孙 哲
(国家能源集团双辽发电有限公司,吉林 双辽 136400)
某公司对三号机组的引风机进行了改造,改造后新增风机油站、电机油站、密封风机等附属设备,热工控制回路也随之进行了新建、改造。
在改造后的几个月内,运行人员发现部分油站油泵、加热器在接受停止命令后没法停下的现象,进而会造成设备损坏甚至是人身伤害。检修人员立足现场,首先对故障进行分析、查找故障原因,并制定处理方案。
在改造后的几个月内,运行人员发现部分油站油泵、加热器无法远控操作启停。运行人员就地操作后,又恢复正常。由于故障是偶发的,检修人员到达现场后,显示正常,操作好用。查看DCS历史曲线及控制逻辑确认控制逻辑正常,启停指令已发出。
鉴于以上现象,热工分场检修人员经过初步分析,认为故障原因可能为以下几种。
(1) 就地继电器故障。
(2) 电缆绝缘层损坏。
(3) 感应电。
针对以上原因逐一进行排查。
首先与电气人员配合试验后,更换继电器并检查控制回路,发现就地继电器正常,排除了继电器故障的可能性。
检修人员又逐一测试控制电缆绝缘电阻,符合要求,排除了电缆绝缘层损坏的可能性。但在一次故障时,在给出停止指令信号后测量停止继电器有87 V电压,继电器未释放,对地放电后,电压降至50 V,远程停止正常。所以感应电就是导致故障发生的原因。
热控检修人员立足现场,对感应电干扰产生的原因进行分析并制定解决方案。引风机室到控制室电缆长度超390 m,而控制电缆采用14芯屏蔽电缆,其中6芯常带电作为继电器一端,另外6芯返回到就地继电器,其余为备用芯。故障就出现在返回的6芯中。
继电器线圈两端产生感应电压的原理如图1,2所示。图中Xc为带电芯线与继电器线圈电源端所接电缆芯间的电容,R,X为继电器线圈的电阻和电感,U1,U2为电容和继电器线圈上的分压。电缆芯间的电容Xc与电缆长度成正比,控制电缆越长,其电容便越大,就会有越大的电容电流流过继电器,而线圈两端的感应电压与流过的电流成正比,当此感应电压大于继电器返回电压时,远控停运操作就会失败,线圈依然保持吸合的状态,引风机油站油泵和加热器就停不下来。
为消除感应电对控制回路的影响,检修人员搜集、汇总了常规解决方案,具体如下。
(1) 优化线路,降低控制电缆长度,减小分布电容。
(2) 选择和使用阻抗小的继电器(接触器),降低其线圈上的分压。
(3) 继电器(接触器)线圈上并联电阻或电容,减小流过其线圈的电流。
(4) 改用直流电控制,或线圈加整流器(仍保留交流控制)。
检修人员进一步深入分析,提出将电缆内芯线按常带电与不常带电分开布置:将两根14芯电缆中12根常带电芯线调整在在一根电缆内,另外12根不常带电的返回芯线调整在另一根电缆内,其他做为备用芯的解决方案。
将常带电与不常带电芯线分开,在控制电缆屏蔽层良好并按规定两端接地的情况下,带电芯线电缆的交变磁场对不常带电芯线电缆的影响基本为零。这样就消除了常带电芯线对其他不常带电信号芯线的干扰。
引风机是火电机组的重要辅机,它的稳定运行直接影响机组的负荷,其一次故障造成停机或降负荷损失资金约20万元。此次改进后,油站控制系统干扰电压降为0 V,类似故障再也没有发生,证明此次改进是成功的,保证了引风机安全稳定运行。
此次引风机油站远控故障,检修人员创新性地提出将常带电芯线与不常带电芯线分开,没有花费任何备品备件,仅仅用了三天时间,完美地解决了交流控制回路的感应电问题。
创新就是生产力。目前电厂大部分辅机设备都距离控制柜较远,过长的电缆、过大的分布电容就会产生电磁干扰问题,进而影响设备的安全稳定运行。此次的创新性解决思路和方法,能给其他有着类似问题困扰的电力同行提供借鉴。