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摘 要：6KV轴瓦型一次风机电机油站润滑油泵控制系统存在设计隐患，两台油泵未采取独立电源，并配有电源自动切换装置，当两台油泵同时失去动力电源时，存在导致一次风机跳闸的风险，可能导致轴瓦断油烧瓦的重要设备损坏事故发生，引起机组的不安全运行。
关键词：轴瓦;电机;电源;自动切换装置
某发电公司A、B一次风机电机使用上海电机厂生产的YKK710-4轴瓦式6KV三相异步电动机，电机润滑油泵使用两台1.1KW的齿轮泵，供油压力>0.8MPa。由于施工设计原因，一次风机两台油泵未独立接取电源，由一路电源送至就地控制柜，在控制柜内实现两台油泵的自动切换。中国大唐集团公司安生（2015）42号《火力发电设备隐患排查治理手册》4.1.2中规定，“就地控制箱采用双电源切换后再单路电源接带两台重要电动机时，宜取消切换装置，两台电机由两路不同通道的电源分别直接接带”，应将一次风机两台油泵电源进行改造，分别接取独立电源供电。为了保障设备的安全运行，结合生产现场实际状况，采取最经济可靠和最优的解决方式对其电气一、二次控制回路进行了改造与优化，优化后的系统更加可靠、稳定，各项逻辑更加完善。
1 改造前情况介绍
A、B一次风机电机油站设计为两路电源，两路电源分别通过自动切换装置连接在同一条小母线上，1号、2号油泵、加热器从小母线上接取电源，两路电源配有自动切换装置，正常运行方式下由主电源供电，当出现故障跳闸后自动切入备用电源供电[1]，但是在施工过程中只敷设了一路电源，可靠性严重降低。
油泵的运行方式选择通过就地控制柜SA1转换开关的4对辅助接点1主2备、2主1备、1运行、2运行实现了1、2号油泵之间切换，运行方式确定之后，均可通过远方/就地操作实现[3]。
远方启动/停止是通过分别输入对应两对指令输出同一对启停指令ON/OFF，分别接通启动继电器KA3和停止继电器KA17来实现，但是两台油泵不能并列运行[2]。在自动切换装置中，当主电源QF1跳闸后，KM1接触器断开，延时5S，KM2接触器闭合，切为备用电源QF2供电;当备用电源QF2跳闸后，KM2接触器断开，KM1接触器闭合，切为主电源QF1供电，两台油泵之间的联锁是通过油压开关触发中间继电器KA10和热偶常开接点FR实现油泵的启动[1]。
2 改造优化方案的对比分析
2.1 方案一
其取消就地控制柜，需要新增一路动力电源引接至2号油泵电机。此方案需要在锅炉MCC间隔中配置一个电源抽屉开关，选用3*2.5mm2动力电缆200m*2作为2号油泵的动力电缆，选用10*1.0控制电缆120m*4作为启动、停止指令、反馈和故障报警使用，还需要对油站DCS逻辑、画面显示进行设计更改，同时还要对电机保护装置进行整定校验。
2.2 方案二
其在原有控制柜的基础上进行改造。此方案需取消电源自动切换装置，新增一路动力电源引接至2号油泵电机，在锅炉MCC配置一个电源抽屉开关，选用3*2.5mm2动力电缆200m*2作为2号油泵的动力电缆，需要4個380V中间继电器作为电源监视继电器供联锁使用，所有的启动、停止、反馈DCS逻辑及显示保持原状不变。
2.3 方案对比
