某電廠EH油泵電機(jī)啟動(dòng)失敗缺陷處理過(guò)程及類(lèi)似缺陷對(duì)策

徐九龍

（華潤(rùn)電力江蘇檢修有限公司，江蘇 徐州 221000）

某電廠EH油泵電機(jī)啟動(dòng)失敗缺陷處理過(guò)程及類(lèi)似缺陷對(duì)策

徐九龍

（華潤(rùn)電力江蘇檢修有限公司，江蘇 徐州 221000）

本文詳細(xì)敘述了某大型火力發(fā)電廠EH油泵電機(jī)啟動(dòng)瞬間開(kāi)關(guān)塑殼斷路器即脫扣的缺陷處理過(guò)程，深入分析出400V馬達(dá)控制器開(kāi)關(guān)回路中塑殼斷路器在電機(jī)剛啟動(dòng)即脫扣的原因，歸納出通過(guò)調(diào)整塑殼斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流值到合理范圍來(lái)預(yù)防類(lèi)似缺陷發(fā)生的結(jié)論，并將此結(jié)論作為類(lèi)似缺陷對(duì)策及預(yù)防措施。

塑殼斷路器；瞬時(shí)脫扣整定電流；馬達(dá)控制器；電磁型脫扣器；三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)

1 概述

某電廠裝機(jī)容量為4×320MW+2×1000MW，是特大型火力發(fā)電廠。運(yùn)行人員執(zhí)行EH油泵定期切換，啟#51EH油泵電機(jī)，DCS盤(pán)前顯示啟動(dòng)失敗，開(kāi)關(guān)斷路器在脫扣位置。若不能及時(shí)消除此缺陷，則會(huì)使#52EH油泵失去備用，機(jī)組存在跳停風(fēng)險(xiǎn)。檢修人員及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)，排查出斷路器脫扣原因并及時(shí)將缺陷消除。本文詳細(xì)介紹了此缺陷處理過(guò)程，并對(duì)此缺陷從各方面深入分析，最后歸納出類(lèi)似缺陷對(duì)策及預(yù)防措施，確保電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)負(fù)載及時(shí)投運(yùn)。

2 缺陷詳情及設(shè)備簡(jiǎn)介

2.1 缺陷詳情

2017年6月22日15時(shí)，運(yùn)行執(zhí)行EH油泵定期切換，啟#51EH油泵電機(jī)，DCS盤(pán)前顯示啟動(dòng)失敗，開(kāi)關(guān)斷路器QF在“tripped”位置，馬達(dá)控制器面板ST522D上有“啟動(dòng)失敗”報(bào)警，如圖1所示。運(yùn)行人員立刻聯(lián)系電氣、汽機(jī)檢修人員。

圖1

2.2 設(shè)備簡(jiǎn)介

（1）汽輪機(jī)EH油系統(tǒng)用于向汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的液力控制機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力油源，還向汽輪機(jī)的保安系統(tǒng)提供安全油源。兩臺(tái)EH油泵的作用是向系統(tǒng)供油并保證油壓，一臺(tái)油泵運(yùn)行、一臺(tái)備用。若兩臺(tái)泵同時(shí)無(wú)法工作，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)組跳停。

（2）#51EH油泵電機(jī)開(kāi)關(guān)在400V配電室保安#51段，開(kāi)關(guān)為抽屜式，開(kāi)關(guān)回路主要由蘇州萬(wàn)龍ST570系列電機(jī)智能控制器、接觸器、塑殼斷路器等組成。其中ST570系列電機(jī)智能控制器由ST505H馬達(dá)控制器、專(zhuān)用CT和ST522D面板組成。ST505H馬達(dá)控制器具有熱過(guò)載保護(hù)、電流不平衡保護(hù)、電流斷相保護(hù)、阻塞保護(hù)等多種保護(hù)功能，和塑殼斷路器一起能可靠保護(hù)整個(gè)電氣回路。

（3）兩臺(tái)EH油泵電機(jī)是1個(gè)月前新更換的電機(jī)，是三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)額定功率為30kW，額定電壓為380V，額定電流為58A，轉(zhuǎn)速為1470r/min，功率因數(shù)為0．85。原電機(jī)額定電壓為380V，額定功率為22kW，額定電流為39．44A，轉(zhuǎn)速為1470r/min，功率因數(shù)為0．97。原電機(jī)是立式的，新電機(jī)是臥式的。

