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柘溪電廠油壓裝置控制柜燒毀分析及處理

文檔作者：唐凱譚劍輝文檔來源：湖南省柘溪水力發(fā)電廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年06月05日
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第41 卷 第7 期
2018 年7 月
Vol.41 No.7
Jul.2018
水 電 站 機(jī) 電 技 術(shù)
Mechanical &amp;amp; Electrical Technique of Hydropower Station
收稿日期： 2018-05-29
作者簡介： 唐 凱（1979-），男，高級工程師，從事水電自動裝置檢
修工作。
柘溪電廠油壓裝置控制柜燒毀分析及處理
唐 凱，譚劍輝
（湖南省柘溪水力發(fā)電廠，湖南 益陽413508）
摘 要： 簡述了水輪發(fā)電機(jī)組油壓裝置組合閥故障引起電氣控制柜回路損壞的原因分析及處理方法。通過現(xiàn)場
試驗(yàn)進(jìn)行故障分析，對以后的標(biāo)準(zhǔn)化管理和標(biāo)準(zhǔn)化檢修提供了借鑒。特別是同類型、原理的設(shè)備在選型和設(shè)計上
應(yīng)引起注意，避免出現(xiàn)類似缺陷。
關(guān)鍵詞： 組合閥；先導(dǎo)控制閥；軟啟動器
中圖分類號：TV735 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1672-5387（2018）07-0082-02
DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2018.07.026
柘溪水力發(fā)電廠位于湖南省安化縣境內(nèi)資水中
游大溶塘河谷，以發(fā)電為主，兼顧防洪、航運(yùn)等綜合
效益，是新中國成立后湖南省興建的第一座大型水
力發(fā)電廠。柘溪水電廠于1958 年7 月23 日正式動
工，1975 年7 月第6 臺機(jī)組安裝完畢并投入運(yùn)行，總
裝機(jī)容量44.75 萬kW，經(jīng)過多次增容改造后，實(shí)際
出力超過50 萬kW。現(xiàn)總裝機(jī)容量達(dá)100 萬kW。7、
8 號機(jī)組為2008 年下半年投產(chǎn)，液壓裝置工作壓力
6.3 MPa，單機(jī)容量250 MW。
1 設(shè)備存在問題
7、8 號機(jī)組油壓裝置電氣部分是以施耐德昆
騰系列PLC 為控制核心+ 施耐德ATS48 系列軟啟
動器為功率控制元件，整套控制系統(tǒng)配置自動化起
點(diǎn)高。液壓加載/ 卸荷切換部分則采用ZFY 系列
組合閥。從2012 年開始幾乎每年都會出現(xiàn)動力元
件保險熔斷。甚至出現(xiàn)了2 次油壓裝置損壞，油壓
系統(tǒng)被迫停運(yùn)的缺陷，嚴(yán)重威脅到發(fā)電機(jī)組的安全
運(yùn)行。
2 現(xiàn)場檢查情況
8 號機(jī)出現(xiàn)控制柜損壞缺陷后，相關(guān)班組對電
氣回路進(jìn)行了檢查，并針對設(shè)備進(jìn)行了多次試驗(yàn)，并
未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。每次試驗(yàn)油泵啟動，均啟動正常、運(yùn)
行平穩(wěn)。但在之后的運(yùn)行中也長時間未出現(xiàn)過類似
問題。
7 號機(jī)出現(xiàn)同樣缺陷，針對故障設(shè)備進(jìn)行了多
達(dá)20 次的試驗(yàn)，在進(jìn)行到第10 次試驗(yàn)時出現(xiàn)了甲
號油泵電機(jī)長時間無法達(dá)速的現(xiàn)象，電機(jī)啟動電流
較大，并且長時間保持在這種狀態(tài)，但實(shí)際電流仍小
于軟啟動器跳閘動作的電流，用紅外測溫設(shè)備發(fā)現(xiàn)
一次動力設(shè)備溫度異常。但是該現(xiàn)象僅出現(xiàn)了一次。
到現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)甲號油泵的電氣卸載閥電磁鐵線圈
插頭有明顯松動現(xiàn)象。在恢復(fù)電氣卸載閥線圈插頭
后，又多次進(jìn)行了啟動試驗(yàn)，未出現(xiàn)故障。重新退出
電氣卸載閥，重復(fù)啟動油泵電機(jī)，再次出現(xiàn)了上述現(xiàn)
象。
?