方案一是将控制系统恢复到传统的电源设计方式，两台泵各自取独立的电源控制系统，由DCS逻辑实现油泵的启停和联锁，但是两台油泵需要重新敷设两根控制电缆，从就地配电柜引至热工DCS电子间，并且对原有的逻辑、显示画面都重新进行设计更改，对电机保护装置需要重新进行整定校验，改造工期较长，需要参与人员较多，工时费用较大。方案二是采用就地取材的方式，最大化利用现有的元器件和电气控制系统实现两台泵的电源、控制相互独立，由原DCS系统实现启停、联锁，只需要敷设一根动力电缆，其余均在就地控制柜内完成对电气一、二次系统的改造优化，实现独立的控制系统，改造工期较短，只需要在电缆敷设时有较多人员参与，总体工时费用较少。
通过比较，两个方案在可行性和可靠性方面都能够实现油泵电机的电源独立控制和自由选择切换;在经济性方面，方案二整个主体环节只涉及单专业作业，只需要在调试时热工人员加入配合，在施工材料选择、费用消耗、工时、工期方面优势显著，具有较强的可操作性，故选择方案二。
3 改造方案的设计实施
3.1 电气一次回路设计及改造变更情况
A、B一次风机油站各新增一路电源，敷设两根3*2.5mm2动力电缆，始于锅炉1号MCC和2号MCC、止于就地控制柜，取消就地控制柜内电源切换装置，对油站加热器电源重新配置。2A一次风机电机2号油泵电机电源取自锅炉1号MCC-CO1开关，2B一次风机电机2号油泵电机电源取自锅炉2号MCC MCC-CO1开关。QF1和QF2作为两台油泵的柜内进线电源，下设两个分电源开关QF3和QF4作为油泵的电源开关，QF5作为加热器电源开关，取自1号油泵总电源开关QF1（原动力电缆为3*4mm2，电缆载流量和容量较大，故选择正常运行时接至QF1电源开关处）。
3.2 电气二次回路改造优化情况
一次回路设计引入后，只有保证220交流控制电源L01、L02不失电或瞬间再得电，总体的逻辑启停回路才不会改变。首先取消原电源切换装置一、二次回路，拆除相应的电气元器件。当一次风机电机在运行状态时，运行油泵跳闸或运行状态异常时，备用油泵通过油压和热偶联锁启动;当控制电源瞬间失电又瞬间得电的过程中，必须联锁实现备用油泵的启动。
基于上述逻辑，对控制变回路进行了改造。控制变电源由两路组成，分别取自1号油泵总电源开关QF1和2号油泵总电源开关QF2，第一路通过控制变电源监视继电器KA1常开辅助接点连接，第二路通过控制变电源监视继电器KA1常闭辅助接点连接（比取KA2常开辅助接点串联KA1常闭辅助接点电路接点数少、故障点少），当1号油泵总电源失电后，自动切至第二路控制电源运行。 当QF1开关跳闸后，控制电源瞬间失电再得电后，原设计只能通过运行人员手动操作发出启动指令，联锁启动原运行油泵，但原运行油泵已无动力电源，再次启动失败，所以在控制回路新增失电联锁启动功能，来启动备用油泵。此功能通过电源监视继电器K1常闭接点并接至2号油泵控制回路和电源监视继电器K2常闭接点并接至1号油泵控制回路实现，并且分别在1、2号油泵接触器KM1、KM2线包上口串接电源监视继电器K1、K2常开接点切断回路，避免再次发送错误故障信号误导运行人员。当QF1开关跳闸后，DCS会发出备用泵的启动指令[2]，使得KA3继电器重新得电励磁，实现失电联锁启动。
原方案无法实现油泵的并列运行，为了提高定期切换的可靠性，新增1号、2号油泵旁路切换功能，实现油泵定期切换时的并列运行。在1、2号油泵控制回路分别新增旁路接触器KM3、KM4和转换启停开关S1、S2，通过旁路接触器合闸实现1、2号油泵的旁路启动，备用油泵检查正常后，切除旁路接触器，改造后的电气二次原理图如图1所示。
3.3 改造优化后运行方式情况说明
回路改造后，原启动方式及运行方式保持不变。