3 缺陷處理過(guò)程

3.1 EH油泵電機(jī)檢查

電氣檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，辦理電氣第二種工作票《#51EH油泵開(kāi)關(guān)及電機(jī)檢查》。在執(zhí)行相關(guān)安全措施工作票許可后，打開(kāi)電機(jī)接線盒并拆除電機(jī)引線，用雙臂電橋測(cè)量電動(dòng)機(jī)三相直流電阻值，測(cè)得電機(jī)三相直流電阻值平衡。然后用500V兆歐表測(cè)量電機(jī)對(duì)地絕緣電阻值為∞。兩項(xiàng)電氣試驗(yàn)結(jié)果均合格，意味著EH油泵電機(jī)正常，可正常投運(yùn)。

3.2 負(fù)載檢查

應(yīng)汽機(jī)檢修人員要求，打開(kāi)電機(jī)風(fēng)扇罩，盤(pán)動(dòng)電機(jī)扇葉。扇葉連同轉(zhuǎn)子和泵可以盤(pán)動(dòng)，同時(shí)汽機(jī)檢修人員檢查此時(shí)的#52EH油泵出口油壓在正常范圍，EH油系統(tǒng)無(wú)異常，表明負(fù)載可以正常投運(yùn)。

3.3 開(kāi)關(guān)檢查

隨后，電氣檢修人員來(lái)到400V配電室保安#51段。在開(kāi)關(guān)馬達(dá)控制器面板ST522D上調(diào)取報(bào)警記錄，僅有“啟動(dòng)失敗”報(bào)警，并無(wú)其他報(bào)警。因兩臺(tái)電機(jī)為新更換電機(jī)，根據(jù)電機(jī)參數(shù)核對(duì)馬達(dá)控制器選型符合要求，通過(guò)面板調(diào)取的電機(jī)參數(shù)及保護(hù)參數(shù)設(shè)置也符合要求。檢查斷路器，發(fā)現(xiàn)斷路器采用的是電磁型脫扣器，瞬時(shí)脫扣電流整定值Im設(shè)置為600A，是電機(jī)額定電流的10．34倍數(shù)，檢修人員懷疑瞬時(shí)脫扣電流整定值偏小。隨后，電氣檢修人員將開(kāi)關(guān)抽屜放進(jìn)備用間隔內(nèi)，經(jīng)運(yùn)行人員同意后，在備用間隔就地試啟開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)正常啟動(dòng)，表明開(kāi)關(guān)電氣開(kāi)關(guān)回路是正常的。于是電氣檢修人員押回工作票，聯(lián)系運(yùn)行人員試啟#51EH油泵。運(yùn)行人員從開(kāi)關(guān)出線側(cè)測(cè)量電機(jī)絕緣合格后，啟動(dòng)#51EH油泵，依然顯示啟動(dòng)失敗，斷路器脫扣在“tripped”位置。電氣專(zhuān)業(yè)與繼保專(zhuān)業(yè)溝通，經(jīng)繼保專(zhuān)業(yè)同意后將塑殼斷路器的瞬時(shí)脫扣整定電流Im改為800A。再次押票試啟#51EH油泵，油泵正常啟動(dòng)，缺陷消除，終結(jié)電氣工作票。此時(shí)已經(jīng)是下午18時(shí)。

4 缺陷深入分析

電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間塑殼斷路器即脫扣一般由以下原因引起：（1）電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載過(guò)大，導(dǎo)致啟動(dòng)瞬間電流過(guò)大。（2）開(kāi)關(guān)、電纜和電動(dòng)機(jī)整個(gè)電氣回路問(wèn)題，啟動(dòng)瞬間出現(xiàn)短路。（3）斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流調(diào)整值偏小，不足以躲過(guò)啟動(dòng)峰值電流。

由于開(kāi)關(guān)在不接電纜的備用間隔內(nèi)可以正常啟動(dòng)，并且連同電纜一起測(cè)量電機(jī)絕緣合格，因此可以將原因（2）排除。重點(diǎn)分析斷路器、電機(jī)啟動(dòng)峰值電流和負(fù)載。

4.1 斷路器分析

開(kāi)關(guān)所用塑殼斷路器型號(hào)：施耐德NS 100 SX，脫口器為MA100。其中NS是指NS系列塑殼斷路器，其后的100是指殼架電流為100A，SX指分?jǐn)嗄芰?0KA。MA代表電磁型脫扣器，其后面100是脫扣器額定電流為100A，脫扣器上面瞬時(shí)電磁脫扣整定電流Im可調(diào)整。電磁脫扣器只提供磁保護(hù)，也就是短路保護(hù)，沒(méi)有熱保護(hù)。此斷路器成本低，僅作大電流速斷保護(hù)，而回路中ST500馬達(dá)控制器可以實(shí)現(xiàn)其他保護(hù)滿足電機(jī)保護(hù)要求，因此這種斷路器廣泛應(yīng)用于帶馬達(dá)控制器的配電回路中。

