控制回路改进

2024-10-12

控制回路改进（共7篇）

控制回路改进篇1

引言

近年来, 随着电网对机组A G C、一次调频等功能要求的不断提高, 对机组的协调控制质量也在不断提高。华电潍坊发电有限公司1号机组CCS采用了上海新华公司2001年生产的XDPS-400, DEH采用了上海新华公司2000年生产的DEH-IIIA, 在正常情况下, 两者相互配合, 能够满足机组经济运行和负荷调节需要。但在快速增减负荷、一次调频、R B动作等特殊情况下, 存在机组负荷调节速度慢、控制精度差等问题。

1 控制原理

机组在投入协调时, 其负荷增减控制原理如图1、2所示。

C C S部分将汽机阀门开度指令与D E H参考负荷 (通过f (x) 转换为百分数) 进行比较, 当其差值d大于死区设置时, 进行正负值判断, d大于零时, 输出“增负荷”脉冲, d小于零时, 输出“减负荷”脉冲, “增负荷”、“减负荷”脉冲采用DO输出硬接线的方式送出至D E H。

DEH部分在投入协调控制后, T3输出置B, 当DEH没有接收到CCS发出的增 (或减) 负荷脉冲时, T1 (或T2) 输出置A, 则负荷给定值维持原值不变;当DEH接收到增 (或减) 负荷脉冲时, T1 (或T2) 输出置B, 将每周期负荷增 (或减) 量叠加入负荷给定值, 产生新负荷给定值, 实现机组负荷的C C S与D E H协调控制。

2 机组负荷调节速度慢等问题的原因分析

从图1、2中可以知道, 在要求提高机组负荷调节速度时, 可以通过设置图1中较快的增 (减) 负荷脉冲频率, 或在图2中T1、T2的B路设置较大的常数来实现;当要求提高机组负荷调节精度时, 可适当减小图2中T1、T2的B路设置常数即可。

但在机组实际运行中, 提高增 (减) 负荷脉冲频率, 负荷调节速度不升反降, 为满足机组负荷高速调节的要求, 只能通过在图2中T1、T2的B路设置较大的常数来实现, 但这样的设置却造成负荷控制精度较差。通过对协调控制回路的检查与分析, 发现CCS至DEH的负荷增减以D O通道输出, 并通过硬接线接入到DEH的DI通道, 所以我们把机组负荷调节速度慢的检查重点放在输入/输出通道上。我们采用模拟多种周期脉冲信号在D O输出并在D I端录波的方式进行检查, 发现在脉冲周期降至为1.4秒时即出现了DEH的DI通道不能及时复位的现象, 如图3所示, 随着脉冲周期的缩短, 这一现象更加明显。

检查CCS控制逻辑内增/减负荷脉冲周期设置为1.2秒, 由试验结果说明, C C S、D E H这种通讯方式在快速增减负荷、一次调频或RB动作时, 脉冲量速度过快, 增/减负荷指令形成长信号, DEH接收到的负荷增减脉冲个数远小于CCS输出的个数, 导致负荷调节速度慢、控制精度差等问题。 (图3)

注:图中A为C C S端模拟脉冲信号波形, B为D E H中录波波形。

3 改进方法

3.1 CCS部分

为了避免增 (减) 负荷脉冲丢失的问题, 取消原CCS中偏差运算和判断输出逻辑, 拆除了增减负荷脉冲输出D O通道接线, 将汽机阀门开度指令直接送入D E H。

3.2 DEH部分

基于CCS的修改, DEH部分在原有控制逻辑的基础上修改为如图4所示,

删除了增减负荷脉冲DI输入条件, 用CCS送来的汽机阀门开度指令 (通过f (x) 转换为负荷指令) 减负荷给定值的差, 进行正负超差判断, 使T1 (或T2) 置B, 与负荷给定值相加 (或减) , 形成新的负荷给定值。

4 应用效果

新华公司的XDPS-400逻辑组态中每页的运算周期可选20ms～60000ms多个等有积极意义的。

级, 经过静态试验和热态调试, 最终设定改进后控制逻辑页的运算周期为200 ms, 与原控制方式相比, 在不丢失指令的前提下, 调节速度提高到了原来的6倍, 相应地T1和T2的B路设定值也减小到原来的1/3, 既提高了机组负荷调节速度, 又保证了负荷控制精度。见表1。

通过改进前后效果比较表1, 1号机组DEH协调控制回路的改进消除了丢失C C S增减负荷脉冲指令的问题, 达到了提高机组在协调控制方式下负荷调节速度和精度的目的, 将这一改进应用在2号机组后也取得很好的效果。由此可见, 早期的机组控制系统虽然按照《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》设计了C C S与DEH协调控制方式, 但在受到硬件限制的情况, 不能很好地发挥其作用, 无法适应目前电网越来越严格的要求, 在现有控制系统的基础上, 采取有针对性的改进是具

参考文献

[1]肖增弘, 徐丰.汽轮机数字式电液调节系统[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[2]朱北恒, 尹峰.DL/T 657-2006火力发电厂模拟量控制系统验收测试规程.中国电力出版社, 2007年3月.