新增的A一次风机电机2号油泵电机电源（取自锅炉1号MCC-CO1）开关和B一次风机电机2号油泵电机电源（取自锅炉2号MCC-CO1）开关，这两组开关无远方启停功能，停送电时必须在就地电源抽屉开关处手动合分闸。
在就地控制柜处停送电时，只需断开1号油泵电源开关QF3和2号油泵电源开关QF4。
新增的旁路接触器KM3、KM4，只在设备定期切换时使用。在切换过程中或者切换后运行油压异常，均可以联锁启动备用油泵运行。
3.4 并列運行切换方法说明
在1主2备方式下1号泵运行，切至2主1备方式下2号泵运行：此情况下1号泵运行，切换1号旁路转换开关S1至启动位，1号油泵旁路接触器吸合，确认就地1号泵检查正常后，切至2主1备，检查2号油泵已启动运行，检查确认运行正常后，切换1号旁路转换开关S1至停止位，停止1号油泵运行。
在2主1备方式下的切换步骤同1主2备方式下操作。
4 结语
此次针对设计隐患，对A、B一次风机电机油站润滑油泵控制系统改造优化，取消了电源切换装置，将两台电机电源改由两路独立电源分别直接接带，并且对控制回路可能出现的各种故障都重新进行了设计优化，提高了设备的可靠性，有效降低了由于油泵电源中断引起一次风机跳闸的风险，同时也避免了油泵跳闸后造成轴瓦断油烧瓦的重要设备损坏事故发生。在改造过程中，充分结合现场实际就地取材，新增自由并列运行切换和失电联锁启动功能，使得原有逻辑更加完善。在可靠性满足要求的前提下，有效降低了一般技改的费用，将经济性和可靠性有机完美结合，实现了最优设计改造与优化，在后续的电气设备回路升级改造中值得借鉴。
参考文献
[1] 毛妙善.一次风机稀油站电控原理一、二次图[M].上海：上海冷富机电工程公司，2009.
[2] 王逸铭.一次风机稀油站DCS逻辑控制图[M].上海：上海冷富机电工程公司，2009.
[3] 史智刚.辅机及电气公用系统运行规程[M].运城：运城发电公司，2018.
关键词：轴瓦;电机;电源;自动切换装置
某发电公司A、B一次风机电机使用上海电机厂生产的YKK710-4轴瓦式6KV三相异步电动机，电机润滑油泵使用两台1.1KW的齿轮泵，供油压力>0.8MPa。由于施工设计原因，一次风机两台油泵未独立接取电源，由一路电源送至就地控制柜，在控制柜内实现两台油泵的自动切换。中国大唐集团公司安生（2015）42号《火力发电设备隐患排查治理手册》4.1.2中规定，“就地控制箱采用双电源切换后再单路电源接带两台重要电动机时，宜取消切换装置，两台电机由两路不同通道的电源分别直接接带”，应将一次风机两台油泵电源进行改造，分别接取独立电源供电。为了保障设备的安全运行，结合生产现场实际状况，采取最经济可靠和最优的解决方式对其电气一、二次控制回路进行了改造与优化，优化后的系统更加可靠、稳定，各项逻辑更加完善。
1 改造前情况介绍
A、B一次风机电机油站设计为两路电源，两路电源分别通过自动切换装置连接在同一条小母线上，1号、2号油泵、加热器从小母线上接取电源，两路电源配有自动切换装置，正常运行方式下由主电源供电，当出现故障跳闸后自动切入备用电源供电[1]，但是在施工过程中只敷设了一路电源，可靠性严重降低。
油泵的运行方式选择通过就地控制柜SA1转换开关的4对辅助接点1主2备、2主1备、1运行、2运行实现了1、2号油泵之间切换，运行方式确定之后，均可通过远方/就地操作实现[3]。