如圖2所示，流過(guò)斷路器電磁線圈的電流會(huì)使電磁脫扣器產(chǎn)生電磁力吸引銜鐵。電流越大電磁吸引力越大。正常工作時(shí)，銜鐵所受吸引力不足以撬動(dòng)杠桿使主觸頭脫扣，而當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的峰值電流大于瞬時(shí)電磁脫扣整定電流Im時(shí)，銜鐵所受吸引力足以撬動(dòng)杠桿使主觸頭脫扣，機(jī)構(gòu)動(dòng)作，開(kāi)關(guān)分閘，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。#51EH油泵兩次啟動(dòng)失敗就是電機(jī)啟動(dòng)時(shí)峰值電流大于Im造成的。

圖2

4.2 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)峰值電流分析

三相異步電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)瞬間會(huì)產(chǎn)生尖峰電流，尖峰電流包括周期分量和非周期分量?jī)刹糠?。非周期分量的衰減時(shí)間約為30毫秒，而斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間在20毫秒之內(nèi)。受非周期量的影響，有時(shí)峰值電流最大可達(dá)到啟動(dòng)電流的2倍左右。這就要求斷路器的瞬時(shí)脫扣整定電流必須大于尖峰電流。一般，斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流Im≥(1．7～2)Iq，Iq為啟動(dòng)電流。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)，三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)斷路器的瞬時(shí)脫扣整定電流為電機(jī)額定電流的8～15倍。額定電流的8～15倍是一個(gè)范圍，具體的取值還需要綜合電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、容量、起動(dòng)環(huán)境條件等因素。

4.3 負(fù)載分析

#51、#52EH油泵電機(jī)在5月份的機(jī)組小修中由立式改成臥室電機(jī)。改造原因是原來(lái)的立式電機(jī)和泵是靠四氟齒傳動(dòng)的，齒容易磨損。改造后，臥式電機(jī)和泵是靠彈性梅花塊傳動(dòng)，泵的穩(wěn)定性大大提高。改造后，電氣檢修人員將斷路器瞬時(shí)脫扣整定電流Im調(diào)整為600A，新電機(jī)5月份第一次服役可以正常啟動(dòng)并投運(yùn)。隨著機(jī)組啟動(dòng)并不斷運(yùn)行，EH油壓增大、EH油箱油位升高等因素，都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)負(fù)載變大，啟動(dòng)峰值電流大于600A導(dǎo)致斷路器脫扣。由4．2電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)峰值電流分析，峰值電流一般取8～15倍。為適應(yīng)不同的啟動(dòng)環(huán)境，將Im調(diào)整為額定電流的14倍，大概為800A。800A的瞬時(shí)脫扣整定電流可以躲過(guò)啟動(dòng)峰值電流，至此，缺陷徹底消除。

5 類(lèi)似缺陷對(duì)策及預(yù)防措施

發(fā)電廠很多重要油泵、風(fēng)機(jī)都是靠低壓三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的。偶爾會(huì)出現(xiàn)油泵或風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)斷路器瞬時(shí)脫扣。因油泵、風(fēng)機(jī)每次啟動(dòng)環(huán)境不同（如風(fēng)機(jī)管道內(nèi)積水、積灰，油壓、油位變高等）都會(huì)導(dǎo)致負(fù)載在合理范圍內(nèi)偏大，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)峰值偏大一些。為適應(yīng)不同的啟動(dòng)環(huán)境，我們可以在機(jī)組停機(jī)檢修時(shí)將這些斷路器的瞬時(shí)脫扣整定電流Im由10倍的額定電流調(diào)整到12～14倍，既能有效實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，又能避免此類(lèi)缺陷發(fā)生，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

本文詳述了馬達(dá)控制器回路EH油泵電機(jī)啟動(dòng)失敗缺陷處理的過(guò)程并深入分析了此缺陷產(chǎn)生的原因，最后歸納出類(lèi)似缺陷對(duì)策及預(yù)防措施。對(duì)于其他兄弟電廠有一定的參考借鑒作用。

[1]中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[,]，中國(guó)電力出版社，2005．

[2]蘇州萬(wàn)龍．ST570智能型電動(dòng)機(jī)控制器技術(shù)說(shuō)明書(shū)．

U463.6

A

1671-0711（2017）10（上）-0067-02