电动给水泵论文

电动给水泵论文（精选7篇）

电动给水泵论文 篇1

引言

某电厂为2×350MW燃煤超临界直接空冷机组, 给水系统正常运行方式为2用1备, 给水泵耗电率占到发电厂用电率的近一半, 供电煤耗居高不下。

本文针对给水泵的不同运行方式在各负荷阶段进行了出力试验, 提出了单电泵运行优化方案和给水泵切换操作等具体操作方案, 并在机组日常运行中得到了良好应用, 可以看出电泵运行方式优化对火电厂开展节能降耗工作具有很好的借鉴意义。

1 设备概况

锅炉选用东方锅炉厂制造的超临界参数、变压运行、螺旋管圈直流锅炉;型式为单炉膛、一次中间再热、前后墙对冲燃烧方式、平衡通风、固态排渣、紧身封闭、全钢构架的Π型炉。锅炉额定过热蒸汽压力为25.4MPa、额定过热蒸汽温度为571℃、额定过热蒸汽流量为1147t/h。汽轮机选用东方汽轮机厂设计制造的超临界、一次中间再热、单轴、两缸两排汽、反动式、直接空冷凝汽式汽轮机, 型号为NZK350-24.2/566/566。额定主蒸汽压力为24.2MPa, 额定主蒸汽温度为566℃。

给水系统配置3台50%容量的电动给水泵, 正常运行2用1备, 采用液联调速。电动给水泵主要技术参如表1所示。

2 优化方案背景

由于该地区电力市场的原因, 机组长期处于低负荷率运行, 2012年1~5月电动给水泵耗电率如表2所示。

2012年1~5月负荷率累计为76.5%, 双电泵运行, 给水泵累计耗电7380万k Wh, 耗电率达到4.08%, 占到厂用电量的43%, 而且机组低负荷运行期间, 给水流量的减少, 易出现2台给水泵抢负荷运行不稳定的安全隐患。为降低厂用电率, 提高机组运行的经济性, 有必要对给水泵的运行方式进行优化。

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3 电泵出力试验

机组配置的电动给水泵铭牌参数:入口压力2.25MPa;出口压力31.1MPa;流量612.7t/h;转速5750r/min。给水泵性能特性曲线包括在额定转速下泵扬程与流量的关系曲线, 轴功率与流量的关系曲线, 以及泵效率与流量的关系曲线[1]。给水泵的实际工作点, 是由泵的性能曲线和管路性能曲线共同决定, 一般要求在泵性能曲线的高效区和稳定区[2]。超临界机组按照《火电厂设计技术规程》要求, 配套的给水泵的出口总容量取锅炉最大连续蒸发量的105%。给水泵的扬程考虑除氧器给水箱出口到省煤器进口介质流动总阻力 (直流炉另加10%裕量) 、炉水汽化始终点标高的平均值与除氧器给水箱正常水位的水柱静压差、锅炉达到最大连续蒸发量时的省煤器入口给水压力、除氧器额定工作压力等阻力和压差[3]。一般电厂为了保证运行的可靠性, 给水泵的配套容量有较大裕量。该电厂机组实际运行中, 负荷率一般在75%左右, 此时两台给水泵运行, 均工作在水泵的低效段, 液力耦合器的运行滑差大、损耗电能多, 经济性降低, 消耗了大量的厂用电[4]。为优化电泵运行方式, 进行了满负荷双电泵、低负荷双电泵、低负荷单电泵三种工况的电泵出力试验。试验数据如表3所示。

试验结果可以看出, 在机组低负荷运行期间, 2台给水泵运行旋转备用容量大, 给水泵未能高效发挥作用;而单电泵运行方式最大可以接带机组73%额定负荷, 出口压力达到22MPa, 流量可达800t/h, 电泵各项运行参数正常, 锅炉给水调节正常。此种运行方式将使低负荷期间电泵的备用容量得以有效利用, 并大大节约厂用电, 进而降低机组供电煤耗[5]。

4 优化方案

4.1 单电泵运行方案

针对电泵出力试验结果, 可实现单电泵优化运行方式。运行方案如下:

1) 在机组低负荷 (≤255MW) 运行期间, 给水流量小于700t/h, 采用单台电泵运行方式, 即给水泵1用2备方式 (其中1台自动联锁备用, 1台手动备用) 。

2) 根据调度负荷和设备能耗情况, 优先保持2#机单台电动给水泵运行 (即优先停运2#机电动给水泵, 优先启动1#机电动给水泵) 。

3) 单台电动给水泵运行给水流量不得大于800t/h, 否则手动启动备用电动给水泵, 保持2台泵运行。

4) 单台电动给水泵运行期间, 正常保持B电动给水泵运行, A电动给水泵投联锁备用, C电动给水泵液联开度50%, 手动备用。

4.2 电泵切换操作方案

正常运行中经常进行的操作是:高负荷到低负荷时, 双电泵停运1台电泵过渡到单电泵运行, 低负荷到高负荷时, 单电泵运行启动1台电泵过渡到双电泵运行, 切换中要保证给水流量平稳、不得触发给水泵RB发生和给水泵的联锁条件, 确保机组安全运行。电泵切换操作方案如下。

4.2.1 方案一

在由高负荷到低负荷时, 两台电动给水泵运行, 停运一台电动给水泵操作步骤 (以A、B泵运行, C泵备用, 停运A泵为例) 如下:

1) 将机组负荷降至230MW稳定运行10min;

2) 将A电动给水泵再循环调整门切为手动;

3) 缓慢打开A电动给水泵再循环调整门直至全开 (100%) , 再将A电动给水泵液联切为手动, 并逐渐缓慢减至5%, 期间密切监视B电动给水泵给水流量缓慢均匀增加, 泵各项参数运行正常, 机组总给水流量保持平稳不变;

4) 检查B电动给水泵运行正常, 退出C电动给水泵联锁;

5) 退出机组RB功能;

6) 停运A电动给水泵;

7) 1min后再投入A电动给水泵联锁;

8) 联系热控人员检查确认无给水泵RB触发条件发生后, 投入机组RB;

9) 将C电泵液联手动维持50%开度, 手动备用;

10) 全面检查给水系统运行正常。

4.2.2 方案二

在由低负荷到高负荷时, 单台电动给水泵运行, 启动另一台给水泵操作步骤 (以B泵运行, A泵联锁备用, C泵手动备用, 启动A泵为例) 如下:

1) 将机组负荷加至230MW (给水流量约700t/h) 稳定运行10min;

2) 退出A电动给水泵联锁, 关闭泵出口电动门;

3) 将A电动给水泵再循环调整门切为手动 (100%开度) , 将液联切为手动, 调整其开度为5%;