[3]张秋生.提高机炉协调控制系统AGC响应速率的方法[J].电网技术, 2005, 29 (18) :49-52.

[4]张秋生.大型火电机组一次调频参数的设置及其对协调控制系统稳定性的影响[J].河北电力技术, 2004, 23 (5) :9-11.

[5]中华人民共和国国家发展和改革委员会.火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程[Z].

电气制动装置二次控制回路改进篇2

关键词：水轮发电机组电气制动,故障,改进方案

黄龙滩电厂于2005年建成投入运行的两台170MW水轮发电机组, 该机组的制动系统采用的是常规机械制动和电气制动相结合的混合制动方式, 2014年4月28日在机组电气制动装置投入过程中出现电制动控制开关JLK分闸线圈烧坏的事件, 现就此次事件发生的问题进行分析, 提出改进的方案。

一水轮发电机组电气制动系统概述

当水轮发电机与电力系统解列后, 机组进入停机过程。由于机组的转动部件具有较大的惯性, 机组在短时间内不能停止运转。但机组轴承是不允许机组较长时间处于低速运转状态的, 这是因为机组推力轴承轴瓦的油膜形成与机组的转速有关, 机组在低速下旋转会导致油膜的破坏继而出现干摩擦, 而烧毁轴瓦。

传统的机械制动一般采用制动闸和制动环直接接触产生摩擦阻力而起制动作用, 但制动环、风闸易因机械疲劳而变形龟裂;且摩擦产生的粉尘混入发电机的循环空气中, 随油雾粘附在定子线圈端部和铁芯风沟表面, 影响发电机的绝缘和散热, 严重影响发电机的正常运行。

电气制动就是为了克服机械制动的缺点而提出来的。它的最大优点是制动转矩大。制动力矩是随机组转速下降而增大, 当转速为零时达到峰值, 这正是区别于机械制动力矩的最大优点。电气制动除了制动力矩大这个特性之外, 也比较洁净, 且检修维护方便, 满足系统调峰, 机组开停机操作频繁的要求。

电气制动的工作原理是基于同步电机的电枢反应。当机组与电网解列, 发电机转子灭磁后, 使定子三相短路, 同时给发电机加励磁电流, 使它产生一个方向与机组惯性力矩的方向相反, 具有强大制动作用的电磁力矩。励磁电流由厂用电系统经整流后的外部电源供给。

二、故障现象

2014年4月28日, 某厂按调度令要求, 将4号发电机组由发电状态转为停机状态。4号发电机变压器组采用单元接线方式, 电气制动装置采用北京一家自动化研究所生产的JZT-4/P23型可编程电气制动装置。在执行停机过程中, 上位机监控系统报“4号发电机组电气制动失败”, 运行人员立即到现场检查发现该电制动装置动作时, 其柜内制动电源交流开关ZTK应该分闸而实际未分闸。停机后现场检查制动电源交流开关ZTK跳闸继电器K3烧毁, 进一步检查发现制动电源交流开关ZTK跳闸线圈也烧毁, 其他部件均正常。

经初步分析:判定为4号发电机电气制动装置PLC流程开出去控制制动电源交流开关ZTK分闸的继电器K3接点有烧粘连现象, 引起制动电源交流开关ZTK分闸线圈回路未断开而长时间通电所致。

初步处理:①更换更换制动电源交流开关ZTK分闸继电器K3;②因该设备自2005年投运至今尚未发生过制动电源交流开关ZTK分闸线圈烧毁现象, 所以暂时没有储备配品, 协调物资部门查找已经退出设备, 从它上面拆卸分闸线圈并更换制动电源交流开关ZTK分闸线圈;③更换上述工作后, 在静态情况下经过5次整租模拟试验, 电制动动作均正常, 上位机监控系统语音及信号光字均正确并与现场实际一致。

此后, 4号机停机4次, 4号机电制动均动作正常。

2014年5月10日18:03, 据运行人员反映4号机电制动电源交流开关ZTK有糊味。维护人员现场检查发现:电制动流程动作正确, 制动电源交流开关ZTK、制动电源直流开关ZMK、发电机短路开关GNK均已经正确动作。进一步检查, 发现制动电源交流开关ZTK跳闸继电器K3烧毁、制动电源交流开关ZTK分闸线圈烧毁。

三、原因分析

2014年5月12日, 维护人员对4号发电机组电制动装置进行详细检查, 对存在的问题进行深入分析, 主要原因如下:

