为了解决某海上平台透平发电机组多次因直流回油泵电机(M6111)控制回路保险管烧毁而致使整台透平发电机组突然停机的问题，以减少透平发电机组突然停机给油田带来的经济损失，从问题产生的原因进行分析，并提出整改方案及进行整改。最终通过对透平发电机直流回油泵控制系统优化改造后，经过近一年时间的检测及监测，该故障未曾再次出现。从而确保了油田电站的稳定运行，同时也为其它油田解决类似问题提供了借鉴。
 
海上平台供电站
 
海上平台透平发电机组的作用是为海上平台电站系统提供电力供应。某海上油田透平发电机组采用美国Solar T70燃气轮机并利用废弃的天然气作为燃料进行工作，额定输出功率6.5MW。该透平发电机组每天发电量为120MWh，消耗废弃天然气4万方，折合每天可节约优质原油30方。保证透平发电机组的可靠运行，既能保证油田电网的稳定运行、提高油田产油量，同时又能起到降本增效的目的。
该透平发电机组自2010年投入运行以来，经常出现因直流回油泵电机(M6111)控制回路保险管烧毁而造成整台透平发电机组突然停机的现象，给油田供电设备的安全运行和产量损失埋下了重大隐患。介此背景，对该问题进行剖析，明确引起该故障的根本原因，从根源上解决该隐患。图1为位于工艺MCC间的直流回油泵控制柜和位于透平橇内的直流回油泵电机。
直流回油泵
 
直流回油泵的作用是当透平发电机组非正常停机后，给机组提供润滑冷却，防止转动部件抱死。例如，因全船失电或其它各种原因而导致正常运行的透平机组突然停机后，需要直流回油泵给机组提供润滑冷却。此时若直流回油泵不能正常工作，透平机组将存在转动部件抱死的风险隐患，对透平机组及电网稳定运行都将存在很大的风险。
透平机组停机原因分析。通过对透平故障报警信息查询及逻辑分析，确定问题为透平回油泵控制系统故障而导致透平机组停机。在透平程序逻辑中设定了，每24小时系统会对直流回油泵进行启动检测一次，此时检测泵的出口压力，当压力高于设定值时检测就可以通过，允许机组正常运行，否则就会触发机组关停。之前发生的多次故障均是由于控制系统中的保险管烧毁后导致直流回油泵电机不能正常运行，此时透平系统检测直流回油泵的出口压力因为达不到设定值，从而触发透平机组立即关停。
经过对现场控制柜内保险管烧毁这一故障现象的分析及对直流回油泵启动时回路电流的检测，发现在直流回油泵启动的瞬间启动电流高达56A，而控制回路保险管的额定电流只有7A。在超过7倍的电流冲击下，保险的寿命急剧下降。而透平系统在每天10点的自检过程中，直流回油泵会自动启动一次。当保险管烧毁后，直流回油泵就无法正常运行，导致泵的出口压力不能提高到系统的设定值，系统就会判定直流回油泵启动失败。为防止在全船失电等特殊情况下无法对机组进行润滑冷却而损坏机组，透平控制系统就会自动保护停机。
 
故障整改优化方案
 
针对故障研究人员设计三套优化整改方案。方案一新增加一套直流回油泵及控制系统。当现有直流回油泵故障时，立即启动新增的直流回油泵。避免透平发电机组因直流回油泵控制回路故障造成的非正常停机。方案二将原有直流回油泵控制回路改为双电源供电。当一路电源保险管烧毁时，另一路电源立即投入运行。避免透平发电机组的非正常停机。
方案一基本能够降低50%的避免此现象的发生。但成本相对较高一些，需要再增加一套直流回油泵及电机控制柜，且问题根源未得以解决，仅仅单纯提高了设备运行的可靠性。方案二成本相对较低，只需两个接触器和两个保险管即可但大概只能够避免75％此类现象的发生。通过对比，感觉以上两个方案都不够十分完美，无法在根源上解决此类故障。
方案三将直流电机的控制方式由直接启动方式改为串电阻减压启动方式。通过查找资料及现场测试发现，直流回油泵运行电流为3.5A左右，而启动电流高达56A。资料显示直流电机应把启动电流限制在额定电流的4-6倍以内为好。联想到自透平机组投入运行以来直流供油泵电机（M6020）从未出现控制回路保险管烧毁的故障现象。到现场对两台直流电机控制柜进行对比发现：直流供油泵电机（M6020）采用串电阻限流启动方式启动，启动电流非常小，因此从未出现控制回路保险管烧毁的现象；而直流回油泵电机（M6111）采用直接启动方式启动，启动电流非常大，频繁出现保险管烧毁现象。方案三能够彻底避免因启动电流过大而烧保险现象的发生，而且成本相对较低，只需根据现场实际情况，增加一个合适大小的启动电阻和一个时间继电器即可。综上所述，采用方案三最为可取，不但使用备件少、改造成本低，而且能够从根源上彻底解决该故障的发生。
 
直流电机的特性
直流电机电枢回路电阻和电感都较小，而转子具有一定的机械惯性，因此当直流电机接通电源后，起动的开始阶段电枢转速以及相应的反电动势很小，起动电流很大。最大可达额定电流的15～20倍。较大的启动电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器产生火花。通常，直流电机启动方法分为直接起动、电枢回路串电阻 、降压起动。
采用哪种启动方法要看实际应用的场合，直接起动的特点是启动速度快、使用设备简单，但冲击电流较大，要考虑电机和电源能否承受得住较大的冲击；电枢回路串电阻启动的特点是设备成本低，冲击电流小，当转速增加后慢慢切除电阻；降压起动的特点是电枢电压慢慢升高，但调压设备成本比较高。
 
优化改造后的调试
 
该油田透平发电机组的直流回油泵原控制方式为直接启动控制方式，在启动时无任何降压辅助方式，使得启动时的瞬间电流非常大，造成控制回路保险管经常烧毁的故障。综合现场负载的实际情况进行考虑，判断出该系统的控制方式存在设计缺陷，未能充分考虑现场负载的实际情况并根据直流电机的启动特性进行选型设计。针对以上分析，我们最终选择将直流回油泵电机的控制方式由直接启动方式改为串电阻减压启动方式。按照如上电路图进行安装改造后，对控制回路进行检测。直流回油泵启动电流由原来的56安培，下降到26-28安培，启动电流下降明显。在之后的透平自检过程中，再未出现过因启动电流过大将保险管烧毁而使透平机组停机的情况，使得该问题得到很好的解决，改造达到了预期的效果。
 
 
以前，每次出现此故障时，我们都将重点放在对直流电机本体进行检查，怀疑直流电机本身有卡阻等问题造成保险管烧毁，最终也未查出结果，最后只好更换上相同型号新的保险管，让透平机组继续工作。多年以来一直重复着这样的过程，而从未怀疑过电机控制系统的设计缺陷问题。因此，我们不应过于迷信生产厂家的设计，应通过现场实际并结合设备特性来具体问题具体分析，得出符合现场实际情况的最优方案，不断完善我们的设备状态，确保设备安全运行。
 
通过这次对平台透平发电机组的直流回油泵控制系统进行优化改造后，经过近一年时间的检测及监测，该故障未曾再次出现。同时，由于启动电流的降低，还能减小对直流回油泵的冲击，及对馈电开关及配电线路的寿命损耗。控制系统的稳定性得以提高，透平机组的稳定运行得到了保障。透平发电机使用至今再未发生因直流回油泵电机(M6111)控制回路保险管烧毁而停机的事故，从而从根源上解决了该隐患并确保了油田电站的稳定运行，同时也为其它油田解决类似问题提供了借鉴。