廖华杰，裴红洲

(1. 华能西藏发电有限公司藏木水电厂；2. 华能澜沧江水电有限公司糯扎渡水电厂,西藏 800000)

ATS48系列软启动器在糯扎渡水电站的应用

廖华杰1，裴红洲2

(1. 华能西藏发电有限公司藏木水电厂；2. 华能澜沧江水电有限公司糯扎渡水电厂,西藏 800000)

ATS48系列ATS48C21Q软启动器启动110 kW交流异步电机在我国工业现场的使用十分广泛，其良好的性能使电机控制避免机械损伤和水锤，并提供完善的电机和机械保护，该装置的正常工作对安全稳定运行至关重要。文中通过对该软启动器的分析，结合其在糯扎渡水电站筒阀油压装置系统使用过程中出现的故障，提出了在使用该软启动器的优化方法，提高了水轮发电机安全稳定运行系数。

水电站；软启动器；筒阀油压装置

0 引 言

糯扎渡水电站机组额定运行水头为187 m，最高水头为215 m，根据规程要求，水轮机停机后必须立即关闭进口阀，如果不设进口阀或不关进口阀，在导叶的立面间隙和端面间隙处不可避免的存在高速水流，使导叶上下抗磨板甚至转轮叶片的进口易发生气蚀，对于高水头或多泥沙河流尤为严重。筒阀作为一种断开阀，安装在水轮机固定导叶和活动导叶之间，很好的解决了这个问题。筒阀关闭时，起到止水阀的作用，阻止水流通过，以防导叶由于泥沙磨损而漏水过大；筒阀开启时，整个筒体缩紧水轮机支撑环和顶盖之间的腔室内，对过机水流不造成干扰。此外，筒阀还具有在水轮机飞逸时起到事故关闭的功能。

筒阀油压装置由回油箱、压力油罐、油泵及出口阀组、油过滤器及检测自动化元件等组成，其中油泵及出口阀组安装在回油箱本体上。筒阀油压装置为筒阀液压同步控制系统提供安全可靠的操作油源。正常运行时，由液压油泵向压力油罐中打油保持其压力。在糯扎渡水电站机组运行过程中，曾多次出现因软启动器故障导致压力油罐压力无法保持。因此，提高该软启动器的可靠性刻不容缓。

1 设备介绍

1.1筒阀油压装置系统

糯扎渡水电站共配置9套筒阀油压装置系统，每台机组1套，每套设有2台油泵、1个压力油罐、1个回油箱(含有静电液压过滤系统)、1个漏油箱、一套手动、自动补气装置。筒阀油压装置控制系统设有1块控制盘和1块启动盘，#1—#6机组筒阀油压装置系统使用ATS48系列ATS48C21Q软启动器作为电机启动的核心元件。筒阀油压装置控制系统每套包括保护装置、启动器和其它控制回路。每台油泵的保护动作信号、启动器状态信号、电机运行及故障信号、装置故障信号、电源监视信号、远方/现地状态等，除提供现地显示用的接点外，尚分别提供两对接点至电站计算机监控系统。

在自动控制方式下油泵电动机按自动控制流程进行控制，主备油泵电动机采用轮换工作制，并能接受电站计算机监控系统的命令实现主、备油泵的启/停操作。在自动方式退出的情况下能手动操作。系统能对每台油泵的运行时间进行累计计数。

1.2ATS48软启动器

ATS48是一种完整的软起动器产品系列，从 18A到1200A，具有旁路之后仍能提供所有完善的保护, 更有效降低压力波动和阀门冲击。具备热电子式热保护、PTC电机直接热保护 、过载保护(电流)、欠载保护(转矩)、堵转保护(稳态和瞬态)、缺相保护、频繁起动保护(再起动时间可设)、旋转方向监控、外部故障保护、电机预热保护等多种保护功能。其原理图如图1所示。

图1 电气控制原理图

2 主要控制要求及联锁功能

2.1油泵自动

根据压力油罐本体上压力信号自动控制两台油泵启停动作。

2.2油泵手动

操作人员人为控制#1、#2油泵启停。

2.3#1、#2油泵主用判断

切换把手“#1油泵/自动/#2油泵”在“自动”位时，用于自动选择主备油泵，在运行中，若主备油泵运行时间相差超过5 小时，主备油泵将自动切换；在“#1油泵”或“#2油泵”位时，手动控制选择启动油泵号。若选择#1油泵(#2油泵)，在自动控制时#1油泵(#2油泵)为主泵，#2油泵(#1油泵)为备泵。运行过程中，主备泵油不会自动切换。

