ABBSACEE4H/EMS40型开关故障分析及处理

ABBSACEE4H/EMS40型开关故障分析及处理

史珂考

史珂考

（深圳市广前电力有限公司广东深圳518054）

摘要：本文以前湾燃机电厂现场出现的故障为例，分析了MDS-5开关跳闸的原因，介绍了此类开关出现缺陷时的分析和处理措施，以及调试、维护该类开关时应注意的事项。

关键词：开关；跳闸；励磁

1引言

前湾燃机电厂机组为390MW级单轴燃气蒸汽联合循环机组，其励磁系统采用DFEM-ABB公司生产的UNITROL5000自并励静止励磁系统，整个励磁系统由励磁变压器、微机型励磁调节器、大功率可控硅整流柜、灭磁及过电压保护柜、起动励磁变压器及切换开关柜等部分组成。静态励磁系统通过使用可控硅整流装置直接控制励磁电流来调节同步电机的端电压和无功功率的流向。

在静态励磁系统中，励磁电源来自发电机机端。同步电机的励磁电流流过励磁变压器、磁场断路器和功率柜。在开机时，励磁能量来自发电机的剩余残压，一旦可控硅整流装置的输入电压达到10到20V时，可控硅整流装置和控制电路具备正常的运行条件并开始软起励。在并网后，励磁系统可以在调节机端电压和无功的AVR方式或叠加控制方式下运行。叠加控制也就是发电机的功率因数和无功控制。另外，它可以接受电站的成组电压调节和无功调节。

2励磁系统接线方式介绍

机组启动、吹扫、点火及透平功率小于压气机所需功率的时间断内，励磁变压器低压侧开关MDS-5分闸，6kV母线上的6kV高压侧开关618合闸、逻辑转换盘DS11开关合闸、发电机出口刀闸8011合闸，通过#1SFC变频器向发电机定子线圈供电；6kV母线上的启动励磁变压器6kV高压侧开关617合闸、低压侧开关MDS-4合闸、41E灭磁开关合上，供给发电机转子绕组励磁电流，发电机处于他励运行方式，发电机转换成电动机运行，带动汽轮机、燃机旋转。当转速升至2180r/min后，燃机达到自持转速，SFC静态变频器自动退出运行，6kV段母线上启动励磁变压器6kV高压侧开关分闸、41E灭磁开关断开、低压侧开关MDS-4分闸，励磁变压器低压侧开关MDS-5合闸，机组处于自并励运行模式。

在机组转速达到3000r/min时，合上发电机灭磁开关41E启动升压至20KV，正常后发电机投入自动准同期装置并网运行。

4现场故障情况

4.12013年10月8日早上起机时，SFC退出时按照起机逻辑程序合上#1机励磁变出口开关MDS-5，在6点18分07秒在DCS上显示#1机励磁变出口开关MDS-5合闸，约2秒后在DCS上显示MDS-5自动跳闸，随后运行人员就地手动合上MDS-5，合闸成功并且机组成功并网。

4.22013年10月9日早上起机时，SFC退出时按照起机逻辑程序合上#1机励磁变出口开关MDS-5，在6点22分37秒在DCS上显示#1机励磁变出口开关MDS-5合闸，2秒左右在DCS上显示MDS-5自动跳闸，随后运行人员就地手动合上MDS-5，合闸成功并且机组成功并网。

5MDS-5开关合闸后跳闸的故障查找及原因分析

导致MDS-5开关跳闸的原因可能有：开关未能完全合闸，但开关分、合闸状态反馈信号已传送至DCS，存在时间差；开关机构本体存在问题合闸后跳闸；MDS-5开关辅助接点粘连，而启动回路逻辑存在分闸信号；分闸继电器接点击穿或粘连；控制电缆接地或短路。

5.1控制回路检查

检查控制电缆绝缘状况良好；控制电压DC110V；对励磁启动盘柜内的12个继电器（OMRONMM2XP-D）进行校验，校验结果合格；对继电器的接点之间绝缘值进行检查，绝缘值均合格；检查现场按钮S52、继电器K4接点、开关MDS-5的辅助接点、继电器K53及其接点正常；检查储能回路限位开关S33M、SB正常。

5.2开关本体检查

打开MDS-5开关面板进行本体检查，各部件正常，无松动现象，电动弹簧机构储能正常，利用MDS-5控制柜上的就地按钮S43、S52进行开关的合、分闸试验10次，未发现开关机构存在异常。利用DCS上远程控制分、合闸试验5次正常。利用手动储能手柄储能10次，并进行机械合分闸，均未见任何异常。

5.3模拟拖动发电机试验

通过对#1机6kV启动励磁变电源开关617、#1机6kV#1SFC隔离变电源开关618、#2机6kV#2SFC隔离变电源开关628分别拉至试验位。退出#2、#3发变组保护一柜、二柜“SFC系统故障开入压板LP23”、#1发变组保护一、二柜“热工保护开入压板”进行#1SFC模拟拖动#1发电机试验，共进行三次模拟试验，MDS-5开关均能合上，监测继电器K4未发现有信号串入分闸回路。但发现MDS-5开关在合闸后储能机构储能电机持续运行有两次储能情况。

针对上述情况，再次进行MDS-5开关就地电动分合试验。将MDS-4/MDS-5切换至“就地”控制方式。就地电动操作MDS-5合闸20次左右，出现MDS-5合闸过程中储能机构多次电动机持续储能动作情况，在储能机构多次电动机持续储能动作过程中MDS-5开关分闸。然后在DCS上查该次的事件记录，MDS-5合闸状态反馈信号约保留2～3秒后消失，出现MDS-5分闸状态反馈信号，该事件记录信息与10月8日、9日两次正常启机过程中在#1SFC退出时MDS-5K开关合闸不成功MDS-5开关合、分闸状态事件记录时间间隔基本一致。

从上述检查试验情况看，MDS-5开关偶然性出现合闸后跳闸或重复储能异常情况，造成的原因如下：前湾燃机点擦汗那个发电机机组属于调峰机组，日启夜停，开关分、合次数较多。a)储能回路限位开关S33M有粘连或储能机构机械磨损打滑；b)开关机构的分、合闸钩块转动灵敏度不够或出现机构磨损。针对此情况对MDS-5开关的本体机构进行更换，并且对储能回路限位开关S33M处理。经过处理后目前MDS-5开关合、分闸正常。

6结束语

由于前湾燃机电厂MDS-5开关属于固定式安装，开关更换较为复杂，需履行第一种工作票手续，需拆开电气一次相关连接铜板，拆卸工作量大，开关沉重，空间设计比较狭小，检修更换工作困难，建议可采用抽出式开关，在开关本体故障时可快速更换，节省检修时间，提高机组年利用小时数。

参考文献

[1]Emax低压空气断路器安装、使用和保养说明书—ABB.

[2]400MW燃气轮发电机组励磁系统运行说明手册—东方电机股份有限公司.

[3]励磁系统原理图—东方电机股份有限公司.

[4]启动盘柜原理图—东方电机股份有限公司.