压油泵控制回路软启动器过载原因分析

油压装置是水电厂重要的水力机械辅助设备， 是水轮发电机组启动、停止、调节出力的动力源，因此要时刻保证其压力处于正常要求的范围之内，当压油装置压力低于一定值时，需要靠压油泵快速打油来使压油装置压力恢复到合格范围内。因此，压油泵功率一般往往较大，因为压力油泵电机全压启动时，启动电流很大，对400 V 厂用电系统冲击大。传统的电机启动往往采用自耦变压器或星—角变换降压启动方式，其中最常用的是星—角变换。该方式下电机的转矩与加在电机定子上的电压平方成正比，电机在启动过程中降低加在电机定子绕组的电压，假设启动电压U = 0.5 Ue，则电机启动时的转矩为0.25Mm，即启动时的转矩只有电机最大转矩的1/4。如果在此时将电压U 加大到电机额定电压Ue，则电机的转矩一下子就从1/4 跳到Mm， 这样的启动过程是跳跃的、不平滑的， 每次启停还是会造成对电网和机械设备的冲击。

近年来，越来越多的发电企业开始在压油装置压油泵启动回路中使用双向可控硅为主回路的软启动器，该软启动器是使用调压装置在规定的启动时间内，自动地将启动电压连续、平滑地上升到额定电压。此时电机的转矩就会平滑地增大，一直到转矩为最大值Mm 时为止，启动过程结束。这样就会减小起动电流冲击, 使电机转速逐渐上升，避免冲击电网。并且具有过载、断相、欠载等保护功能和与PLC通讯功能。

1 系统简介

石龙水电站的1号机压油装置由压油罐、压油泵、组合阀(包括安全阀和卸载阀)和压油泵出口阀组成，如图1所示，在压油泵控制回路中采用型号为ABB PST105-600-70软启动器进行控制。

2 故障现象及原因分析

在压油装置系统中,压油泵过载现象是由于电动机提供给泵体的轴功率大于电动机额定功率所致。作为电机过载现象体现在电流过大，在软启动器控制面板显示“过载”保护动作。下面对可能引起软启动器报“过载”的故障原因进行进行分析并提出处理原则。

2.1 压油泵出口阀门阀门开度

当压油泵出口阀门开度被误关、漏开或者开度很小时，由于油管路的不通畅，在压油泵启动瞬间会造成油压冲击，使软启动器过载保护动作。

2.2 启动电流值设定不合理

如果启动电流值设定偏大，启动时间持续较长，那么在启动过程中就会造成软启动器过载保护动作。

2.3 启动时间设置不合理

泵类的启动方式往往选择斜坡恒流软启动。启动初始阶段，软启动器的输出电压迅速增加，启动电流按设定的上升速率逐渐增大，到达设定值后，保持恒流状态，直至启动完毕。由于启动电流的上升率要根据负载需要进行调整，电流上升速率高，则启动转矩大，启动时间短。如果设置的启动时间与压油泵组合阀卸载阀卸载时间配合不好，会造成电机电压达到额定值开始打压时，卸载阀卸载仍未完成，由于卸载阀出油量远远小于油泵打油量，这时便会造成电机过载。

2.4 软启动器启动方式选择不合适

由于软启动器根据不同使用场所对电机的启动要求，可分为电压斜坡软启动、限流启动、斜坡限流启动等方式，可以适合重载启动、泵类、风机类或者频繁启动等不同类型，工作原理也不相同，选择不当也会造成电机过载现象发生。

2.5 回油箱存油量减少

如果调速系统油管路大量跑油，压油装置压力持续下降，PLC控制压油泵一直打油不停，回油箱内的油量逐渐减少到一定程度后，使仍在运行的压油泵电机过载。

2.6 压油泵O型密封圈失效

此种压油泵在回油箱内的吸油管与外缸连接法兰处是暴露在空气中的，并有一道φ100 mm×5.7 mm 的“O”型密封圈。在压油泵工作时，进油腔随着螺杆的相向旋转而产生负压，形成负压腔，此时，泵外的油液受大气压作用随吸油管进入进油腔，然后被连续旋转的螺杆带入出油腔而使进油腔再次形成负压，外部油又在大气压的作用下进入进油腔。这样循环往复，就将油液不断地泵出。当“O”型密封圈起不到密封的作用时，就会使大量空气进入油泵内，进而进人出油腔。虽然油泵启动时是先经过组合阀的卸载阀卸载的，但卸载阀排油量远小于油泵输油量，所以只能排出部分空气，大部分空气还是存在于出油腔内。所以在油泵启动过程中容易造成电机过载。

3 结语

随着软启动器应用范围越来越广泛，在使用过程中发现的各种故障，只有了解它的控制原理和控制方式以及所连接负载的运行工况后，才能对出现的故障分析得比较全面，处理方法简便，查找起来少走“弯路”，同时也避免造成不必要的经济损失和处理故障不及时。