电器。该继电器的常开触点间隙较小，如果该接点直接接通则可导致开关直接合闸，堆、料开关合闸的过程中由于强烈的振动可能造成合闸出口继电器CX1接点闭合导致误合闸。

3 改造方案

P11A堆取料皮带机控制回路改造使用PLC进行逻辑判断，堆、取料开关合闸指令相互闭锁仍采用原来的带机械闭锁功能的继电器。该继电器动作接点送至PLC，PLC收到堆料开关合闸命令后瞬时启动堆闭锁继电器BS1，其常闭接点打开后断开取料合闸回路，堆合闸继电器HZ1延时3 s动作启动堆料开关合闸；反之，PLC收到取料开关合闸命令后瞬时启动取闭锁继电器BS2，其常闭接点打开后断开堆料合闸回路，取合闸继电器HZ2延时3 s动作启动取料开关合闸。远方或手动跳闸时，跳闸继电器TZ动作同时给4台开关发跳闸命令[1，2]。

堆料开关的合闸闭锁回路由原取料开关的常闭接点改为取闭锁继电器BS2的常闭接点，取料开关的合闸闭锁回路由原堆料开关的常闭接点改为堆闭锁继电器BS1的常闭接点，且两个闭锁继电器瞬时动作，延时3 s后堆、取料开关再合闸，先实现合闸闭锁，再进行开关合闸，可以有效地避免堆、取料开关同时合闸。堆合闸继电器HZ1和取合闸继电器HZ2更换为三菱的SRD-N4型接触式继电器该继电器触点间隙较大，可以有效避免振动造成合闸触点接触，开关误合闸（见图3、图4）。

3.1 提供给PLC的开关量

图3 改造后P11A堆取料皮带机二次控制回路

PLC分别开入头堆6157、头取6159、尾堆6161、尾取6163小车开关工作位置、保护正常、开关状态、就地/远方状态信号，PLC判断开入均正常后，允许发出合开关命令。

3.2 提供给PLC的命令接点

PLC分别开入头堆6157、头取6159、尾堆6161、尾取6163就地启动、就地停止、远方取料合闸、远方堆料合闸、远方跳闸命令接点，PLC通过对开入命令接点的判断，开出相应的闭锁和合闸出口接点，最终实现正反转电机电源开关的闭锁和合闸操作[3]。

4 结束语

通过对P11A堆取料皮带机控制回路PLC改造，使得原开关柜的控制回路得到简化，减少了开关之间回路上的联系，降低了寄生回路造成开关误合闸的影响，将合闸出口继电器更换为三菱的SRD-N4型接触式继电器该继电器触点间隙较大，可以有效避免振动造成合闸触点接触，开关误合闸，堆取料皮带机的合跳闸操作通过PLC逻辑判断后，瞬时发出闭锁命令，再由PLC延时3 s输出合跳闸命令，有效避免堆取料开关合闸命令同时发出时，导致堆取料开关同时合闸，造成6.3 kV母线相间短路故障。实现PLC改造后，消除了控制回路问题导致堆取料开关同时合闸的可能性，避免类似事故的再次发生，保证机组的安全稳定运行。

图4 PLC二次回路接线

［1］ 苏文博，李鹏博，张高峰.继电保护事故处理技术与实例［M］.北京：中国电力出版社，2002.

［2］ 吴晓梅，邹森元.电力系统继电保护典型故障分析［M］.北京：中国电力出版社，2001.

［3］ 河波.电气控制及PLC应用［M］.北京：中国电力出版社，2008.