4) 检查A电动给水泵各项启动条件具备;

5) 调整6.3k VA段母线电压至6250V以上, 做好因给水泵启动引起空冷风机、给煤机等变频设备跳闸后立即恢复准备工作;

6) 启动A电动给水泵;

7) 缓慢增加A电动给水泵液联开度, 最终与B给水泵液联开度一致, 将A电动给水泵液联投自动, 再逐步关小A电动给水泵再循环调整门, 直至全关 (开度0%) 后投自动;期间密切监视A电动给水泵给水流量缓慢均匀增加, 泵各项参数运行正常, B电动给水泵给水流量缓慢均匀减少, 机组总给水流量保持平稳不变;

8) 检查A给水泵各项运行参数正常;

9) 投入C电动给水泵联锁;

10) 全面检查给水系统运行正常。

5 结论

2012年7~12月, 该电厂执行机组低负荷 (≤255MW) 期间单台电泵运行方式, 机组厂用电率下降, 供电煤耗降低, 经济性对比如表4所示。

由表4数据可以得出:低负荷期间单台电动给水泵运行方式, 给水泵的耗电率、机组的厂用电率均比原来双电泵运行方式降低0.7%~0.8%, 影响供电煤耗降低约2.5g/k Wh。

2012年7~12月, 2#机组平均负荷率72.8%, 月供电量平均16500万k Wh, 入炉标煤单价450元/t, 通过执行低负荷单电泵运行方式, 供电煤耗同比下降2.5g/k Wh, 可节约标煤16500×6×2.5/100=2475t, 减少燃料成本费用2475×450/10000=111.4万元。

采用低负荷单电泵运行方式取得了良好的经济效益, 节能减排效果明显, 对火电厂运行优化、节能降耗工作意义重大。

参考文献

[1]田丰, 李千军, 霍鹏.大型机组电动给水泵性能试验若干问题研究[J].华北电力技术, 2002, (2) :15-18.

[2]杨诗成, 王喜魁.泵与风机[M].北京:中国电力出版社, 2007.

[3]DL5000-2000.火力发电厂设计技术规程[S].

[4]徐传海.直接空冷机组电动给水泵选型建议[J].电力勘察设计, 2006, (3) :46-49.

[5]周刚.华能珞璜电厂单台给水泵运行方案[J].现代电力, 2001, 18 (11) :45-48.

电动给水泵论文 篇2

1 电动给水泵系统介绍

1.1 系统功能

核电厂给水系统的主要功能是在不同工况下向蒸汽发生器提供满足要求的给水。

电动给水泵为给水提供动力以满足核岛蒸汽发生器的压力要求。该系统功能是配合给水流量调节系统, 将除氧器中的水抽出、加压、并经过高压给水加热器送到蒸汽发生器[1]。

1.2 系统组成

典型核电厂电动给水泵由前置泵、电动机、液力耦合器或齿轮箱、压力级泵组成。

2 电动给水泵保护逻辑方案概述

根据电动给水泵的构成, 结合国际上主流给水泵制造商的原始设计方案, 电动给水泵保护一般包括以下几类:

(1) 水泵本体的保护;

(2) 电机本体的保护;

(3) 液力耦合器或齿轮箱的保护;

(4) 来自与其他信号的保护。

给水泵制造商从自身角度考虑, 一方面尽可能减少温度测点的设置, 以降低成本;另一方面, 温度测点的基本上均设置成单点跳泵信号。根据在建CPR1000机组统计, 给水泵轴承温度信号所引起单点跳泵约占到给水泵所有跳泵信号总数的70%。

此外, 根据经验反馈, 给水泵原始保护逻辑方案不尽合理, 主要表现在: (1) 原始轴承温度保护逻辑方案单点跳泵信号过多, 增加虚假温度信号导致给水泵误动作的风险; (2) 对于重要位置, 如推力轴承测点数量偏少。

3 给水泵轴承温度保护逻辑方案分析

温度保护作为热工自动化的重要部分, 电动给水泵设置轴承的温度保护。但在实际过程中, 可能由于测温元件故障造成被测温度突然升高。对于单个温度测点就触发跳泵信号的保护逻辑方案, 这种温度突然升高可引起给水泵误跳闸, 进而可能影响机组的稳定运行。

3.1 温度保护逻辑方案的定性分析

热电阻是利用金属导体电阻随温度而变化的原理制成的。温度上升和下降的变化是一个连续的且变化小的过程。

当热电阻断线以及接线端接触不良时, 其接触电阻会增大, 对于保护来说其温度会发生突然的升高, 导致保护动作。根据以往工程经验, 工程上时有虚假的、不符合实际的信号产生。

因此, 从定性分析角度来看, 单个温度测点虚假信号的产生对于设备本身而言更为有利, 但对于全厂的可利用率可能会有影响。因此, 温度保护逻辑方案需要综合考虑设备安全、电厂可利用率、投资等因素进行决定。

为尽可能避免上述虚假信号的产生, 工程上可通过两大类处理方式: (1) 改变温度信号的最终导向, 即把温度信号修改为仅用于报警、显示, 而不进行相关的逻辑控制; (2) 处理温度测点产生的信号, 即通过一定的处理方式对于温度信号进行处理, 尽可能规避虚假信号产生的, 处理方式主要包括:增加延时环节、增加延时和坏点检查、增加速率阈值[2]、采取冗余配置并进行逻辑运算。

结合工程经验, 优先推荐采用改变温度信号导向以及冗余配置加逻辑运算的方式来避免虚假信号的产生。

对于改变温度信号导向的方式, 核心的问题是确定可以采取这种方式的范围, 通过与制造商进行交流、比较国内外核电项目的具体工程方案、结合核电机组的运行经验, 对于给水泵径向轴承, 推荐采取改变温度信号导向的方式, 即径向轴承的温度信号仅用于报警即显示, 不作为给水泵跳泵信号。

此外, 对于推力轴承, 推荐采用冗余配置加逻辑运算的方式进行处理, 下文从定量的角度对该方式进行分析。

3.2 测点冗余设置的定量分析

给水泵推力轴承一般包括数块扇形的瓦块, 呈分散分布, 根据给水泵制造商的反馈, 给水泵推力轴承单侧 (内侧或是外侧) 安装的温度测点不宜超过3个。下面对3个以内的温度测点的不同逻辑运算进行进一步分析。

逻辑系统故障模式有两种, 拒动故障和误动故障, 前者是指逻辑的某些输入通道存在拒动性故障而可能引起逻辑的拒动性故障, 这是一个危险性故障, 将导致不能正常启动保护动作;后者是指某些输入通道产生虚假信号而引起逻辑的误动性故障, 将导致保护误动作, 降低了电厂的可用性。