远方启动/停止是通过分别输入对应两对指令输出同一对启停指令ON/OFF，分别接通启动继电器KA3和停止继电器KA17来实现，但是两台油泵不能并列运行[2]。在自动切换装置中，当主电源QF1跳闸后，KM1接触器断开，延时5S，KM2接触器闭合，切为备用电源QF2供电;当备用电源QF2跳闸后，KM2接触器断开，KM1接触器闭合，切为主电源QF1供电，两台油泵之间的联锁是通过油压开关触发中间继电器KA10和热偶常开接点FR实现油泵的启动[1]。
2 改造优化方案的对比分析
2.1 方案一
其取消就地控制柜，需要新增一路动力电源引接至2号油泵电机。此方案需要在锅炉MCC间隔中配置一个电源抽屉开关，选用3*2.5mm2动力电缆200m*2作为2号油泵的动力电缆，选用10*1.0控制电缆120m*4作为启动、停止指令、反馈和故障报警使用，还需要对油站DCS逻辑、画面显示进行设计更改，同时还要对电机保护装置进行整定校验。
2.2 方案二
其在原有控制柜的基础上进行改造。此方案需取消电源自动切换装置，新增一路动力电源引接至2号油泵电机，在锅炉MCC配置一个电源抽屉开关，选用3*2.5mm2动力电缆200m*2作为2号油泵的动力电缆，需要4個380V中间继电器作为电源监视继电器供联锁使用，所有的启动、停止、反馈DCS逻辑及显示保持原状不变。
2.3 方案对比
方案一是将控制系统恢复到传统的电源设计方式，两台泵各自取独立的电源控制系统，由DCS逻辑实现油泵的启停和联锁，但是两台油泵需要重新敷设两根控制电缆，从就地配电柜引至热工DCS电子间，并且对原有的逻辑、显示画面都重新进行设计更改，对电机保护装置需要重新进行整定校验，改造工期较长，需要参与人员较多，工时费用较大。方案二是采用就地取材的方式，最大化利用现有的元器件和电气控制系统实现两台泵的电源、控制相互独立，由原DCS系统实现启停、联锁，只需要敷设一根动力电缆，其余均在就地控制柜内完成对电气一、二次系统的改造优化，实现独立的控制系统，改造工期较短，只需要在电缆敷设时有较多人员参与，总体工时费用较少。
通过比较，两个方案在可行性和可靠性方面都能够实现油泵电机的电源独立控制和自由选择切换;在经济性方面，方案二整个主体环节只涉及单专业作业，只需要在调试时热工人员加入配合，在施工材料选择、费用消耗、工时、工期方面优势显著，具有较强的可操作性，故选择方案二。
3 改造方案的设计实施
3.1 电气一次回路设计及改造变更情况
A、B一次风机油站各新增一路电源，敷设两根3*2.5mm2动力电缆，始于锅炉1号MCC和2号MCC、止于就地控制柜，取消就地控制柜内电源切换装置，对油站加热器电源重新配置。2A一次风机电机2号油泵电机电源取自锅炉1号MCC-CO1开关，2B一次风机电机2号油泵电机电源取自锅炉2号MCC MCC-CO1开关。QF1和QF2作为两台油泵的柜内进线电源，下设两个分电源开关QF3和QF4作为油泵的电源开关，QF5作为加热器电源开关，取自1号油泵总电源开关QF1（原动力电缆为3*4mm2，电缆载流量和容量较大，故选择正常运行时接至QF1电源开关处）。
3.2 电气二次回路改造优化情况
一次回路设计引入后，只有保证220交流控制电源L01、L02不失电或瞬间再得电，总体的逻辑启停回路才不会改变。首先取消原电源切换装置一、二次回路，拆除相应的电气元器件。当一次风机电机在运行状态时，运行油泵跳闸或运行状态异常时，备用油泵通过油压和热偶联锁启动;当控制电源瞬间失电又瞬间得电的过程中，必须联锁实现备用油泵的启动。