1、所选用开出继电器本体质量不高, 接点动作不可靠 (可能有抖动现象) ;

2、近期空气湿度较大, 影响了继电器触电灭弧;

3、PLC开出分闸脉冲时间较长, 导致制动电源交流开关ZTK分闸线圈及分闸继电器K3长期带电 (由于厂家出于技术保护, 未提供读程序软件, 故无法对此核实) ;

4、回路设计存在缺陷:

(1) 由于制动电源交流开关ZTK本身辅助接点不够, 导致其控制回路无防外部接点粘连措施, 即ZTK合闸回路中无ZTK的常闭辅助接点 (回路号909与902之间) , ZTK分闸回路中无ZTK的常开辅助接点 (回路号911与902之间) ;

(2) 分闸继电器K3是对分闸线圈回路进行切断, 但未设计消除反电动势回路, 在分开线圈回路的时候会在接点上产生较大的反电动势, 使燃弧时间延长并加剧了电弧熄灭的难度;

四、解决措施及方案

申请4号机组电制动装置停运, 对原电气制动装置二次控制回路进行改进, 具体措施如下:

1第一阶段:

(1) 因盘柜空间有限, 暂时更换原型号分闸继电器K3备品;

(2) 对4号机组电气制动装置二次控制回路进行改进引入防外部接点粘连解决措施, 在制动电源交流开关ZTK二次分闸控制回路中串联接入其自身的一对辅助接点, 这样在制动电源交流开关ZTK分闸后, 利用其自身辅助触点切断制动电源交流开关ZTK分闸回路, 此刻即使PLC开出分闸脉冲时间较长, 去执行分闸的继电器K3接点粘连, 但通过在制动电源交流开关ZTK二次分闸控制回路中串联接入其自身的一对常开辅助接点切断了整个分闸回路, 所以彻底解决了因PLC开出分闸继电器K3接点粘连烧毁制动电源交流开关ZTK分闸线圈的现象;

(3) 信号回路用的辅助开关的接点通过扩充接入;

(4) 在制动电源交流开关ZTK分闸继电器K3线圈上并联一个反向续流二极管 (型号FR256) , 在二极管回路串联一个电阻 (1KΩ) , 防止二极管烧毁时候直流短路 (详见附图) :

2第二阶段:

(1) 更换新型号继电器 (连同底座一并更换) ;

(2) 更换符合现场实际的制动电源交流开关 (多对辅助接点) 。

2014年5月15日, 对4号机组电气制动装置二次控制回路进行改进后, 4号机组电气制动装置共停机30次, 经过实际验证, 该改进措施确实可行, 再没有出现上述缺陷。水轮发电机组电气制动系统的运行情况将直接影响发电厂的安全运行, 要在工作中不断分析出现的缺陷及故障, 深入分析原因实施改进, 确保水轮发电机组的安全稳定运行, 提高电网供电的可靠性。

参考文献

控制回路改进篇3

1 原因分析

变频器的散热风机控制原理见图1。散热系统采用手动控制, 3台横流风机并联运行。

从图1可以看出, 如果3台横流风机中的任意1台损坏, 都有可能导致断路器QF跳闸;QF跳闸后, 即使另外2台风机没有故障也会停止运转, 就会导致干式变压器散热不良温度上升, 从而引起变频器停机事故。经检查发现, 有1台横流风机轴承损坏, 引起断路器QF跳闸。另外, 中控不能实时监测QF是否跳闸, 当温度升高变频器跳闸后再去检查为时已晚。

2 改进措施及效果

我们一方面购买安装质量更好的横流风机, 另一方面对干式变压器散热系统控制回路进行了改进, 改进后的控制回路见图2。

改进后的控制回路具有以下优点:

1) 除主断路器QF1之外, 3台横流风机主回路分别配置小型断路器, 这样任意1台风机故障, 只会断开与其配套的断路器, 不影响另外2台风机的运行。

2) 增加了DCS控制回路。中控可自动控制并实时监测运行状态, 避免了以前变频器已开机但散热风机未开机的安全隐患, 也能解决变频器已停机但散热风机未停机而浪费电能的现象。

3) 增加了温度检测变送回路。采用3组热电阻分别检测干式变压器的三相绕组温度, 通过温控仪把最高的一组温度显示在中控画面上, 方便及时了解干式变压器的温升情况。

控制回路改进篇4

关键词：断路器控制回路,超时返回,继电器选择,改进

目前, 在变电站自动化系统断路器控制回路中, 多数的综合自动化保护为了保证能可靠合/分闸, 一般在合/分闸回路中增加合闸保持继电器HBJ和分闸保持继电器TBJ。新野县电业局35KV后棚变电站使用的WGB-111线路系列保护就采用了这种设计。