通过逻辑运算可知, 三取二逻辑运算在拒动和误动方面都有相对较低的概率。

4 给水泵轴承温度保护推荐方案

4.1 推荐方案描述

综上所述, 对于给水泵径向轴承, 温度测点仅用报警, 不进行逻辑控制, 考虑到在线检修的需要, 设置1个测点, 配置双支热电阻;对于给水泵推力轴承, 在推力轴承的内侧及外侧, 分别设置3个测点, 并进行三取二逻辑运算后得出最终的输出信号。

4.2 推荐方案可行性分析

4.2.1 径向轴承方案分析

对于径向轴承, 给水泵径向轴承温度高通常在缺少润滑油的工况下发生, 由于给水泵配有专门的润滑油系统, 润滑油系统具有主油泵、辅助油泵, 此外润滑油系统还设置润滑油压力低的保护, 能保证给水泵运行时径向轴承得到良好的润滑, 径向轴承温度较为可控。即便出现润滑不畅的情况, 径向轴承温升速率也比较小。将该保护逻辑修改为报警, 适当地降低报警温度, 在报警信号发出后, 操作人员可及时进行必要的处理。

关于径向轴承温度测点的设置, 由于径向轴承测点数量较少, 目前的径向轴承较为容易布置, 在DCS中也较为容易实现报警功能。因此, 径向轴承修改为报警的方式在技术上是可行的。

4.2.2 推力轴承方案分析

对于推力轴承, 由于转子推力盘与转子轴心线的垂直度误差, 会造成推力轴承的部分轴瓦受力大;如果轴瓦平面度不好, 其偏差超过了最小油膜厚度, 将会破坏轴瓦与推力盘之间的油膜;若轴瓦安装的相对高差大, 也会导致部分推力瓦受力大。推力轴承一旦磨损, 温度上升速度较快, 若不设置自动停泵, 可能会损坏给水泵相关设备。

同时, 在DCS中, 应用三取二逻辑运算的系统很多。因此, 推力轴承同时进行三取二运算也是可行的。此外, 火力发电厂的锅炉给水泵相关标准对于轴承温度测点也推荐采用三取二冗余配置[3]。

5 结语

对于核电厂电动给水泵轴承温度保护逻辑方案, 径向轴承推荐设置单个温度测点, 且配备双支热电阻;推力轴承推荐每侧均设置3个测点, 并采用三取二逻辑运算。从技术角度看, 这种方案既可以保证给水泵设备本体的安全, 也可以提高系统乃至机组的可靠性;从经济角度看, 相比较给水泵制造商的原始方案, 仅增加了数个热电阻, 投资费用并未大幅提高。

参考文献

[1]陈济东.大亚湾核电站系统及运行[M].北京:原子能科学技术, 1995.

[2]李威.电动主给水泵温度保护逻辑的优化[J].沿海企业与科技, 2010 (10) :105-106.

电动主给水泵温度保护逻辑的优化 篇3

电动主给水泵系统的作用是将温度、压力和水质合格的给水送到蒸汽发生器，并利用给水系统调节功能将蒸汽发生器水位维持在给定范围，它是保证核岛安全运行和汽水品质的重要系统[1]。如果电动主给水泵跳泵，可能会导致蒸汽发生器水位波动，严重时甚至可能导致跳堆等重大事故。因此，电动主给水泵的正常运行对于核电站的安全运行有着至关重要的意义。

二、背景介绍

岭澳二期核电站电动主给水泵系统设置三台泵为蒸汽发生器供水。在正常状态下，两台给水泵运行，另一台作为备用。如果运行给水泵意外跳泵，会导致机组快速甩负荷，同时马上启动备用泵。在前期的DCS控制逻辑中，根据工艺控制要求及厂家提供的资料，电动主给水泵跳泵信号主要包括给水泵出口压力低、轴向位移高高或低低、除氧器水位低低、推力瓦温高高等信号。而在DCS系统中实现的跳泵信号有很多是单一跳泵信号，在13种跳泵信号中有11种为单一跳泵信号，涉及到21个设备，增加了误动和误跳的风险。经过与厂家多次沟通，大部分单一跳泵信号均改为报警，只有8个推力瓦温跳泵信号厂家不同意修改为报警。为保证设备不被损坏以及在机组正常运行期间，电动主给水泵不会因为信号扰动而导致误跳泵，有必要对电动主给水泵推力瓦温信号跳泵逻辑进行优化。

三、优化方案探讨

电动主给水泵推力瓦温信号跳泵逻辑优化方案，包括增加延时环节、增加延时和坏点检查、增加速率阈值比较三种。

（一）增加延时环节方案

当电动主给水泵推力瓦温信号产生扰动时，如果发出的温度高高信号只是一个尖峰脉冲，且脉冲持续时间没有超出延时模块的延时时间;那么温度高报警将屏蔽掉温度高高报警的跳泵信号，从而可以避免电动主给水泵的误跳闸，如图1所示。

优点：在DCS系统中实施容易、状态简单，能有效避免电动主给水泵推力瓦温信号产生短时间扰动时发出跳泵脉冲信号而导致跳泵的风险。

缺点：温度报警信号均来自电动主给水泵本体上的热电阻。而热电阻是利用金属导体电阻随温度而变化的原理制成的，当热电阻断线以及接线端接触不良时，其接触电阻会增大，对于保护来说其温度会发生突然升高，导致保护动作;同时热控人员在工作时，也存在错拆测温元件而造成断线的可能，这也会导致温度保护的误动作[2]。当电动主给水泵推力瓦温信号通道有虚接或是断线时，扰动发出的跳泵信号持续时间会超过延时模块的延时时间，或者是扰动信号产生后一直保持在温度高高报警上时，仍然会导致电动主给水泵跳闸。而在实际应用中，信号通道虚接或断线是比较常见的事。所以，这种方案并不能明显地减少电动主给水泵误跳闸的概率。

此方案是在第一种方案上改进而来，增加了KG坏点检查模块，如图2所示。当推力瓦温信号产生扰动发出一个超过温度高高报警值的尖峰脉冲但没有超出量程时，KG模块和温度高报警就会进行延时而屏蔽掉这个扰动跳泵信号，实现了第一种方案的功能。当推力瓦温信号通道发生虚接或者是断线，或者扰动量超出了量程时，KG检查模块就会认为该信号是一个坏点信号，KG检查模块直接输出为0，将温度高高跳泵信号屏蔽掉，从而有效避免了信号通道虚接或者是断线造成的电动主给水泵误跳闸。

