一起调相机润滑油泵切换时油压异常问题分析

张国栋　马国祥

摘  要：大型调相机的投运，可以充分发挥在交直流混联电网中的动态无功支撑作用，提升电网的安全稳定性，改善电网功率因数，维持电网电压水平，保障绿色特高压电网的高效安全运行。调相机正常运行时，润滑油系统交流润滑油泵一用一备，直流润滑油泵备用。油泵切换分为周期切换和故障切换，本文主要介绍油泵切换时油压异常问题分析，并提出了措施和建议。

关键词：调相机，油泵，油压，分析，建议

0前言

调相电机转子作为高速旋转的大型部件，在机组工作时需要提供润滑油在轴承上形成连续的油膜，转子在这层油膜上转动才能避免主轴与轴承直接接触造成烧瓦。形成油膜本身只需要少量的润滑油，但是由于转子的传热、轴承面的摩擦以及润滑油自身的紊流，会产生大量热量，为了维持轴承正常的运行温度，需提供更多的油量对轴承进行冷却。调相机正常运行时，润滑油系统交流润滑油泵一用一备，直流润滑油泵备用。油泵切换分为周期切换和故障切换，周期切换时，先启备用交流润滑油泵，备用交流油泵启动运行正常后停止原运行泵;故障切换时，润滑油泵母管压力低I值开关（0.53MPa）动作联启备用交流润滑油泵，母管压力低Ⅱ值开关（0.24MPa）动作联启直流油泵，母管压力低Ⅲ开关（0.135MPa，跳机值）动作信号“三取二”后触发热工主保护，调相机跳闸。

1故障情况

2018年4月28日16时20分，某换流站执行站用电倒闸操作时，1号调相机交流润滑油泵B电机失压停止运行，润滑油母管压力降低，润滑油泵母管压力低I值开关（0.53MPa）、低Ⅱ值开关（0.24MPa）依次动作，交流润滑油泵A和直流润滑油泵联锁启动正常。16时20分50秒，润滑油供油口压力低Ⅲ值开关（0.135MPa，跳机值）动作，1号调相机热工主保护无延时动作，1号调相机紧急停机。

2问题原因分析

调相机润滑油系统油泵切换时导致跳机可能的原因有三个方面：DCS逻辑不完善，滑油压力开关动作异常，备用油泵联启后油压未及时建立。在1号调相机停机情况下，对润滑油系统进行了试验验证。

1）润滑油系统单台交流润滑油泵运行，投入备用泵联锁，多次手动停润滑油运行泵，备用泵和直流油泵均联启成功，说明DCS润滑油联起逻辑组态正确。

2）通过对三台润滑油供油口压力低III值压力开关进行校验，校验结果表明，三台供油口压力低III值压力开关的动作值正确，说明滑油压力开关动作异常。

3）经过多次润滑油泵故障切泵试验，发现当油泵停止运行后油压下降较快，润滑油母管压力低I值动作到返回需要经历700ms-800ms。说明运行交流润滑油泵跳闸联启备用泵时，建立润滑油压力所需时间较长。

通过上述试验分析可知，调相机润滑油系统油泵切换时，油压异常导致跳机问题发生原因为调相机润滑油系统故障切泵时，备用泵联启较慢，建立润滑油压力所需时间偏长，导致油压下降过快，润滑油母管压力低跳机信号“三取二”无延时触发调相机热工主保护动作跳机。

3措施及建议

1）增加交流油泵就地联锁起动回路，减少备用泵启动时间，避免油压下降过快。

对润滑油泵就地控制柜硬接線回路改造，实现交流失电信号可直接触发启动备用交流油泵。调相机运行过程中，就地柜“联锁投入（调相机运行）”已投入，如出现主泵控制柜失电、主泵断路器跳闸、主泵热继电器过载、泵出口压力低（0.53MPa）信号中任一个信号，则备用泵控制回路通过硬接线立即投入。

2）低跳机信号增加1秒延时动作

交流润滑油B泵失电后备用的A泵和直流油泵均能联锁启动，但是备用泵启动延时较长，油压迅速降低，备用交流油泵未来得及建压，油压就到达低三值（0.135MPa）造成保护动作跳机。韶山换流站润滑油压从低I值（0.53MPa）启备用泵到润滑油母管压力重新恢复到压力低I段定值所需时间819ms左右。

综上所述，将润滑油母管压力低跳机信号“三取二”无延时触发调相机热工主保护动作跳机改为增加1秒延时（躲过819ms建压时间），避免故障切泵过程中备用泵建压不及时导致调相机跳机。

3）调整油压低联起备用泵压力开关定值正常周期切泵时，一般是先启备用泵，再停需要切换的泵，在停需要切换的泵时会造成润滑油母管压力变化，可能出现压力波动至0.53MPa以下，此时压力异常低于定值就会引起故障切泵，造成直流油泵误启动。由于正常周期切泵过程中只是压力波动，根据运行经验，正常周期切泵时油压波动不会造成油压低于0.5MPa。因此，将油压低联起备用泵压力开关定值略微调低（由0.53MPa降为0.50MPa），避免油泵正常切换时油压小幅波动联起直流泵。在联起备用泵压力开关定值改为0.50MPa后，未在出现过误启直流油泵情况。

4）加装润滑油蓄能器

加装润滑油蓄能器，在事故工况情况下，油液的快速补充，减缓油压下降的速度。润滑油泵周期切换过程中润滑油压力能保持稳定，不触发交流泵出口压力低联启交流备用泵+直流备泵油压（0.50MPa）压力开关动作。

5）故障切泵同时联起直流泵，增加可靠性。故障切泵过程中润滑油母管压力降低快，备用交流油泵启动建压慢，未来得及建压，油压下降至低Ⅲ值（0.135MPa）造成保护动作跳机。备用交流油泵和直流油泵同时启动，使得建压时间缩短，可增加切泵过程中的可靠性。

6）在运调相机检修期间对润滑油系统各压力开关进行校验，对不合格的压力开关进行更换。

参考文献：

[1]文耀华，双水内冷调相机润滑油系统油泵切换快速响应能力分析，现代驱动与控制《电机技术》2020年第3期。