这种设计在合闸回路中串入合闸保持继电器HBJ, 断路器合闸时同时启动合闸保持继电器, 通过合闸保持继电器的常开保持接点HBJ-1保持合闸回路一直导通, 直至断路器合上。断路器合闸后用辅助接点QF1断开合闸回路, 避免遥控合闸时断弧能力较差的HJ1-2触点提前返回拉弧而烧坏, 并能保证正常合闸及重合闸动作时可靠合上断路器。在分闸回路中串入分闸保持继电器TBJ, 断路器分闸时同时启动分闸保持继电器, 通过分闸保持继电器的常开保持接点TBJ-1保持分闸回路一直导通, 直至断路器分开。断路器分闸后用辅助接点QF2断开分闸回路, 避免遥控分闸时断弧能力较差的TJ1-2触点提前返回拉弧而烧坏, 并能保证正常分闸及保护跳闸时可靠断开回路。

该设计自身并无缺陷, 但是在实际运行中, 由于断路器和辅助接点配合不当、断路器卡涩等问题。在运行中断路器合/分闸操作时可能有3个问题。

1) 在断路器合/分闸时, 有时断路器机构和辅助开关配合不当或辅助开关出现故障。合闸时, 断路器合闸到位辅助开关常闭触点QF1不能断开;分闸时, 断路器分闸到位辅助开关常开触点QF2不能闭合。

2) 断路器机构本身不灵活, 出现卡涩, 在断路器合/分闸操作时虽然合/分闸回路长期导通, 但因机构问题合不上断路器或跳不开断路器。

3) 误操作, 在弹簧机构未储能、电磁机构合闸回路断线的情况下合/分闸, 断路器拒合或者拒分, 控制回路长期带电, 容易造成烧毁合闸线圈、分闸线圈、合/分闸保持继电器或保护装置中的其他元件。

以上几种情况都能导致回路因断路器机构内部的辅助开关接点不能及时断开, 使合/分闸回路长时间保持导通状态, 烧坏断路器的控制回路元件及保护装置元件。现在各变电站实行无人值班, 所有断路器操作全由远方遥控执行, 这种情况一旦出现, 保护不会发信号, 直至合/分闸回路电器元件烧坏后发“控制回路断线”信号才能知道。在老变电站综合自动化改造时这种情况更明显, 因此对变电站自动化控制回路的改进, 应是迫在眉睫, 势在必行。

1. 控制回路改进方法

为了防止断路器控制回路元件及保护装置元件在断路器机构故障时烧坏事件的发生, 尽可能提高断路器操作回路及操作机构运行的可靠性, 并在出现上述情况时向调度端报送“断路器机构故障”信号, 对断路器的合/分闸回路作如下改进。

在断路器合/分闸回路中增加合/分闸超时返回继电器SJ和合/分闸超时断开控制回路中间继电器ZJ。即在断路器合闸回路中串入超时断开控制回路中间继电器ZJ的常闭触点ZJ1-1, 在断路器分闸回路中串入超时断开控制回路中间继电器ZJ的常闭触点ZJ1-2。在合闸线圈和分闸线圈旁并上超时继电器SJ, 并在回路中串入中间继电器的常闭触点ZJ1-3, 以避免超时继电器线圈长时间带电而烧毁。时间继电器的整定时间可按断路器实际断合时间整定为0.5-1S。合/分闸回路动作时间 (各元件固有动作时间、断路器合/分闸时间及断路器机构辅助接点动作断弧时间之和) 一般不超过0.2S, 而合/分闸保持回路的每个元件 (包括合/分闸线圈) 能承受自保持电流的时间至少在1S以上。因此, 合/分闸超时继电器的时间整定为0.5-1S, 既能保证无故障时可靠合/分闸, 又能保证故障时不损坏控制回路电器元件。在机构发生故障的情况下, 中间继电器启动, 中间继电器常开触点ZJ1-5动作, 向调度端报送“机构故障信号”。

2. 改进后断路器控制回路的动作过程

1) 当断路器合闸时, 在启动合闸线圈的同时, 启动超时时间继电器SJ。如断路器合闸回路无故障, 达不到SJ延时触点动作时间, 即由断路器辅助常闭接点QF1断开合闸线圈HQ和超时继电器SJ, 则ZJ不启动, 正常合闸。如合闸回路故障, 在合闸保持时间超过断路器合闸时间而QF1不能断开, 达到超时时间继电器SJ时间, 超时闭合触点SJ1-1动作后, 启动ZJ1, ZJ1启动后, 其常闭触点ZJ1-1断开合闸回路和ZJ1-3断开超时继电器SJ启动回路, ZJ1-4动作使中间继电器ZJ长期带电, 保护合闸回路中的各个元件不被烧坏。在SJ1启动的同时, ZJ1的另一对触ZJ1-5也闭合, 通过自动化系统向调度端发“断路器机构故障”信号。