（二）增加延时和坏点检查方案

优点：在DCS系统中实施方便，能有效避免脉冲信号扰动和信号通道虚接或断线造成的信号超量程而引起的电动主给水泵误跳闸动作。

缺点：对于那种虚接而没有超量程的产生跳闸的虚假信号不能有效屏蔽，并且KG模块在确认此信号为坏点后，如果信号扰动消失又回复到正常水平，KG模块本身需要延时一段时间才能复位，会出现使电动主给水泵跳闸拒动的风险。当有某一扰动过大，使得推力瓦温信号超出量程，此时KG模块能马上屏蔽掉该信号的跳闸动作;但若扰动信号迅速消失后，推力瓦温传感器发出一个真实的温度高高报警信号，由于KG模块自身还未来得及复位，使得真实跳泵信号也被屏蔽，从而造成电动主给水泵的损坏，造成巨大的损失。

（三）增加速率阈值比较方案

电动主给水泵推力瓦温是采用热电阻测量元件来测量的。如果在运行中现场接线出现松动，导致测量线路开路，温度检测值骤然上升至最大，如果没有温度信号跳变速率阈值限制，推力瓦温高信号即被送出，电动主给水泵保护动作。

同样，对于变送器或其他转换器来的4～20mA的信号，如液位、流量、压力、位移等，如受条件限制仅引用一个信号作为测量参数保护信号使用时，在保护信号逻辑回路，同样需对其测量值超出量程范围或跳变速率等进行品质判断[3][4]。

因此，在考虑到这种情况下，形成了增加速率阈值保护的方案，如图3所示。

该方案将推力瓦温信号先进行一个微分计算得出温升速率，然后与预先设置的温度阈值进行比较，来判断该探头信号是否是真实信号。如果温升速率大于阈值则说明该信号是扰动产生，可以通过一个RS触发器屏蔽掉温度高高报警的跳泵信号，避免了电动主给水泵意外跳泵。同时当扰动信号消失或者扰动信号小于温度高高报警时，会自动复位屏蔽信号，防止当电动主给水泵出现真实推力瓦温高时而不能跳泵[5]。

优点：有效避免信号产生时出现的各种脉冲扰动和阶跃扰动而导致跳泵的风险，是避免电动主给水泵误跳泵的一种很有效方法。且在其他电站中有过成功应用案例，有一定的运行经验，值得借鉴。

缺点：在DCS系统中实施较麻烦，并且在岭澳二期工程中尚未使用过微分模块，对使用该功能块的后果持有疑问。另外，速率阈值需要电动主给水泵厂家给出一个明确数值。阈值太小会使得真实信号被屏蔽，阈值太大会使得避免电动主给水泵误跳闸的效果减小。如果扰动信号已经超过温度高高报警，此时RS触发器将屏蔽其跳泵信号。若在扰动信号消失降低到温度高报警过程中出现了真实推力瓦温高高，那么由于RS触发器还未被复位，真实跳泵信号也将被屏蔽，有损坏电动主给水泵的风险。不过，这种拒动的概率是很小的，在DCS组态中已经设置了探头保留最后有效值。也就是说当信号通道一旦断线，通道就会保持之前最后一个有效值。若此有效值比温度高高报警值小，那么即使什么模块也不增加，本身也有拒动的风险;如果采用第三种方法，当探头的温升速率超过阈值时，就会屏蔽掉温度高高跳泵信号，并且会触发一个集控室报警，从而避免了电动主给水泵的误动作。因此，采用速度阈值来实行温度保护是一种行之有效的方案。

四、结语

目前已经在岭澳二期DCS系统上采用了温度阈值保护方案。在机组运行过程中，没有出现推力瓦温高高导致跳泵的情况，电动主给水泵运行状态良好;但难免以后在工况复杂时诱发出其他新的问题。作为新建机组，DCS逻辑组态往往不够完善，仅依靠常规的功能试验和对控制逻辑的检查，难以发现在控制参数或状态异常情况下所隐含的问题。对于使用者来说，更主要的是应该做好预防措施，举一反三地查证相关逻辑回路，避免同类问题重复出现，使DCS系统控制策略趋于完善。

参考文献

[1]陈济东.大亚湾核电站系统及运行 (下册) [M.]北京:原子能出版社, 1995.

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[3]吴宁宇, 高建军.提高主要辅机设备温度保护逻辑判断正确率的探讨[EB/OL.]电厂热工自动化网, 2010-03-07.

[4]田祥文.DCS系统控制逻辑组态问题的分析[J.]湖北电力, 2010, (2) .

电动给水泵论文 篇4

火电机组在滑压运行过程中,通过调整机组运行压力,分析机组的经济运行压力,确定机组最佳的定—滑—定运行控制方式,可以进一步提高机组运行的经济性[1]。

在做优化运行试验时,有很多因素影响到试验的准确性:一是基准流量不能准确测量;二是参数波动,由于煤质变化等各方面的原因,参数并不能维持稳定,采用参数修正必然会影响到试验的准确性;三是由于测量仪表和计算误差的影响,使热耗试验本身测量的不确定度就在0.3%以上[2],而同一负荷不同主汽参数下,热耗相对值变化在30 kJ/kWh以内。所以采用热耗值对优化效果进行分析评价,在现场试验条件受限的情况下,并不能得到准确的试验结果。参数优化调整后,将反映到对系统各个部分的影响上,逐项分析后综合起来,可以比较优化前后的效果。

1 设备概况

某电厂2#机组系某汽轮机厂生产的N330-16.7/538/538型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机设有七段非调整抽汽,高压缸设有二段抽汽,分别供1#、2#高加;中压缸设有三段抽汽,分别供3#高加、除氧器及5#低加;低压缸设有二段抽汽, 分别供6#及7#低压加热器。六个调门的开启顺序是GV1-GV2-GV4-GV5-GV6-GV3。

给水泵型号为FK5F32M筒体芯包,卧式、五级叶轮,机械密封,配套于330 MW发电机组50%容量的电动泵,共设三台,二用一备。

2 优化运行试验方法

优化试验通过改变调门开度来调整主汽压力,通过经济性比较,确定机组最佳运行压力。研究主汽压力变化对整个机组的影响[3],主汽压力变化后,会影响到整个系统运行状况。给水压力变化,给水泵的耗功会发生变化。主汽力发生变化后,由于汽包压力的变化,在水冷壁中的吸热比例会发生变化,同时加上高排温度的变化,会影响到蒸汽在过热受热面和再热受热面的吸热量,进而影响到减温水量的变化。

