300兆乏双水内冷调相机交流润滑油泵故障切换问题分析

陈晓贵

（江苏省电力有限公司检修分公司 江苏省南京市 210000）

在某甲换流站由于调相机润滑油系统在运行人员进行倒站用电时导致润滑油泵故障切泵，润滑油系统油压建立慢，导致润滑油系统油压低跳机。此次情况的发生，发现润滑油系统油泵切换问题，不能满足正常运行，在厂家做了相关措施后，在某乙换流站2号调相机进行润滑油系统油泵切换试验，来验证润滑油系统油泵切换的问题得以解决。

1 润滑油系统简介

润滑油系统是给调相机轴承供油，起到对调相机大轴支撑、润滑和散热的作用。润滑油系统主要由三台润滑油泵（两交一直）、三台顶轴油泵（两交一直）、冷油器、过滤器等组成。在调相机大轴旋转起来，润滑油系统必须要启动，600rpm以下润滑油泵和顶轴油泵必须各启一台，600rpm以上顶轴油泵退出运行，润滑油泵一直运行。如果润滑油系统在调相机大轴转动的情况下，油泵停止工作或油压建不上去，严重时将导致烧瓦的情况发生，对调相机本体也有可能造成损伤。

由此可见润滑油系统最重要的设备就是润滑油泵及顶轴油泵，由于调相机在正常运行时，转速为3000rpm，此时润滑油系统只有一台交流润滑油泵启动，若该润滑油泵断电或故障，应自动通过逻辑动作启动另一台交流润滑油泵，以保证润滑油系统运行正常。

2 某甲换流站润滑油泵切换造成跳机情况分析

由于润滑油系统两台交流润滑油泵电源是单电源供电，分别从调相机400V站用电I母和II母供至交流润滑油泵A和交流润滑油泵B。当时某甲站1号调相机无功功率-13MVar，交流润滑油泵B运行，交流润滑油泵A和直流润滑油泵备用，润滑油母管压力0.44MPa。某甲站运行值班人员执行国调中心操作命令票“某甲站转移35kV #2站用变所带负荷”，手动拉开320开关，10kV备自投正常动作，10kV II母、III母联络运行。此操作导致调相机400V II母短时失电，交流润滑油泵B失电联启交流润滑油泵A，但在切换过程中润滑油母管油压已降低至0.135MPa，热工保护润滑油母管压力低跳机动作，将某甲换流站1号调相机解列。

分析结果是当1号机润滑油母管压力低I值（0.53MPa）动作时，1号调相机交流润滑油泵A和直流油泵都联锁启动成功，但由于建压慢导致润滑油母管压力低至热工保护动作值。

针对分析结果进行的改造措施为：

（1）增加交流润滑油泵就地电控柜硬回路联锁启动备用泵。当就地联锁投入时，运行泵就地电控柜失电、运行泵热继电器过载、润滑油母管压力低I值（0.53MPa）任意信号满足均联锁启动备用交流油泵。

（2）优化DCS逻辑处理流程。润滑油泵运行中跳闸联启备用油泵的实现流程为DPU检测到润滑油泵运行信号消失（由开关量输入（DI）卡件采集）后，触发润滑油泵故障联锁启动备用泵逻辑，输出备用泵启动指令（由开关量输出（DO）卡件输出），对应继电器常开触点闭合，使得润滑油泵电机控制电路形成回路，从而控制380V交流接触器合闸、备用油泵运行。DCS分布式控制单元（DPU）中逻辑组态页的执行顺序为输入/输出（I/O）卡件通道页、逻辑组态页，DPU运算扫描周期为200ms。因此，比较运行泵跳闸联启备用泵的实现流程和DPU组态页扫描顺序，完成润滑油泵运行中跳闸联启备用油泵需要两个扫描周期，即400ms。为了缩短运行泵跳闸与备用泵启动之间的逻辑运算时间，将DPU中逻辑组态页的执行顺序修改为输入卡件通道页、逻辑组态页、输出通道页。

（3）增加润滑油油压低跳机保护出口延时。调相机润滑油供油口压力低III值（0.135）保护动作出口设置1s延时，作为临时方案。

（4）厂家组织研究润滑油系统增加蓄能器的技术方案，减缓润滑油泵停运后润滑油泄压速度。

3 某乙换流站进行油泵切换试验

此次试验为了验证交流润滑油泵故障时油压降低联启备用交流润滑油泵和直流润滑油泵的过程中油压的下降是否会触发调相机的低油压保护动作跳机，在调相机1500rpm和3000rpm下分别对润滑油泵低油压联锁切换进行试验。

3.1 油系统所有联锁全部投入时

（1）调相机静止状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.2℃，DCS停运交流润滑油泵A，从交流润滑油泵A停运时刻起，150毫秒后交流润滑油泵B联锁启动，220毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，270毫秒后供油压力最低降至0.407MPa之后油压开始上升，1.26秒后直流润滑油泵联锁启动。

（2）调相机静止状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.2℃，DCS停运交流润滑油泵B，从交流润滑油泵B停运时刻起，210毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，230毫秒后交流润滑油泵A联锁启动，260毫秒后供油压力最低降至0.406MPa之后油压开始上升，1.28秒后直流润滑油泵联锁启动。