2) 当断路器分闸时, 在启动分闸线圈的同时, 启动超时继电器SJ1, 如断路器分闸回路无故障, 达不到SJ1延时触点动作时间, 即由断路器常开辅助接点QF2断开分闸线圈TQ和超时继电器SJ1。则ZJ1不启动, 正常分闸。如分闸回路故障, 在分闸保持时间超过断路器分闸时间而QF2不能断开, 达到超时继电器SJ1延时触点SJ1-1动作时间后启动ZJ1, ZJ1启动后, 其常闭触点ZJ1-2断开分闸回路和ZJ1-3断开超时继电器SJ1启动回路。ZJ1-4动作使中间继电器ZJ长期带电, 保护分闸回路中的各个元件不被烧坏。在SJ1启动的同时, ZJ1的另一对常开触点ZJ1-5也闭合, 通过自动化系统向调度发“断路器机构故障”信号。

3. 继电器选择

新野电业局使用的几种型号断路器的合闸回路 (或合闸接触器回路) 、分闸回路的合/分闸电流进行了统计, 如表1所示 (Ion为合闸电流, Ioff为分闸电流) 。

经各种技术参数比较, 时间继电器选择高精度的SS-94B/1-1继电器。中间继电器选择常闭接点具有超强断弧能力 (能可靠断开合闸回路、分闸回路) 的继电器。选择许继JDZ-70/Y直流电磁中间继电器 (触点形式420, 直流220V, 感性负载, T>0.05s, 动作值>70%Ue, 返回值<2%Ue, 功率消耗>5w, 触点容量>50W, 可长期通过5A) 。按JDZ-70/Y中间继电器的技术参数, 触点数量完全满足要求, 能可靠断开断路器的合闸回路及分闸回路。

4. 改进效果及其建议

经改进后的断路器控制回路, 没有再出现过合/分闸回路电器元件及保护装置烧坏事件, 减少了变电站的维护费用, 保证了设备的安全运行。经在其他厂家自动化系统的控制回路中试验, 在断路器机构故障时同样能达到防止合/分闸回路电器元件及保护装置烧坏的效果。

如果生产厂家保护装置的合闸保持继电器HBJ和跳闸保持继电器TBJ能再引出触点, 用HBJ、TBJ的另一对触点启动超时继电器SJ, 或设计时考虑选择能设定保持时间的合闸保持继电器HBJ和跳闸保持继电器TBJ, 超过设定的保持时间, 合/分闸保持继电器能自动返回, 并且合/分闸保持继电器保持接点具有超强断弧能力, 用合/分闸保持继电器的保持接点断开合闸回路和分闸回路, 将会更加完善。

参考文献

[1]水力电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[K].北京:中国电力出版社, 1999.

[2]黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京:中国电力出版社, 2000.

[3]电力工业部西北电力设计院.电力工程电气设备手册[M].北京:中国电力出版社, 2003.

[4]广西电力工业局高级工培训教材编委会.发电厂变电所电器设备检修[M].中国水利水电出版社, 2000.

控制回路改进篇5

1 起励回路工作原理

1.1 工作原理 (见图1)

机组正常发电时, 起励控制接触器KM4不工作, 其触点1-2、3-4断开。外接直流电源不接入励磁工作回路。机组励磁工作电流由励磁变压器经励磁调节装置提供。当机组开机时由于机端没有电压, 故励磁变压器不能提供工作电源。这时就需要外加电流对机组进行起励。在机组转数达到额定 (或一定) 值时, 通过起励控制回路接通KM4的工作电源, 使KM4工作, 其触点闭合, 接通外接直流电源至机组励磁回路, 给机组提供起励励磁电流, 使机组建立电压。起励励磁电流大小由起励电阻R11的阻值来确定, 确定后其值不变, 机组建立电压, 当电压达到一定值, 可控硅励磁装置正常工作后, 再由起励控制回路断开KM4的工作电源, KM4触点断开, 切断外接起励电源, 起励工作结。

图中:FU11、FU12为起励回路保护熔丝, R11为起励电流调整电阻, V8为保护二极管, RS1为分流器, KM4为起励控制接触器。FMK为灭磁开关, RF为灭磁电阻, GS为发电机定子, TM为励磁变压器。

2 原有起励控制回路工作原理及存在问题

2.1 原有起励工作原理 (见图2)

开机时, 由运行工作人员在机旁监视机组转数, 当转数达到额定 (或一定) 值时, 按下起励控制按钮QA, 接通起励控制接触器KM4的工作电源, KM4动作, 接通起励工作回路, 机组起励, 建立电压, 当电压达到一定值后, 松开起励按钮, 机组由励磁装置供给励磁电流, 机组正常工作, 起励过程结束。