圖1 7 號機(jī)壓油槽控制損壞現(xiàn)場
3 原因分析
萬方數(shù)據(jù)
第 7 期 83
組合閥是由兩個主閥單元及三個先導(dǎo)控制閥組
成。構(gòu)成了單向閥、安全閥、電氣卸載換向閥和低壓
起動閥的功能。在先導(dǎo)閥YV1、YV2、YV3 控制下，
主閥CV1 完成開通和關(guān)閉的動作。CV2 是作為單
向截止閥功能的主閥。
組合閥設(shè)有三個油口，組合閥壓力油進(jìn)口P1，
組合閥出油口P2 和組合閥回油口T，P1 口與油泵
出口相連，出油口P2 與壓力油罐進(jìn)口相連，回油口
T 與油箱內(nèi)相通。低壓起動閥是由先導(dǎo)閥YV2 與
主閥CV1 組成。電磁先導(dǎo)閥YV1 的切換與主閥
CV1 組成也能起到低壓起動功能。在壓力油通往壓
力油罐前有一單向閥CV2。由于P2 壓力的作用，單
向閥處于關(guān)閉狀態(tài)。油泵啟動后，經(jīng)低壓起動閥的
卸載作用，直到主閥CV1 關(guān)閉，P1 口的壓力上升到
一定壓力克服CV2 單向閥背壓，打開單向閥向壓力
罐充油。安全閥是由安全先導(dǎo)閥YV3 與主閥CV1
組成。
圖2 組合原理圖
按照圖2 可知，為了保證油泵電機(jī)每次都可以
卸載啟動，分別設(shè)置了低壓啟動閥和電氣卸載換向
閥，相當(dāng)于電氣、機(jī)械雙重配置。在正常情況下，油
泵電機(jī)即能通過低壓啟動閥卸載啟動也能通過電氣
卸載換向閥卸載啟動。在PLC 程序方面也進(jìn)行了
相應(yīng)的設(shè)計，在手動啟動和程控啟動油泵的同時發(fā)
出電氣卸載換向閥動作信號。電氣卸載換向閥的線
圈選用了額定電壓DC220V 的線圈。從表面上看可
以說是萬無一失。但是設(shè)計方卻忽視了電源供電
可靠性的問題。我們通過監(jiān)控系統(tǒng)歷史記錄發(fā)現(xiàn)，7
號機(jī)控制柜損壞時間正好是機(jī)械班組進(jìn)行測量試驗(yàn)
的時間。8 號機(jī)控制柜損壞也正好是檢修期間。在
該時間段一般只將油泵動力電源合上，直流電源仍
處于斷電狀態(tài)，此時電氣卸載換向閥已經(jīng)退出工作
狀態(tài)。在只有低壓啟動閥單獨(dú)作用的情況下，油泵
卸載啟動的成功率明顯降低。
4 初步結(jié)論
油壓裝置燒壞的故障原因?yàn)? 電機(jī)長時間未達(dá)
速，造成啟動電流過大，引起動力元件發(fā)熱燒壞。而
引起電機(jī)長時間未達(dá)速的主要原因有以下：
（1）電磁閥工作電源不可靠。油壓裝置電氣卸
載閥換向閥線圈選型不合理，在直流電未投入時無
法正常工作。
（2）低壓啟動閥動作不可靠，造成電機(jī)帶負(fù)載啟
動。
（3）軟啟動器電機(jī)保護(hù)參數(shù)不合理。在油泵帶
負(fù)載啟動時，無法切斷故障電流，造成故障范圍擴(kuò)
大。
5 采取措施
（1）更換電氣卸載換向閥。按照設(shè)備原理購置
了BOSCH-REXROTH 系列的24 DC 驅(qū)動電磁換
向閥，對原有驅(qū)動回路進(jìn)行修改。改造后只要油壓
裝置動力部分上電，電氣卸載換向閥可以可靠供
電。
（2）軟啟動器參數(shù)修改：修改電機(jī)保護(hù)電流參數(shù)，
開放電流過載保護(hù)，將200% 額定電流持續(xù)時間超
過20 s 啟動過載保護(hù)。在電機(jī)出現(xiàn)無法卸載啟動時，
軟啟動器可以立即切斷故障電流。
（3）檢查低壓啟動閥：利用檢修機(jī)會對低壓啟動
閥的閥芯活塞和彈簧復(fù)歸機(jī)構(gòu)進(jìn)行了檢查，并測試
了切換時間，將卸載時間調(diào)整到8~10 s。
（4）加強(qiáng)制度與定值管理。在運(yùn)行操作規(guī)程中
規(guī)定7、8 號機(jī)油壓裝置試驗(yàn)時，必須投入油壓裝置
直流電源。將油壓裝置軟啟動器電機(jī)保護(hù)參數(shù)列入
自動化保護(hù)定值管理范圍。將低壓啟動閥檢修列入
機(jī)組油壓裝置標(biāo)準(zhǔn)化檢修項(xiàng)目。
6 結(jié)束語
上述措施實(shí)施以后，對7、8 號發(fā)電機(jī)組油壓裝
置運(yùn)行狀況進(jìn)行了跟蹤觀察。從處理后至今再未出
現(xiàn)因油泵電機(jī)未達(dá)速而引起的控制回路燒壞故障，
以前經(jīng)常出現(xiàn)的動力保險損壞故障也再未出現(xiàn)，故
障得以根治。
唐 凱，等：柘溪電廠油壓裝置控制柜燒毀分析及處理

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