同负荷下,各工况的比较分析主要集中在高压缸做功量变化、给水泵电耗变化和减温水量的变化对机组热耗的影响,以分析机组各工况下的最佳运行方式。

2.1 高压缸做功量变化对热耗的影响

为了计算高压缸效率变化对热耗率的影响,首先按设计参量计算得到高压缸效率变化1%,对机组热耗的影响值,其计算值如下[4,5]。

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式中 G0z——高压缸折算流量/kg·h-1;

Gr——高排(再热)流量/kg·h-1;

H0HP——高压缸等熵焓降/kJ·kg-1;

ηHP——高压缸相对内效率(设计值);

ηm——机械效率/[%];

ηd——发电机效率/[%];

Nd——发电机端功率/kW;

HR——机组热耗率/kJ·(kWh)-1。

2.2 给水泵电耗变化对机组经济性的影响

电动给水泵耗功变化,导致厂用电变化。厂用电率变化同供电煤耗变化间的关系如下。

Δb=bf×Δg/100

式中 bf——当前机组负荷下的煤耗率/g·(kWh)-1;

Δg——厂用电率的变化率/[%]。

2.3 减温水量变化对机组经济性的影响

过减水和再减水的投入,使循环的效率降低,热耗增加[6,7]。过减水的投入对机组的经济性产生一定的影响,这种影响可以采用等效热降法计算对机组煤耗的影响值。

(1)过减水的影响

新蒸汽等效焓降变化值

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式中 αg——过减水和主汽流量之比;

τ3、τ2、τ1、τb——给水经3#、2#、1#高加和给水焓升/kJ·kg-1;

ηundefined,ηundefined,ηundefined——一、二、三段抽汽设计效率。

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ΔQzr-1、ΔQzr-2排挤1 kg一段、二段抽汽引起大的再热器吸热量变化。

汽轮机相对内效率变化

undefined

对煤耗率的影响值为

Δb=bbf×Δηi

(2)再减水的影响

循环吸热量变化值

undefined

式中 H0、h2——分别为主蒸汽焓和高压缸排汽焓(二段抽汽焓)/kJ·kg-1。

汽轮机相对内效率变化

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对煤耗率的影响值为

Δb=bbf×Δηi

3 不同负荷下最佳运行压力的确定3.1 165 MW工况的比较分析

机组原165 MW工况下,运行压力为13.2 MPa。这时GV5阀门开度仅为10%,节流比较严重。通过关小阀门,GV4调门关到44%,这时GV4还处于大开状态,GV5开度为8%,GV5通过的流量较小。GV5这时虽然节流很严重,但其通过流量很小,总的来说,缸效还有所提高。热耗降了15 kJ/kWh。同时主汽压力升高后,由于炉内受热面的吸热比例和高排温度的变化,过减水和再减水量也有所下降。压力提高后,给水泵的耗功略有增加。综合分析后,机组净热耗降低18.6 kJ/kWh。继续关小调门,压力进一步升高,缸效也开始下降。当压力升高到14.4 MPa,调门节流变化影响热耗升高了8.4 kJ/kWh。虽然减温水量有所下降,但同时给水泵的电耗也增加了。总体分析,热耗随压力升高增加了18.4 kJ/kWh。

当GV4开度在44%时,是处于接近三阀的运行状态,将其同三阀运行状态相比较,缸效要低0.4%。但综合来比较,此运行状态是同三阀状态经济性是一致的。

在各个工况下排烟温度基本不变化,不用考虑锅炉变化对机组经济性的影响。

所以,在165 MW运行工况下,主汽压力控制在13.3 MPa时,经济性最好。同原运行压力工况比较,热耗下降18.6 kJ/kWh,煤耗下降0.75 g/kWh。

165 MW工况具体试验及计算结果见表1。

3.2 200 MW、220 MW工况比较分析

(1)200 MW工况

原200 MW运行工况下,GV5开度为15%,主汽压力为15.15 MPa。GV5关至11.8%,主汽压力提高到15.63 MPa,缸效并不下降,虽然GV5调门的节流增加了,但通过GV5的流量也减小很多,所以GV5关小后,缸效还略有增加。调门开度变化,引起高缸做功变化,进而影响热耗降低43.6 kJ/kWh。

当降低压力到14 MPa,总体热耗也略有降低。但压力降到13.23 MPa,虽然缸效提高到了75.5%,但是循环效率降低许多。综合减温水和给水泵电耗,热耗增加了30 kJ/kWh。

(2) 220 MW工况

原工况运行压力为15.4 MPa,把压力提高到额定压力,由于调门节流影响高压缸做功,热耗降低39.5 kJ/kWh。压力提高后,减温水量减小,折合降低热耗7.2 kJ/kWh。压力提高后,给水泵的压头增加引起给水泵电耗增加0.3%,折合升高热耗12.5 kJ/kWh。总体降低机组热耗34.2 kJ/kWh。

所以在220 MW,机组在额定压力下运行,经济性最好,可较原运行压力下,供电煤耗降低1.4 g/kWh。

3.3 240 MW工况比较分析

由表2可知,240 MW工况下,原机组的运行主汽压力为15.8 MPa,两台给水泵运行。当把压力提高到16.7 MPa,热耗降低24.8 kJ/kWh。

压力降到14.41 MPa,停运一台给水泵。由于高压缸做功变化和减温水量增加,热耗增加30 kJ/kWh。但一台给水泵运行,较以前两台泵运行,给水泵电耗下降1.06%,折合热耗90.4 kJ/kWh。总体热耗下降了59.4 kJ/kWh。

当提高压力到15.5 MPa,给水泵的转速为5 181 r/min,稳定运行2 h,泵的各项安全指标均合格。综合热耗下降66.2 kJ/kWh。

通过做单泵最大出力试验,在240 MW工况下,主汽压力为15.5 MPa,单台给水泵可以连续稳定运行。这时厂用电较双泵运行方式下,下降0.95%左右,经济性明显提高。与定压15.8 MPa两台泵方式下运行,单泵方式下,虽然主汽压力降低了,汽轮机运行热耗增加了。但单泵运行方式下厂用电下降所带来的经济性远高于双泵方式热耗下降所带来的经济性。

在240 MW工况下,以单泵方式运行为优化前提。可以适当降低主汽压力运行。为了保证单台给水泵连续稳定运行,240 MW工况下,主汽压力控制在15 MPa左右,这时可以保证给水泵的转速不高于5 100 r/min。热耗降低60 kJ/kWh,折合煤耗2.4 g/kWh。