基于上述逻辑，对控制变回路进行了改造。控制变电源由两路组成，分别取自1号油泵总电源开关QF1和2号油泵总电源开关QF2，第一路通过控制变电源监视继电器KA1常开辅助接点连接，第二路通过控制变电源监视继电器KA1常闭辅助接点连接（比取KA2常开辅助接点串联KA1常闭辅助接点电路接点数少、故障点少），当1号油泵总电源失电后，自动切至第二路控制电源运行。 当QF1开关跳闸后，控制电源瞬间失电再得电后，原设计只能通过运行人员手动操作发出启动指令，联锁启动原运行油泵，但原运行油泵已无动力电源，再次启动失败，所以在控制回路新增失电联锁启动功能，来启动备用油泵。此功能通过电源监视继电器K1常闭接点并接至2号油泵控制回路和电源监视继电器K2常闭接点并接至1号油泵控制回路实现，并且分别在1、2号油泵接触器KM1、KM2线包上口串接电源监视继电器K1、K2常开接点切断回路，避免再次发送错误故障信号误导运行人员。当QF1开关跳闸后，DCS会发出备用泵的启动指令[2]，使得KA3继电器重新得电励磁，实现失电联锁启动。
原方案无法实现油泵的并列运行，为了提高定期切换的可靠性，新增1号、2号油泵旁路切换功能，实现油泵定期切换时的并列运行。在1、2号油泵控制回路分别新增旁路接触器KM3、KM4和转换启停开关S1、S2，通过旁路接触器合闸实现1、2号油泵的旁路启动，备用油泵检查正常后，切除旁路接触器，改造后的电气二次原理图如图1所示。
3.3 改造优化后运行方式情况说明
回路改造后，原启动方式及运行方式保持不变。
新增的A一次风机电机2号油泵电机电源（取自锅炉1号MCC-CO1）开关和B一次风机电机2号油泵电机电源（取自锅炉2号MCC-CO1）开关，这两组开关无远方启停功能，停送电时必须在就地电源抽屉开关处手动合分闸。
在就地控制柜处停送电时，只需断开1号油泵电源开关QF3和2号油泵电源开关QF4。
新增的旁路接触器KM3、KM4，只在设备定期切换时使用。在切换过程中或者切换后运行油压异常，均可以联锁启动备用油泵运行。
3.4 并列運行切换方法说明
在1主2备方式下1号泵运行，切至2主1备方式下2号泵运行：此情况下1号泵运行，切换1号旁路转换开关S1至启动位，1号油泵旁路接触器吸合，确认就地1号泵检查正常后，切至2主1备，检查2号油泵已启动运行，检查确认运行正常后，切换1号旁路转换开关S1至停止位，停止1号油泵运行。
在2主1备方式下的切换步骤同1主2备方式下操作。
4 结语
此次针对设计隐患，对A、B一次风机电机油站润滑油泵控制系统改造优化，取消了电源切换装置，将两台电机电源改由两路独立电源分别直接接带，并且对控制回路可能出现的各种故障都重新进行了设计优化，提高了设备的可靠性，有效降低了由于油泵电源中断引起一次风机跳闸的风险，同时也避免了油泵跳闸后造成轴瓦断油烧瓦的重要设备损坏事故发生。在改造过程中，充分结合现场实际就地取材，新增自由并列运行切换和失电联锁启动功能，使得原有逻辑更加完善。在可靠性满足要求的前提下，有效降低了一般技改的费用，将经济性和可靠性有机完美结合，实现了最优设计改造与优化，在后续的电气设备回路升级改造中值得借鉴。
参考文献
[1] 毛妙善.一次风机稀油站电控原理一、二次图[M].上海：上海冷富机电工程公司，2009.
[2] 王逸铭.一次风机稀油站DCS逻辑控制图[M].上海：上海冷富机电工程公司，2009.
[3] 史智刚.辅机及电气公用系统运行规程[M].运城：运城发电公司，2018.