AST电磁阀故障处理及其电源改造

AST电磁阀故障处理及其电源改造

陈少煌林沛文

（粤电集团茂名臻能热电有限公司广东茂名525000）

摘要：针对某燃煤电厂#5机组的一对并联布置的AST电磁阀供电电源开关跳闸，导致该对AST电磁阀失电而开启，增加了机组的运行风险。通过对该对AST电磁阀及其供电回路的分析和排查，找出故障原因并处理，积累经验。同时在处理该故障的过程中发现了供电电源在设计和布置上存在的不足和风险，将其进行改造，使AST电磁阀的供电回路能够冗余配置，减少了AST电磁阀的误动率，增强其运行的稳定性，保障了机组的安全运行。

关键词：AST电磁阀；APS电源；UPS电源

一、概述

某燃煤电厂#5机组是哈尔滨汽轮机厂有限公司生产的200MW机组，其汽轮机是超高压一次中间再热双抽三缸双排汽冷凝式。AST电磁阀在机组的正常运行过程中发挥着重要的作用。4个AST电磁阀是串、并联布置。正常运行时电磁阀均带电，处于关闭状态，封住危急遮断油总管至泄油管路，建立高压安全油。失电时电磁阀则开启。泄去高压安全油，关闭所有主汽门和高调门。2017年5月，该燃煤电厂#5机组的2号和4号AST电磁阀发生同时失电故障，该对电磁阀是同侧并联布置的，而1号和3号AST电磁阀为另外一侧并联布置，由于只有单侧电磁阀动作，所以没有发生跳机事故。经初步调查，2号和4号AST电磁阀是由同一路110VAC电源供给的，正是该路电源的空气开关K21跳闸引起这两个电磁阀同时失电的，具体是何原因导致该空气开关跳闸的，暂时未知。考虑到1号和3号AST电磁阀暂时能正常工作，而机组将在近期停机，为了保障机组的正常运行，经决定，暂时对该故障不进行处理，安排热控人员加强巡检，待停机之后再加急处理。6月上旬，#5机组按计划停机，热控人员立即安排人员对该故障进行检查和处理。经最后查实，4号AST电磁阀线圈损坏是导致该故障的根源，更换一个新的AST电磁阀即处理好。在故障排查的过程中，热控人员发现AST电磁阀的电源回路设计有缺陷、不尽合理的地方，存在一定的风险。经决定，对其电源回路进行改造。

二、故障处理过程

从DEH柜送来的一路220VAC电源经过变压器转换成110VAC电源输出，该输出电源又分成两路，每一路各串接上一个中间继电器（该继电器受ETS系统中PLC的DO输出控制）的常闭触点，然后给AST2和AST4供电。

经分析，故障发生的原因主要可能是以下几点：

1、2号或4号AST电磁阀的线圈短路，使得流过空气开关K21的电流过大，造成开关跳闸；

2、2号或4号AST电磁阀的线圈到端子排间的接线发生线间短路或对地短路故障；

3、端子排到继电器的接线发生线间短路或对地短路故障；

4、继电器故障；

5、变压器发生故障；

6、空气开关K21故障。

针对以上各种可能作出如下处理：

将空气开关重新打上，发现空气开关仍然会跳闸。在汽轮机平台处，用万用表测量四个AST电磁阀的线圈电阻并进行对比，并未发现各线圈阻值有太大的区别。由于AST1和AST3未出现故障，因此暂时判断AST2和AST4电磁阀的线圈是正常的，没有短路。用摇表对各段接线进行绝缘测量，发现各段接线的线间及其各自对地均绝缘良好，也没有出现短路的现象。而各继电器经拆下来测试，也能正常闭合和断开，均正常无故障。由于热控人员以前碰到过由于空气开关损坏而导致开关跳闸的情况发生，所以猜想可能是空气开关损坏了，不能正常地合闸。于是更换了一个全新的、合格的、同型号、同规格的空气开关，发现情况并未得到改善，送上电后空气开关依然跳闸。据此，判断变压器损坏的原因较大，然而当拆下变压器测试的时候，发现其也能正常工作，将220VAC输入转换成110VAC输出。

于是，猜想AST电磁阀发生故障的概率还是比较大，重新仔细检查AST电磁阀。测量四个AST电磁阀的线圈电阻值，结果仍然是几个AST电磁阀的线圈电阻值差别不大。最后怀疑万用表存在问题。更换一个精确度更高的万用表测量，发现4号AST电磁阀和其它三个AST电磁阀的电阻值有明显区别，阻值偏低。找一个全新的、合格的、同型号、同规格的AST电磁阀进行测量，确定4号AST电磁阀的线圈的确是电阻值偏小，而线圈对地并未有短路现象。由于AST电磁阀封装严密。该厂没有更好的工具供对AST电磁阀内部线圈进行检查，热控人员只能分析，猜想是由于该电磁阀线圈损坏，线圈阻值偏小，通电之后电流过大导致线圈过度发热，线圈膨胀接触到金属外壳导致短路，以致使K21空气开关跳闸，造成AST2和AST4失电动作。更换4号AST电磁阀，重新上电，空气开关K21不再跳闸，AST电磁阀组能正常工作，该故障消除。

三、发现问题

在排查该故障的过程中，由于图纸有部分丢失，对#5机组AST电磁阀的供电回路进行检查梳理，确定电源回路如下图所示：

图1

四个AST电磁阀的电源均是由DEH柜中的单路电源提供来的。这样设计应该是考虑到当DEH系统失电时，同时断开AST电磁阀的电源使其动作，泄掉高压安全油，使主汽阀、调节阀迅速关闭，实现紧急停机。

然而这样设计却有以下几个弊端，即：

1、2号和4号AST电磁阀是由APS供电的，由于APS电源的稳定性不如UPS电源，可能在某些情况下APS电源会不稳定，容易造成AST电磁阀误动作；

2、两对AST电磁阀均是单路电源供电，供电电源并没有作冗余配置，一旦电源发生故障，容易造成电磁阀误动作；

四、解决问题

实际上，当DEH失电时，该#5机组能按要求发出跳机指令实现紧急停机。现在我们的目的是要让AST电磁阀的供电电源更加稳定可靠，因而对其电源回路进行了如图2的修改：

图2

APS和UPS电源经过APS/UPS切换装置后，一路给ETS系统的PLC提供220VAC电源，另外一路经过变压器变压，向四个AST电磁阀提供110VAC电源。改造后的电源回路是冗余配置的，提高了电源回路的稳定性，减少AST电磁阀的误动作率，更能保障机组的正常运行。

五、总结

AST电磁阀是保证机组安全、正常运行的重要设备，其能否稳定工作十分关键。供电回路要尽量设计得稳定一些，不让AST电磁阀误动，也不要拒动。此外。我们在查找、分析故障的时候，要从多个角度切入，测量设备的可靠至关重要。本文中，在测量AST电磁阀的线圈电阻时，由于万用表的不可靠造成排查过程更加复杂。这也警示我们对测量设备要作定期检查、校正。

参考文献：

[1]郑国强.CC159/N200—12.7/535/535汽轮机运行规程.茂名臻能热电有限公司，2012.2