优化后,机组在240～230 MW工况下运行,较以前运行方式可以少投运一台给水泵,节约厂用电近1%。

3.4 基本的定—滑—定运行参数的确定

在高负荷区维持压力为额定值基本不变。通过以上的分析知,220 MW以上负荷区域,机组处于定压运行方式,压力为16.7 MPa。

220～140 MW工况处于滑压运行方式,机组运行压力由16.7 MPa滑压运行到12.0 MPa。

考虑到单泵运行方式的经济性,在240 MW工况下,主汽压力降到15 MPa运行,可以保证机组连续稳定运行。优化后主汽压力运行曲线如图1所示。

4 结论

通过对机组各个负荷段变压力试验,综合各个方面对热耗的影响重新确定了机组的定-滑-定运行曲线。根据电泵机组的电耗特性,70%左右负荷,可以适当降低机组的运行压力,保证机组在单泵方式下运行,厂用电率可以下降1%,机组综合经济性提高。优化后,机组在各个负荷段的运行经济性得到一定的提升,平均供电煤耗下降1.5 g/kWh以上。

参考文献

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电动给水泵论文 篇5

关键词：给水泵,电动,汽动,锅炉,汽轮机

引言

给水泵是热电企业的主要辅机,往往也是最大耗电设备。给水泵的拖动方式有电动和汽动两种。根据设计习惯,容量135MW以下发电机组的给水泵大多采用电机拖动。在当前大力倡导节能减排,降本增效的大背景下,充分利用热电企业蒸汽资源丰富的优势,将电动给水泵改为汽力拖动,将给水泵汽轮机做过功的蒸汽作为除氧器用汽或再供热,以降低厂用电,增加上网电量,具有良好的经济效益和环保效益。

1 机组概况

徐州金山桥热电有限公司现装机规模为3 ×90t / h循环流化床锅炉3 × 220t / h循环流化床锅炉2 × 15MW背压式汽轮发电机组,供汽能力900t / h。其中,3 ×220t/h循环流化床锅炉在独立厂区,没有汽轮发电机组。锅炉产生的新蒸汽( 9. 8MPa、540℃ ) ,通过1#、2#减温减压器降到3. 9 MPa,380℃ 供应热用户; 1#、2#减温减压器出口蒸汽通过3#减温减压器降到0. 6 ~ 1. 0MPa,380℃ 作为除氧器加热蒸汽。配套4 台电动给水泵,3 台除氧器。其中,2#给水泵是电动液力耦合器调速泵,其余3台是电动定速泵。生产工艺流程如图1 所示,主要设备规范如表1 所示。

生产用电来自当地电网,执行江苏省峰平谷分时电价,一天峰、平、谷三时段均分,峰、平、谷电价分别是1. 062 元/k Wh、0. 637 元/k Wh、0. 312 元/k Wh,平均电价为0. 6703 元/k Wh。

2 设备运行状况

现阶段锅炉采取降温降压运行,锅炉出口维持8MPa、430℃ ,供热量480t / h左右,以降低1#、2#减温减压器的节流损失。除氧器加热蒸汽40 ~ 50t/h左右。 单台给水泵运行,每天给水泵电耗40000k Wh左右,给水泵耗电量占厂用电量的份额( 给水泵耗电率) 在30% 以上,是最大的用电辅机。2014 年5 月份厂用电量和给水泵耗电量如表2所示。

3 电动给水泵改汽力拖动的必要性

3. 1 充分利用蒸汽资源,减少节流损失

对于传统热电厂,锅炉产生的蒸汽进入汽轮机膨胀做功发电,根据供热和回热系统蒸汽需求,从汽轮机不同部位抽取不同压力等级的蒸汽,从而实现蒸汽资源的梯级利用,达到经济效益最大化。而该公司目前没有汽轮发电机组,只能通过减温减压器对蒸汽减温减压,节流损失大,能源利用效率低。

3.2减少高价用电,降本增效

定速给水泵无法调速,只能利用给水调节阀调节给水流量,给水压力节流损失2MPa左右。将电动给水泵改为汽力拖动,汽轮机排汽作为除氧器加热蒸汽。给水调节阀全开,调节给水泵转速以调节给水流量满足锅炉负荷,既可以降低厂用电量,还能降低3#减温减压器节流损失,消除给水调节阀节流损失。而选择最大用电辅机-电动给水泵技术改造将产生立竿见影的节能效果。

4技术改造方案

4. 1 方案一: 中压汽轮机

汽轮机进汽取自1#、2#供热管道,蒸汽参数3. 9MPa,390℃ ; 汽轮机排汽作为除氧器加热蒸汽,不足部分由3#减温减压器补充。中压汽轮机规范如表3 所示。

1) 汽轮机型式和参数。

汽轮机为单缸冲动背压式,采用侧面进汽和侧面排汽的结构,汽轮机上设有疏水门。汽轮机与给水泵采用叠合式联轴器直接联接。盘车方式为手动或电动盘车。汽轮机进汽管设有速关阀和电动调节阀,调速范围1000 ~ 3600r/min。中压汽轮机布置图如图2 所示。

2) 汽轮机汽源接口与排汽接口。

本着简化系统、节约造价的原则,根据现场情况就近连接。选择距离1#、2#供热管道最近的1#给水泵进行技术改造,管道短,系统简单,汽轮机排汽接至标高25. 3m的除氧器加热蒸汽母管。

3) 方案特点。

该方案汽轮机进汽参数属于中温中压等级,采用常规的中温中压汽轮机,汽轮机采用低合金钢,造价低、机型成熟,规格齐全、运行稳定可靠,供货期3 个月。另外,进汽管道选用优质碳钢管。

汽轮机排汽作为除氧器加热蒸汽,不足部分仍由3#减温减压器补充,调节灵活。3#减温减压器的流量降低到20t/h,节流损失降低56% 。

4. 2 方案二: 高压汽轮机

汽轮机进汽取自锅炉出口的新蒸汽,蒸汽参数为9. 8MPa、540℃; 汽轮机排汽同方案一。高压汽轮机规范如表3 所示。

1) 汽轮机型式和参数。

汽缸采用单层结构,上部进汽和上部排汽。汽轮机转速10000r/min,属于高速汽轮机,而给水泵额定转速2980r/min,因此汽轮机与给水泵之间必须以减速机实现转速匹配。盘车方式为电动加手动。汽轮机配有进口调速器。高压汽轮机布置图如图3 所示。

2) 汽轮机汽源接口与排汽接口。

汽轮机汽源来自锅炉主蒸汽母管,根据现场条件,只能选择3#或4#给水泵进行技术改造,管道较长,系统相对复杂,汽轮机排汽同方案一。

3) 方案特点。

汽轮机进汽参数属于高温高压等级,必须采用高温高压汽轮机,该型汽轮机虽然有成功的运行机组,但是机型不多,生产厂家少。进汽管道必须采用12Cr1Mo V材质,汽轮机材料也高于中压汽轮机,因此,汽轮机造价高,供货期11 个月左右。汽轮机排汽同方案一,不同的是3#减温减压器的流量降低到25t/h。