2.2 存在的问题

这种起励方式, 由人为控制, 起励过程控制不准确, 操作也不方便, 自动化水平低, 安全性能低。

3 改进控制回路原理分析

动作原理: (见图3) 当机组开机后, 转速达到一定值时, 转速继电器接点ZSJ闭合, 电压继电器DYJ不动作, 灭磁开关在合位, 回路由+KM经ZSJ接点1、2, DYJ接点3、4FMK接点11、12至ZJ线圈7、8再到-KM。中间继电器ZJ动作, 其触点1、2接通, 经LDL接点将电源加至控制接触器KM4线圈上, KM4工作, 其触点接通起励主回路, 机组起励。当机组建立电压、机端电压达到一定值, 使可控硅装置正常工作时, 电压继电器DYJ动作, 其动断接点3、4断开, 切断中间继电器ZJ的工作电源, ZJ返回, 其接点1、2断开, 切断起励控制接触器KM4的工作电源, KM4接点断开, 切断起励主回路, 起励过程结束。这样就实现了由机组转速控制起励回路的接通、机端电压控制起励回路断开的自动起励控制。出口开关LDL连动动断触点, 在机组并网发电后断开, 切断起励控制回路, 防止起励控制回路在机组运行中误动作, 造成机组过励磁。

图中:QA为手动起励控制按钮, LDL为出口开关联动接点, KM4为起励控制接触器, ZSJ为转速继电器接点, DYJ为电压继电器动断触点, FMK为灭磁开关辅助接点, ZJ为中间继电器。

4 结束语

经实际运行检验, 改进后的起励控制回路不用人为操作, 当机组转速达到一定后, 起励回路自动工作, 且动作准确可靠, 没有发生误动作, 提高了运行安全性能和自动化水平。

摘要：静止可控硅励磁装置是由机端励磁变压器提供励磁工作电源、外接直流电源进行他激起励的一种励磁调节装置。装置原有他激起励控制回路为按钮手动控制方式, 经分析与试验后改为由机组转数和机端电压控制的自动控制方式。

控制回路改进篇6

某石化厂共有380V低压变频器数十台,投运不到一年,就多次发生变频器烧毁事件。有个别回路在更换变频器运行不久后,再次烧毁,影响了生产。

1 原因查找

变频器发生如此多的烧毁事件,该供应商对变频器进行了升级更换,但仍未阻止烧毁事件的发生。变频器都安装在变电所的开关柜内,而且室内有恒温恒湿空调,由于恶劣环境导致变频器烧毁的可能性也不存在。另外,还一一排除了操作人员的操作习惯、谐波污染、系统电压等因素的影响,认为均不是引起烧毁事件的主要原因。经过反复研究、讨论和分析,最后一致认为设计变频器控制方式存在问题,导致了变频器损毁事件的发生。

2 控制方式设计缺陷分析

变频器的主接线及控制回路图如图1所示,变频器的接口图如图2所示。

从图1中可看出,变频器电源侧装有接触器KM,当工艺操作人员按下启动按钮SB2或在远控状态下,由DCS开出启动接点K1,接触器KM线圈得电,接通变频器主回路。变频器通电后,逐步建立直流电压准备就绪。当变频器接收到DCS发来的4～20mA调速信号后,变频器开始对电机进行调速控制。电机停机时,工艺操作人员减小4～20mA信号,变频器输出频率降低,电机转速下降,达到一定值后,再按下停车按钮SB1或由DCS开出停机接点K2,KM线圈掉电释放,变频器断电。

如果某一负载需要频繁启停,那么变频器将会出现频繁通、断电的情况,这不利于变频器的正常使用。因为变频器整流后的直流母线上并联有一个大容量的滤波电容,当变频器频繁通、断电,该滤波电容将频繁充放电很容易损坏,使直流母线正负极短路。当再一次启动变频器时,整流元件便会因为后端短路而烧毁。设计人员在此犯了一个概念性的错误,将变频器的通、断电与变频器的运行、停止两组不同的概念混淆。实际上,工艺操作只需控制电机的启停,并不需要通过接触器使变频器断电。

3 控制方式的优化改进

3.1 接触器的安装与否及其安装位置的确定

对变频器回路是否需要运用接触器,变频器厂家不建议采用,以免在接触器分合时产生瞬时过电压对变频器造成损害;但用户却希望能够实现远程控制,且当变频器发生一般性故障时,能切断变频器的电源起到保护作用。为此决定保留接触器。

接触器安装在电机与变频器之间,这有利于备用电机的绝缘测试,而且工艺的操作不会引起变频器的频繁通断电。但是,在进行停机操作时,由于电机转速还未完全降下来,仍然有一定的电流,此时断开接触器,电流突变为零,将会产生一个很大的瞬时尖峰过电压,对变频器内部电子元器件的绝缘造成不可恢复的损害。特别是目前工艺操作人员经常在电机转速很高时就直接断开接触器。因此,确定采用接触器前置式安装方式。