（3）调相机静止状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.2℃，拉开交流润滑油泵A就地开关柜电源，从交流润滑油泵A停运时刻起，10毫秒后交流润滑油泵B联锁启动，190毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，330毫秒后供油压力最低降至0.37MPa之后油压开始上升，1.23秒后直流润滑油泵联锁启动。

（4）调相机静止状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.2℃，拉开交流润滑油泵B就地开关柜电源，从交流润滑油泵B停运时刻起，10毫秒后交流润滑油泵A联锁启动，320毫秒后供油压力最低降至0.38MPa之后油压开始上升，1.30秒后直流润滑油泵联锁启动。

（5）调相机静止状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.3℃，运行中的交流润滑油泵A400V厂用电失电（15:05:48.782分462开关），55ms后低油压报警，102ms后交流润滑油泵B联锁启动，144ms后收到A泵停止信号，供油压力最低降至0.295MPa之后油压开始上升，1.22秒后直流润滑油泵联锁启动。

（6）调相机静止状态下交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.3℃，运行中的交流润滑油泵B400V厂用电失电（14:47:18.522分开关461）， 60ms后低油压报警，88ms后交流润滑油泵A联锁启动，供油压力最低降至0.245MPa之后油压开始上升，389ms后收到B泵停止信号，1.41秒后直流润滑油泵联锁启动。

（7）调相机静止状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.5℃，运行中的交流润滑油泵B10kV厂用电失电(指令16:29:25.481下发，16:29:25.584确认分闸)，180ms后油压低于0.53MPa，206ms后交流润滑油泵A联锁启动，供油压力最低降至0.295MPa之后油压开始上升，680ms后收到B失电信号，1.283秒后直流润滑油泵联锁启动。

（8）调相机静止状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.5℃，运行中的交流润滑油泵A10kV厂用电失电(指令16:47:19.083下发，16:47:19.242确认分闸（设为0点）)，170ms后油压低于0.53MPa，190ms后交流润滑油泵B联锁启动，供油压力最低降至0.263MPa之后油压开始上升，1.26秒后直流润滑油泵联锁启动。

（9）调相机静止状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.5℃，先后断开A、交流润滑油泵B就地柜内电源，交流润滑油泵B停运时刻起，770毫秒后直流润滑油泵联锁启动，930毫秒后供油压力最低降至0.225MPa之后油压开始上升至0.31MPa。

（10）调相机静止状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.7℃，通过有载调压降低400V厂用Ⅱ段电压，电压从398V降至345V，交流润滑油泵A电机电流从33.3A升至34.4A，压力无变化。

3.2 临时解除A、交流润滑油泵B之间的电气（失电和运行状态消失）联锁，包括DCS软联锁和就地控制柜硬联锁后

（1）调相机静止状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.8℃，从交流润滑油泵A停运时刻起，189毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，209毫秒后交流润滑油泵B联锁启动，479毫秒后供油压力最低降至0.314MPa之后油压开始上升，1.20秒后直流润滑油泵联锁启动。

（2）调相机静止状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力为0.52MPa温度38.8℃，从交流润滑油泵B停运时刻起，190毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，210毫秒后交流润滑油泵A联锁启动，480毫秒后供油压力最低降至0.316MPa之后油压开始上升，1.20秒后直流润滑油泵联锁启动。

（3）调相机1500rpm状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力0.50MPa温度41℃，从交流润滑油泵A停运时刻起，180毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，190毫秒后交流润滑油泵B联锁启动，470毫秒后供油压力最低降至0.305MPa之后油压开始上升，1.27秒后直流润滑油泵联锁启动。

（4）调相机1500rpm状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力0.50MPa温度41.1℃，从交流润滑油泵B停运时刻起，180毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，200毫秒后交流润滑油泵A联锁启动，480毫秒后供油压力最低降至0.30MPa之后油压开始上升，1.32秒后直流润滑油泵联锁启动。

（5）调相机3000rpm状态下，交流润滑油泵A运行，润滑油供油压力0.46MPa温度45.2℃，从交流润滑油泵A停运时刻起，140毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，160毫秒后交流润滑油泵B联锁启动，450毫秒后供油压力最低降至0.259MPa之后油压开始上升，1.15秒后直流润滑油泵联锁启动。

（6）调相机3000rpm状态下，交流润滑油泵B运行，润滑油供油压力0.46MPa温度45.2℃，从交流润滑油泵B停运时刻起，140毫秒后交流润滑油泵出口压力低开关动作，160毫秒后交流润滑油泵A联锁启动，450毫秒后供油压力最低降至0.271MPa之后油压开始上升，1.25秒后直流润滑油泵联锁启动。

3.3 结论

调相机在静态、1500rpm、3000rpm等三种工况下，如果发生交流润滑油泵故障油压下降而联启备用交流油泵，油压变化的最低值高于跳机动作值0.135MPa，不会触发跳机。

4 问题及分析

（1）从此次试验过程及录播图来看，润滑油系统联锁条件中，低油压启备用交流润滑油泵的响应速度要比运行泵停止信号要快，按照常规的应该是电气的信号要快于低油压的信号，这个还需要厂家进行检查处理。

（2）由于现在润滑油系统交流润滑油泵A和交流润滑油泵B都是单电源供电，在换流站里进行倒切站用电是一个比较频繁的操作，所以建议交流润滑油泵最好能设置成双电源供电，这样就可以避免由于失一路电就导致故障切泵的情况发生。