浅谈斗轮机本体控制变、动力变开关控制回路的可靠性

闫宏亮

（宁夏枣泉发电有限责任公司，宁夏银川，750409）

0 引言

在斗轮机的实际运行过程中，要想保证自身可以正常且稳定的运行，就一定要提高斗轮机本体电气控制的可靠性，分析原因采取措施，降低控制回路的故障率。防止出现控制回路故障，开关不能正常合闸，造成机组降负荷运行情况。

本文将从根源分析如何提高斗轮机本体开关控制回路可靠性，减少控制回路故障率，进而有效提高设备运行可靠性。

1 控制电缆转接环节多，故障点复杂

枣泉电厂自斗轮机投运以来，斗轮机本体的控制变、动力变控制一直使用的控制方式为，斗轮机本体6kV动力变、控制变开关分合闸操作由就地开关柜按钮控制，操作人员只能就地分合6kV高压开关，存在一定的危险性。在2018年8月针对这一隐患进行了技术改造，实现了由DCS远方分合斗轮机本体动力变、控制变开关的功能。现场控制电缆走向由斗轮机本体高压开关至电缆卷筒箱，电缆卷筒箱再接至电缆接头箱，最后接到DCS机柜，接线方式如图1所示。由于电缆卷筒箱至电缆接头箱之间采用二合一拖缆，斗轮机在启动运行过程中滚轴卷筒电机拖动二合一的拖缆运行，如果滚轴卷筒电机工作过程中转动异常，会造成二合一拖缆的拉扯过度或扭动异常而造成拖缆受伤，二合一拖缆中的控制电缆出现断线现象，导致开关无法正常分合。自控制回路改造以来，斗轮机停机检修及送电过程中，就发生了多次不能正常DCS分合闸的现象；现场检查发现其主要原因是控制电缆被拉断线。所以，控制回路电缆采用可转动的二合一拖缆接入，会对斗轮机分合闸信号的正常传输造成影响，影响斗轮机的上煤效率和机组的安全稳定运行。

图1 斗轮机电源走线图

2 滑环易出现故障

电缆卷筒箱内的滑环作为滚轴卷筒电机的重要组成部分，滑环承担着卷筒电机旋转与控制电缆导电的重要作用，可以说滑环在斗轮机控制回路中的作用是不可替代的，在斗轮机与滚轴卷筒电机的正常工作中，滑环会处于高速转动状态，这样势必会产生大量的热量，如果斗轮机长时间运行，滑环处于加热状态，就会产生变形、磨损等问题，现场查看发现电缆卷筒箱密封不严，滑环的结构复杂特殊，容易进入煤尘，当煤尘累积到一定的程度，就会导致与控制电缆连接的滑环刷和滑环表面接触不良，造成控制回路信号时断时通的现象，导致斗轮机本体动力变、控制变开关不能远方DCS分合闸操作。这势必会对斗轮机的正常运行造成不利影响。另外，滑环使用过程中出现信号时断时通现象，会造成滑环刷与滑环接触有时带电有时不带电，容易产生火花，滑环长时间转动磨擦产生热量积累，再加上卷筒箱内部落满煤尘很有可能发生冒烟、着火等安全事故。且在运行中电缆卷盘会出现电机过热及拖缆卷放缠绕故障。

斗轮机控制变、动力变开关控制回路电压取自其进线PT二次回路，电压为交流100V，动力电缆则为高压6kV,不同电压等级在同一拖缆容易出现电源间短路现象，受二合一托缆的影响，故障点排查困难，不能快速消除，影响整个系统运行的稳定性，因此有必要对斗轮机本体高压开关控制回路进行再改造。

3 DCS侧分合闸逻辑与开关对应关系

由于电缆卷筒箱接至电缆接头箱之间二合一电缆内部的控制电缆只有12芯的控制电缆，经过长时间运行，目前已经有6根二次电缆断线，受限于二次控制电缆芯数的限制，DCS侧没有接入斗轮机本体控制变、动力变开关的实际分合状态。所以DCS后台采用两个RS触发器交叉置位触发分合闸信号，这样当操作人员在DCS侧执行分闸操作后，执行逻辑变位，DCS画面显示分闸状态，若斗轮机本体开关未成功分闸，则会出现DCS画面显示状态与斗轮机本体高压开关不对应的现象，引起操作人员判断错误，很有可能造成运行人员误操作，发生安全事故。