3.2 控制回路的改进

将变频器的通、断电与变频器的运行、停止严格区分开。正常情况下,变频器应一直处于通电状态(该炼油厂地处海边,非常潮湿且盐雾腐蚀非常严重,变频器平时保持通电状态很有必要),工艺操作人员只控制变频器的运行和停止。改进后变频器的控制回路图如图3所示,变频器的接口图如图4所示。

经过改进,电气维保人员送上变频器主回路断路器,只要变频器无故障,接触器便会自动吸合,变频器通电。工艺操作人员在现场或在DCS启动中间继电器KA3,KA3自保持后提供一对接点启动变频器,变频器开始根据4～20mA信号对电机进行调速控制。而停机时,电机转速降低后,工艺操作人员断开KA3,变频器停止运行,此时变频器依然处于通电状态。

当变频器内部出现非金属性短路的一般性故障,接触器KM线圈掉电,变频器主电源回路断开,对变频器起到一定的保护作用。调试用断路器Q1保留,并联在KM线圈回路变频器故障继电器KA2的常闭接点两端,用于变频器的通电调试,在变频器故障时,可以给变频器临时通电,查看故障历史信息,并同时闭锁变频器运行。另外,故障继电器KA2加了自保持回路,以便区分变频器是正常断电还是故障断电。如需复归,只需退出控制回路熔断器FU1或断开总电源开关QF。

4 改进效果

对变频器控制回路进行改进,避免了变频器随着电机的启停而频繁通断电。对经常烧毁变频器的其它几个回路按以上方案进行了改进,运行7个多月,未发生一次烧毁事件。

摘要：针对多台变频器频繁烧毁事件,经技术人员综合分析后,得出设计存在缺陷。变频器的频繁通断电引起滤波电容损坏,造成变频器整流元件烧毁。对其控制回路进行改造,杜绝了烧毁事件的再次发生。

控制回路改进篇7

近几年来，随着750kV超高压电网的不断发展，电网安全稳定运行更需要不断加强，检修人员不仅要做好一次设备的维护工作，还要保证二次回路的正确性和可靠性。就目前实际运行情况看，750kV断路器控制回路存在一些隐患，如控制回路存在电源切换、闭锁回路不满足双重化要求等问题，根据国家电网公司的相关反措规定和继电保护人员多年的工作经验可知，电源切换不可靠，若电源回路发生故障时，可能导致控制回路失电。具有双跳圈的断路器其闭锁回路要实现双重化配置，即满足两套闭锁回路分别对应两套跳闸线圈，因为断路器内六氟化硫气体有着绝缘、灭弧的作用，同时对断路器触头起到一定的物理保护，断路器在气压低或异常状态下，不能可靠实现闭锁，此时操作断路器，则对断路器有很大的损害。总之要以消除寄生回路，完善和强化回路功能，简化二次回路为原则。

2 典型设计方案

下面以某750kV变电站SF6罐式断路器闭锁回路和压力监视回路为例进行说明。

如图1所示的闭锁回路，SF6罐式断路器机构内闭锁回路能够实现SF6低气压闭锁跳闸、低油压闭锁分闸功能。断路器本体内的SF6气体密度降低至补气气压时，密度继电器的报警触点动作，发出报警信号，提醒值班人员对断路器补充SF6气体。若SF6气体密度继续降低至开关闭锁气压时，密度继电器的闭锁触点闭合，起动SF6低气压闭锁继电器，切断两套分闸回路，断路器不能进行分闸操作。低油压分闸闭锁是指断路器在合位，当油压降低时，行程开关(微动开关)接点闭合，起动低油压闭锁继电器，分闸回路中的低油压常闭接点打开，切断两套分闸回路，使断路器不能完成分闸操作。

如图2所示压力监视回路1，厂家A生产的断路器保护装置其分相操作箱的压力监视回路设计为压力负控方式和压力正控方式两种，其负控方式压力电源设计为带有切换接点的供电方式，同时切换电源接点也有独立的端子。压力电源通过电源切换接点联到两组电源上，保证压力回路电源由两组跳闸电源之一提供，KM1有电时由KM1提供，KM1失电后自动切换到KM2。

如图3所示压力监视回路2，厂家B生产的断路器保护装置其操作箱压力监视回路设计与厂家A的稍有区别，厂家A的操作箱电源监视回路共用一个电源指示灯，通过一对电源切换接点来选择电源回路，而厂家B的操作箱电源监视回路用两个电源指示灯来分别指示两组电源的使用情况，通过两对接点来选择控制电源，其压力监视回路也较厂家A的简单。

3 存在问题分析

对于目前的断路器控制回路，它能够完成断路器的各种基本功能，但是根据国家电网公司的相关反措规定和继电保护人员多年现场工作经验可知，这种控制回路存在不可靠性，下面进行分析。