5 方案比较

5. 1 技术性比较

1) 方案一采用中温中压汽轮机,在役机组多、规格齐全、机型成熟、生产厂家多、可选余地大; 管道采用碳钢管、管线短、系统简单、现场条件易于实施。

2) 方案二采用高温高压汽轮机,在役机组少、机型少、生产厂家少、可选余地小; 管道采用合金钢管、管线长、系统复杂、改造工程量大。

5. 2 经济性比较

由表2 统计可知,给水泵每天耗电量40000k Wh左右,其每月用电成本:

按年运行10个月计,则年用电成本:

1) 方案一: 汽轮机属于常规机型,供货期3 个月,总投资94 万元,不足2 个月即可收回成本。

2) 方案二: 汽轮机属于高温高压机型,供货期11 个月,总投资569 万元,7 个月可以收回成本。

2 种改造方案综合比较如表4 所示。

6 结语

徐州金山桥热电有限公司现阶段只有锅炉而无汽轮发电机组,采用减温减压器对外供热,节流损失严重,能源利用效率低; 其生产用电价格高,生产成本高。为减少节流损失,降本增效,提高能效,选取最大用电辅机- 电动给水泵进行汽动改造具有显著的经济效益,是必要的,也是可行的。

根据汽源参数不同,有中压汽轮机和高压汽轮机两种改造方案。其中方案一汽轮机机型成熟、运行可靠、供货期短、改造费用低、投资收益率远远优于方案二,是首选改造方案。

同时,应该认识到给水泵改造后整体能效依然不高,降本增效仍有较大潜力可挖。

1) 充分利用当前简政放权的有利背景,积极争取批准建设背压式汽轮发电机组,彻底消除减温减压器供热的节流损失。

电动给水泵论文 篇6

一、故障现象及部位

1、#1机#1电动给水泵电机故障部位及现象

(1) 2004年2月, #1机#1电动给水泵启动时在前置泵端的端部有2处被烧断。其一是在11点钟的位置, 同一极相绕组相邻两槽线圈的连线拐角处, 其烧断的断口平整, 断口两端引线没有位移, 被烧断的两端导线尚在同一轴线上;其二是在1点钟的位置上, 是极相绕组引出线在引线根部紧靠线圈的部位, 将线圈和引线同时烧断, 三组线没有位移, 端部垫块、绑线无损、无位移。

(2) 2005年9月, 在对#1机#1电动给水泵电机进行定期检测时, 三相直流电阻不平衡系数达4%, 其中B相直阻明显偏大。通过试验, 找出过热点在前置泵端二点半处的一线圈引出线靠近线圈的直线部位。剥开绝缘后, 4根并绕线圈中有两股线已被烧断。

2、#1机#2电动给水泵电机故障部位及现象

2008年5月, #1机#2电动给水泵启动时在前置泵端的端部4点钟的位置, 有一极相绕组引出线靠近线圈的直线部位被烧断。断口平整, 被烧断的两端导线尚在同一轴线上, 端部垫块、绑扎线完好无损、无位移。

3、#2机#1电动给水泵电机故障部位及现象

2006年11月, #2机#1电动给水泵启动时在前置泵端的端部4点钟的位置, 有一极相绕组引出线在线圈根部烧断。断口平整, 被烧断的两端导线尚在同一轴线上, 端部垫块、绑线完好无损、无位移。

4、#2机#2电动给水泵电机故障部位及现象

2005年10月, #2机#2电动给水泵电机启动时在前置泵端, 一极间连线被烧断。断口平整, 被烧断的两端端口尚在同一轴线上, 端部垫块、绑扎线完好无损、无位移。

5、电动给水泵电机故障的特点

综合上述电动给水泵电机故障部位及其现象, 可以归纳总结出电机故障的几个特点。

(1) 电机故障全部发生在电机启动时, 这时的冲击电流大。

(2) 电机的故障部位, 全部都在前置泵端。即在电机各定子线圈绕组下线完成后进行极间连接的最后工作面处, 具体部位有:

(1) 线圈的弯角 (定子线圈机械加工成型的弯角) 部位;

(2) 在进行电机极相绕组最后连接需要进行煨弯的部位;

(3) 线圈或引线的直线部位;

(4) 引线的焊接部位。

(3) 所有被烧断口两侧的导线仍在同一轴线上。

(4) 所有被烧断的断口都比较平整, 导线固化了的外包绝缘没有崩裂现象。

(5) 电机端部垫块、绑扎线完好无损、无松动、无位移现象。

(6) 所有断口处, 沿断口向两侧导线方向有一段绝缘层空壳 (导线已被烧毁, 但包缠其表面的绝缘尚未完全烧毁) 。

二、电动给水泵电机端部故障原

因分析

1、极间连接焊口质量存在问题

极间连线焊口质量存在问题, 如气孔、夹渣等, 表现直阻值偏大。在电机启动时, 会产生大量的热量 (缺陷点所释放的热量与此点的直阻成正比, 与通过它的电流平方成正比) , 使缺陷点的温度急剧上升, 造成该处的缺陷进一步恶化, 直阻进一步增大。

2、绕制定子线圈的线材存在缺陷

绕制定子线圈的线材存在缺陷, 如细微裂纹、夹渣、材质不均匀, 或对绕制线圈的线材进行退火处理时, 由于工艺问题造成退火不均或不充分, 或者在制作线圈时某些部位又重新被淬火, 造成该部位的直阻偏大。这些缺陷点被启动电流冲击后, 不断恶化直至烧断、放炮。

3、定子线圈在机械成型时产生裂纹

定子线圈在机械成型时, 在弯角处产生细微裂纹, 或者由于电机在下线完成后, 对端部极相绕组引线进行煨弯时, 由于工艺掌握不好造成细微裂纹。

三、电动给水泵电机的改造方案

(1) 原电机为二路星形接线, 改为四路星形接线。线圈由原四股并绕五匝改为二股并绕十匝, 使通过电机每一线圈中的电流减小为原设计的一半;

(2) 原电机二路端部极间联线为自由联接。改为各支路用导电铜环联接, 铜环牢固绑紧, 并且牢固地用铁支柱支承;

(3) 完善线圈和端部的固定方式, 使电机线圈和端部更加紧密地成为一体。

经过上述改造的电机投入使用至今, 虽经频繁启动, 但在每年一度的预防性试验中, 其直流电阻的不平衡系数几乎没有变化, 电机端部故障再未出现, 改造达到了预期的效果。

摘要：通过实例细述了火电厂电动给水泵在启动时电机端部故障现象及故障部位。分析了电动给水泵电机端部故障的特点及故障原因, 并制定了改造方案。达到了预期的效果, 保证了火电厂机组安全运行。