4 电厂斗轮机本体高压开关控制方式调查

通过对周边运行电厂关于斗轮机的本体高压开关控制方式的调查，目前大多数电厂仍采用厂家自带控制回路，在就地进行高压开关分合操作，不具备远方分合斗轮机本体开关的功能，部分电厂将斗轮机本体控制变、动力变开关实际当成闸刀使用，在送电操作过程中，先将斗轮机本体的控制变、动力变开关就地合闸，再通过DCS远方合斗轮机电源总开关，实现送电操作。而在停电过程中，只能先在DCS远方分斗轮机电源开关，操作人员在就地手分控制变、动力变开关，这样的操作虽然提高了斗轮机控制变、动力变开关的操作效率，但是不符合安全规程里关于停送电操作的要求，存在安全隐患。

5 改善措施

5.1 将斗轮机本体动力变、控制变远方分合闸信号引至斗轮机司机室

鉴于斗轮机的动力、控制二合一拖缆故障率较高，控制电缆损坏后修复困难，

再加上电缆卷盘箱内的滑环运行时接触不良等问题导致控制变、动力变的远方分合闸成功率不高，影响斗轮机实时操作进度，可将斗轮机本体动力变、控制变远方分合闸指令信号引至斗轮机司机室，现场只需拆除原有的斗轮机本体控制变、动力变开关的分合闸电缆，从控制变开关、动力变开关分别放一根控制电缆至斗轮机司机室，在斗轮机司机室内使用带锁的操作按钮，实现远方控制斗轮机本体控制变开关、动力变开关的同时，避免操作人员在开关本体处分合高压开关。通过这样的接线方式，可以不受二合一拖缆故障率高的影响，提高斗轮机本体控制变、动力变的分合闸成功率，操作人员只需要在斗轮机司机室内通过操作分合闸按钮，实现远方分合斗轮机本体控制变、动力变开关，既能避免操作人员就地操作高压开关的危险，也避开了信号中转箱、卷筒箱等转接环节，大大提高控制回路可靠性。

据了解，枣泉电厂的控制变、动力变控制电缆从信号中转箱至电缆卷筒箱的软电缆只有目前在使用的6芯，如果再发生控制电缆断线的现象，则DCS侧可能将无法分合控制变、动力变开关，造成DCS分合功能缺失，只能整体更换二合一拖缆，如果采用将斗轮机本体动力变、控制变开关远方分合闸信号引至斗轮机司机室的方法,可降低生产维护成本，更能够提高机组运行稳定性，保证机组接待负荷能力。

5.2 基于无线通信技术的控制回路实现

将传统的电缆控制信号改为无线通信控制，实现不通过控制电缆，解决远方分合闸的问题，目前无线通讯技术已经在行业内斗轮机上得到成功应用，无线通讯摆脱了电缆传输存在的不足，无需借助于有线连接就能实现DCS远方与就地设备的交流对话。无线通信主要借助无线电波连接,可在输煤集控楼和斗轮机上分别安装无线通讯装置，分别在集控楼与斗轮机本体安装PLC控制模块，PLC模块与无线通讯装置通过网线连接，通过无线连接技术将2块PLC远程连接，并定义集控楼为主站、斗轮机本体为从站，主站发出命令，从站接受命令。从硬件接线形式上取代故障率高的二合一拖缆控制，实现斗轮机本体高压开关的远方分合闸的功能，另外斗轮机本体的其他控制信号，运行监视信号均可通过无线传输。

6 结束语

依照以上解决方案对输煤斗轮机控制变、动力变控制信号传输改造，将大大提高设备可靠性,能减少设备控制回路故障发生概率,两种方案的选择都可直接改变当前斗轮机的控制回路故障率高的落后状态，对保障运行人员安全操作有着重要的应用价值，降低生产维护成本的同时，提高机组运行安全稳定性，保证机组接待负荷能力。