3.1 控制回路中存在的电源切换

如果KM1控制电源回路发生短路故障，切换接点将从KM1切换到KM2电源回路，如果故障是永久性的，则接点又与KM2回路断开，从而导致压力监视回路电源失电，如果此时压力降低或异常，则闭锁回路不能可靠闭锁断路器分、合闸或重合闸操作。如图2所示，4YJJ按正常不励磁工作方式接线，而1YJJ、2YJJ、3YJJ正常时一直处于励磁状态，当压力降低时，继电器线圈被短接，继电器返回，但该回路仍然带电，且电压全部加在降压电阻上，其功率增大，因此必须及时处理，防止电阻过热，产生不良后果。

3.2 控制电源未与控制回路一一对应

每一套控制电源对应一套SF6低气压和一套低油压闭锁回路，对于有电源切换接点的控制回路，其两组电源通过切换接点公用一套压力闭锁触点，根据双重化配置原则，机构箱内低油压闭锁、SF6低气压闭锁都要实现双重化配置，以保证可靠性。

3.3 原密度继电器不能提供足够的接点

断路器本体气室通常采用指针式密度继电器对SF6气体压力进行监视，当本体压力低时禁止分闸操作。其工作原理是：当SF6气室处于某压力值时，如果因环境温度变化引起了SF6气体压力的变化，则仪表内的温度补偿元件将对变化量进行补偿，使仪表指示值不变;只有当气体泄露而造成压力下降时，仪表的指示才发生变化。当压力降至报警值时，一对电接点接通，输出报警信号;当压力继续下降，达到闭锁值时，另一对电接点闭合输出闭锁信号。如图4所示为密度继电器接点。

控制原理：当SF6气压低于某一定值时，L1、C1接点接通，发出补气报警信号;当SF6气压继续低至某一定值时，L2、C2接点接通，SF6低气压闭锁辅助继电器线圈带电，其串在分闸回路中的常闭接点打开，切断分闸回路，禁止断路器分闸操作。由于要实现双重化配置，第二套分闸闭锁回路还需要一付SF6低气压闭锁接点，而原来的密度继电器不能提供足够的接点。

4 改进方案

通过分析控制回路存在的问题及不足，总结归纳出以下解决方法。

4.1 拆除电源切换回路

对于3.1中的问题，解决方法是将图2所示的电源切换回路直接拆除，为了满足双重化配置要求应采用两套独立的控制电源供电，这样从设计上避免回路有任何电气联系，确保了供电可靠性。或是采用图3所示的设计方案，因为它的两个切换接点分别有两组电源的监视继电器提供，相互之间没有必然的电气联系，另外其回路也相对简单可靠。

4.2 改进回路，满足双重化配置

对于操作箱压力降低禁止跳、合闸回路，为了保证可靠性和简化控制回路，应将其拆除，而使用断路器机构内的接点。机构内有一套低油压分闸闭锁、一套油压低合闸闭锁、一套闭锁重合闸的触点，通过微动开关来控制接点的闭合，从而达到闭锁的目的。为了使分闸闭锁满足双重化配置，可将闭锁重合闸的触点改为第二套分闸闭锁，其闭锁原理和第一套闭锁回路一样。对于压力低闭锁重合闸，应该使用一对常开接点从机构箱直接接至断路器保护屏的闭锁重合闸开入端子，当有开入量时，装置收到开入信号，重合闸装置放电，不重合。由于控制电源为110V或220V正电源，而开入量为+24V弱电开入，所以须将110V或220V强电经光耦隔离转换为+24V，然后接至相应的开入端子。

4.3 更换密度继电器

如图5所示，每一套控制电源应独立对应一套SF6低气压闭锁和低油压闭锁回路。必须再增加一套SF6低气压闭锁接点，即第二套低气压闭锁，通过更换密度继电器来实现，原来的密度继电器只有两付接点，即闭锁和报警，更换后的密度继电器又增加了一付接点用于第二套低气压闭锁。将该接点接入压力闭锁回路，实现双重化配置。

5 结束语

本文介绍了目前750kV断路器控制回路的现状，提出了控制回路存在的问题并进行了分析，进而提出了改进意见。按照改进方法设计的控制回路，在未改变原理的基础上不仅强化了二次回路功能，而且大大提高了控制回路的可靠性，具有很大的推广意义。

摘要：介绍了750kV断路器控制回路的现状、存在的问题以及实现原理,并进行了分析比较,提出改进方法。改进后的回路原理不变,强化了控制回路的功能,增强了可靠性。改进后的回路保障了一次设备和电网的安全稳定运行。

关键词：断路器,控制回路,改进,可靠性

参考文献

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[5]Q/GDW 161-2007,线路保护及辅助装置标准化设计规范.