2.4闭锁油泵启动

压力油罐压力达6.44 MPa时，油泵急停并闭锁油泵启泵信号，无论油泵控制方式在自动还是手动，油泵都无法启动。

2.5安全保护

液压油泵出口安全阀6.67 MPa动作，6.82 MPa 安全阀全开；压油罐安全阀7.2 MPa时动作。

2.6油压装置控制参数

油压装置控制参数见表1。

表1 油压装置控制参数

2.7重要控制逻辑

(1)启动主用泵

当油系统压力降低时，压力开关接点接通，油泵启动向贮油罐供油，当系统压力升至正常压力时，油泵停机。

(2)启动备用油泵

当油系统压力继续降低至备用油泵启动油压时，压力开关接点接通，备用油泵启动向贮油罐供油并发出报警信号，当压力回升至正常压力时，备用油泵停机。

(3)事故低油压

压力继续下降至事故低油压时，压力开关接点接通，发出事故低油压信号，快速关闭筒形阀，并发信号至电站计算机监控系统。

3 ATS48C21Q软启动器出现的问题及处理

3.1故障前筒阀油压装置油泵运行方式

切换把手“#1泵/自动/#2泵”在“自动”位，#1 油泵主用，#1、#2油泵控制方式均在“自动”位，压力油罐压力6.28 MPa。

3.2故障现象

(1)现场筒阀油压装置压油罐压力降至6.0 MPa，PLC程序判断满启动#1油泵条件，K19继电器带电闭合，进而软启前置接触器KM01闭合；接触器辅助触点启动软启，软启LED显示屏显示“PHF”故障代码(电源缺相)。

(2)就地检查发现#1油泵软启动故障,故障代码PHF,压力油罐压力降至5.9 MPa。检查控制回路，未发现回路断线及端子松动，断开软启控制电源并重新上电，故障复归，手动启动#1油泵电机，电机启动正常。

间隔10多小时后，#2油泵电机启动时，#2油泵软启动故障,故障代码PHF。检查控制回路，未发现回路断线及端子松动，采用断电重启方式，#2油泵电机启动正常。

3.3故障原因分析及处理

经检查ATS48C21Q软启动工作原理图，发现筒阀油压装置系统油泵软启带有前置接触器，且软启动器启动指令来自前置接触器辅助触点。认真查看该软启说明书，分析时序图，推断故障原因可能为：PLC开出启泵令后，K19带电，进而使前置接触器KM01带电。由于前置接触器KM01主触头并不是每次均先于其辅助触点闭合，当前置接触器KM01辅助触点先于主触头闭合时，该软启报PHF故障代码，致使油泵电机无法启动，导致压力油罐压力无法保持。随即进行现场模拟试验，试验证明推断结论完全正确。

糯扎渡电厂经过技术改造，使软启动器启动令与前置接触器闭合令来自不同的继电器，使前置接触器先闭合，经一定延时后，发软启启动令。

ATS48系列软启动器，在安装有前置接触器时，应保持软启动器主回路先带电，然后发启动软启命令(禁止使用前置接触器辅助触点做为软启启动令)。

4 结束语

糯扎渡水电站#4-#6机组筒阀油压装置自2013年6月改造、调试完毕，正式投入使用至今，系统运行稳定，未发生因软启报PHF故障导致#1、#2油泵启动失败而影响机组安全稳定运行的不安全事件。真正找到了导致该系统运行不稳定的根本原因，提高了水轮发电机安全稳定运行系数。

[1] 马新红,李 涛,钟光华. 小浪底电厂筒阀液压控制系统[J]. 大电机技术,2006(2).

[2] 魏守坤.水口水电厂压油装置及补气控制系统PLC改造[J].福建电力与电工，2003(2).

[3] 李国厚,高淑萍.软启动技术及其应用[J].煤矿机械,2006(7).

Application of ATS48 Series Soft Starter in Nuozhadu Hydropower Station

LIAO Hua-jie1, PEI Hong-zhou2

(1. Huaneng Tibet Power Generation Co., Ltd. 2. Huaneng Lancang River Hydropower Co., Ltd. Nuozadu Hydropower Plant,Xizang 800000,China)

The ATS48 series ATS48C21Q soft starter start 110KW AC asynchronous motor in the industrial field is widely used, the good performance of the motor control to avoid mechanical damage and water hammer, and provide perfect motor and mechanical protection, the normal work of the device are safe and stable transport is very important. In this Paper through the analysis of the soft starter, combined with its in Nuozhadu hydropower station valve cylinder hydraulic system faults using process, in the use of the optimization method of the soft starter and improve the hydro generators safe and stable operation of the coefficient has been put forward.

Hydropower station; Soft starter; Hydraulic cylinder valve device

2015-06-11

2015-06-28

廖华杰(1981-)，男，工学学士，工程师，华能西藏发电有限公司藏木水电厂。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.07.010

TM761.1

B

1009-3230(2015)07-0032-03