电动给水泵论文 篇7

2013年5月16日13时47分,2#机A电动给水泵跳闸,B电动给水泵联锁启动正常。检查2#机A电动给水泵差动保护装置动作,故障报文显示:C相比率差动保护动作,A相差动电流(Icda)0.09 A,B相差动电流(Icdb)0.01 A,C相差动电流(Icdc)1.34 A;A相制动电流(Izda)2.85 A,B相制动电流(Izdb)2.86 A,C相制动电流(Izdc)2.16 A,动作时间0.1 s。从报文中看出,C相差动电流值达到1.34 A,超过差动保护定值1.04 A,保护动作出口,开关跳闸。

二、原因分析

电动给水泵差动保护二次回路接线图如图1所示。

1. 理论分析。

差动保护误动主要有以下几种原因:

(1)二次侧负载在流过短路电流下不能满足CT 10%误差曲线的要求。

从试验结果看到,互感器二次绕组伏安特性满足10%误差曲线的要求。

(2)CT不同型号引起的误差。开关侧电流互感器型号为:LZZBJ9—10,差动二次绕组:级别,5P10,负荷容量40 VA。中心点侧电流互感器型号为:LZZBJ9—10,差动二次绕组:级别,10P15,负荷容量40 VA。型号相同,二次负荷容量相同。

(3)CT本身存在误差。指互感器铁芯饱和程度对不平衡电流的影响。实测正常运行时互感器的不平衡电流约0.02~0.06 A。在合格范围内。

(4)CT二次回路接线错误。设备已运行6年,均正常,未进行过线路改造。

(5)差动保护二次电流回路有两点或多点接地方式。按照《GB/T 14285-2006继电保护和安全自动装置技术规程》规定,“电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地”的要求,电流互感器二次回路有一点接地,是为了保证人身和设备的安全,同时又是继电保护正确动作的基础条件。电厂内同一接地网络之间并非绝对等电位面,在不同点之间会出现电位差。当有较大的接地电流注入地网时,各点间可能会有较大的电位差差值,此时不同接地点之间的电位差将在电流线圈中产生极大的额外电流,产生的电流将流入保护装置,影响差动保护装置动作的准确性甚至使之误动。

2. 计算分析。

(1)电动给水泵电动机差动保护动作定值及原理,如图2所示:

电动机差动保护为电动机内部短路的保护,当电动机内部发生某些短路性故障的时候,在电动机两侧的电流互感器CT的二次回路中将产生大小相同、相位不同的短路电流,当这些短路电流的向量和即差动电流,达到差动定值条件时,跳开电动机断路器,起到减小电动机损坏的保护作用。

图2中,Id为差动动作电流,Id=|Ih+Il|,Ih、Il分别为同相的开关侧、中心点侧电流。

Ir为制动电流,Ir=1/2|Ih-Il|;

Icd为差动电流动作门槛定值(1.04A);

Icdsd为差动电流速断动作门槛定值(20.8A);

Ib为比率制动特性拐点电流定值(3.47A);

KID为比率制动系数(0.5)。

当制动电流Izd小于比率制动特性拐点电流定值Ib时,在此范围内,只要差动电流Icd大于差动电流动作门槛定值时,差动保护动作;当制动电流Izd大于比率制动特性拐点电流定值Ib时,此时保护开始进行比率制动运算,曲线抬高,此时只有当差动电流在比率制动曲线以上时保护才动作。图2中红点为此次事件的动作点,为第一种差动保护动作现象。

(2)按照电动机差动保护的原理,此时若为内部(电动机或电缆)短路故障,开关侧电流Ih和中心点侧电流Il将为流入大小相同、相位不同的故障点的短路电流,根据制动电流=1/2|Ih-Il|公式计算,此时的制动电流应为大于比率制动特性拐点电流定值(3.47A)的电流值,而本次事件的制动电流动作值为2.16 A,不符合电动机差动保护内部电流故障的动作逻辑。

根据本次动作事件报文:C相差动电流(Icdc)1.34 A,A相制动电流(Izda)2.85 A,B相制动电流(Izdb)2.86 A,C相制动电流(Izdc)2.16 A。

套入公式Icd=|Ih+Il|,Izd=1/2|Ih-Il|,按照无内部短路故障时相位相同进行计算,得出开关侧电流Ih=2.83 A,中性点侧电流Il=1.49 A,可看出开关侧电流Ih为当时电动机运行电流,换算至电动机一次侧电流应为342 A(CT变比600/5×Ih),此时理论上中性点侧电流Il也应为2.83 A,却形成了1.34 A的差动动作电流值。

此种现象只有电流二次回路分流造成开关侧、中心点侧电流大小不同但相位又相同的不平衡电流,此不平衡电流达到差动电流动作值时,保护动作(由于本保护装置无故障录波功能,故对电流相位只能为理论计算分析,同时本保护装置无二次谐波制动功能,故对此处不进行论证)。

3. 现场检查情况。

(1)对2#机A电动给水泵电动机进行绝缘电阻、直流电阻、直流泄露、交流耐压试验,试验结果合格。

(2)对电动机高压电缆进行绝缘电阻、直流泄露试验,试验结果合格;对开关侧及电动机中性点侧电流互感器进行绝缘电阻、变流比、伏安特性、交流耐压试验,试验结果合格;对开关侧过电压保护器进行绝缘电阻测试、过电压动作值测试,试验结果合格。

(3)对电动机差动保护装置进行校验,试验结果合格。

(4)对差动保护电流二次回路进行绝缘电阻测试、通流试验,试验合格。检查电流回路接线紧固、无松动现象,检查电动机中性点处电流电缆穿出管线处有人为踩踏迹象,剥开电缆外蛇形管,发现电缆线有损伤,损伤严重线芯为电动机中性点电流互感器二次电流C相中性点N端电缆线芯(如图3所示),后对损伤电缆进行了绝缘处理。

以上工作结束后,于2013年5月16日22时15分启动2#机组A电动给水泵正常,三相电流平稳,无差流越限,各项参数合格,目前运行工况良好。

综上分析可知2#机A电动给水泵电机中性点C相电缆由于震动磨损等原因接地后,造成差动保护二次回路为两点接地运行状态,此时开关侧接地点为等电位完全接地方式,中性点侧C相接地为靠近电缆埋管的不完全接地方式,在两个接地点之间存在很大的地电位差,此电位差将在继电保护装置电流线圈中产生极大的额外电流,该电流造成了差动保护误动。

结论:根据理论、计算分析及现场检查,可判断此次事件应为一起电动机差动保护误动作事件。

参考文献