一种提高长励磁电磁阀运行可靠性的改进方法

一种提高长励磁电磁阀运行可靠性的改进方法
发布时间：2022-03-24T03:29:00.072Z 来源：《当代电力文化》2021年第25期作者：谢国栋蔡喜昌侯梦龙李东璐[导读] 抽水蓄能电厂的紧急停机电磁阀在运行时保持为励磁状态，随着运行时间的增加，
谢国栋蔡喜昌侯梦龙李东璐
南方电网调峰调频发电有限公司清远蓄能发电有限公司，广东清远 511500 摘要：抽水蓄能电厂的紧急停机电磁阀在运行时保持为励磁状态，随着运行时间的增加，线圈可能因发热导致烧毁，进而导致设备故障甚至是机组跳机等事故事件。

本文通过清远蓄能水电厂（以下简称“清蓄”）对此类事件的处理过程，对该缺陷隐患发生的原因及解决办法进行阐述论证，为长时间励磁的紧急停机电磁阀的安全稳定运行提供详细可靠的改进措施。

关键词：电磁阀；温度；限流插头；功率
1 清蓄电厂球阀紧急停机电磁阀线圈烧毁问题分析1.1故障简述
2020年10月24日11点22分，清蓄电厂#3机组在正常停机过程中发球阀系统异常动作告警，并启动机组紧急停机流程（QSD）。

通过监控系统查看#3机组运行及停机过程事件记录发现，球阀紧急停机电磁阀21QS在机组停机过程中异常关闭。

现场值班人员取下故障球阀紧急停机电磁阀的二次插头，用万用表测量电磁阀线圈的电阻值为30.8Ω，同时测量正常的备用电磁阀线圈电阻值为1200Ω。

现场确认为球阀紧急停机电磁阀线圈故障。

1.2故障分析
清蓄球阀和调速器紧急停机电磁阀采用的均是机组运行时长励磁，停机复归的设计方案，因此存在因线圈长时间通电过热导致线圈烧毁的故障风险。

解决此类隐患具有两种思路：一是更换线圈截面积更大、通流能力更强的电磁阀；二是重新测试计算开启、关闭电磁阀所需要的线圈最小电流，尝试降低线圈在长励磁状态下的功率，以减少发热。

思路一涉及设备选型，且考虑到在狭窄空间内线圈截面积的可增加幅度较为有限，实际达到的效果并不理想。

因此，本文将结合清蓄电厂本次事故处理，着重讨论思路二的可行性。

2关于球阀紧急停机电磁阀与调速器紧急停机电磁阀的测试2.1球阀紧急停机电磁阀的相关测试记录
（1）正常运行情况下球阀紧急停机电磁阀的电流及功率测量清蓄电厂机组用在球阀紧停电磁阀的线圈额定功率有35W与42W两种型号，其中故障机组当时所用线圈为42W。

分别对两种型号的线圈做测试，得到结果如下表1所示。

由表1数据可知，无论35W还是42W的线圈，其开启功率和稳定运行功率均等于额定功率，稳定运行2小时后，两种线圈的温度均稳定在85.8℃左右。

（2）球阀紧急停机电磁阀的临界开启、关闭功率的测量通过校验仪器逐步加大直流电压的方法测量紧停电磁阀临界开启电压、电流；再逐步减小电压，测量紧停电磁阀临界关闭电压、电流，得到结果如下表2所示。

结合表1与表2的数据可推断，这类电磁阀线圈在达到40%左右额定功率时即可开启。

由此可得出结论，在确保紧停阀能稳定开启、关闭的前提下，目前紧停阀线圈的运行功率有较大降低裕度，只要电流限制得当，则可以在大幅降低运行功率和发热的同时，保证球阀紧急停机电磁阀的功能不受影响，极大地保障机组的安全稳定运行。

因此，探索降低线圈运行电流的方法是具备极大可行性的。

2.2 限流插头对球阀紧急停机电磁阀线圈电流的限制作用（1）清蓄电厂在本次故障处理中采用的是WANDFLUH公司的电磁阀专用线圈，其型号为P03A-1B0 电压DC220V。

（2）球阀紧急停机电磁阀加装限流插头后的测试结果
在清蓄电厂#1-4机组球阀紧急停机电磁阀线圈上加装限流插头，测试其开启功率和稳定运行功率，并测量各机组稳定运行2h后的线圈温度值，得到数据如表3所示。

其中除#3机组为42W线圈外，其余机组均为35W线圈。

从测试结果可知，#1-4机组球阀紧停电磁阀加装限流插头后，开启功率均小于额定功率，稳定运行时的功率则只有额定功率的30%左右。

运行2小时后各台机组球阀紧停阀线圈的温度在32℃左右，对比未加装限流插头时的线圈，温度降了近55℃，下降幅度达64%. （3）调速器紧急停机电磁阀加装限流插头后的测试结果
用上述同样的办法，于四台机组的调速器紧急停机电磁阀线圈上加装限流插头，在稳定运行2h后，测得线圈温度如下表4所示。

因上文已对加装限流插头的思路的可行性进行了详细阐述，故此处仅列出调速器紧急停机电磁阀的线圈功率、电压、加装限流插头后的线圈温度等数据，不再赘列相关的功率数据。

2.3关于球阀紧急停机电磁阀相关测试的结论
综合以上测试数据可以得出结论，正常运行时球阀紧急停机电磁阀线圈的稳定运行功率均远大于其临界开启、关闭功率，具备较大的降低空间。

在线圈上加装限流插头后，通过降低其通过电流，可在保证电磁阀功能不受影响的情况下，大大降低电磁阀线圈的稳定运行功率，从而降低线圈的发热。

在本文所提及的限流插头的测试下，发热温度降幅可达64%，并仍留有裕度。

因此，采用限制或降低紧急停机电磁阀线圈电流以降低发热的思路方法，具备较大可行性。

3.结束语
通过测试并计算紧急停机电磁阀的临界开启功率、关闭功率和稳定运行功率，从而在符合电磁阀正常工作的要求下，适当降低通过电磁阀线圈的电流，可以有效地降低电磁阀线圈的发热，为机组的安全稳定运行提供保障。

清蓄电厂此次故障处理的思路，可同类地应用到其他需要线圈长励磁以保持功能正常的电磁阀上，为提高设备的使用寿命与可靠性，提供了一种简便而高效的方法，具有较大的推广意义。