張海峰

摘 要：對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)所采取的調(diào)速手段有很多種，例如將轉(zhuǎn)差率調(diào)速加以改變、將串電阻調(diào)速進(jìn)行優(yōu)化等。而其中相關(guān)人員通過改變磁極的方式來對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速進(jìn)行改變有著較多的優(yōu)勢(shì)，如節(jié)約成本、較高的可靠性等，在我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域得到了較多的認(rèn)可。對(duì)此，本文主要從改造原理及節(jié)能潛力估算、改造要點(diǎn)及措施、改造后調(diào)試、節(jié)能效果幾方面來對(duì)循環(huán)水泵電機(jī)雙速改造在600MW機(jī)組中的具體使用情況進(jìn)行分析，提出合理化建議，提供給下相關(guān)人士，供以借鑒。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵電；改造；應(yīng)用

隨著電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)變得日益激烈，發(fā)電廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的壓力變得愈來愈大，而在600MW機(jī)組中大部分消耗的電能都是通過電動(dòng)機(jī)消耗的，所以使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)作面臨著更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在最近幾年里，鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速運(yùn)行在相關(guān)領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可，調(diào)速形式也存在諸多種，而雙速改造由于節(jié)本成本、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)唄愈來愈多的領(lǐng)域所喜愛。該形式僅僅將相應(yīng)的接線方式進(jìn)行改變，不需要添加各種設(shè)備，就可以實(shí)現(xiàn)兩種速度的目的。在改造的過程中通常都是將高轉(zhuǎn)速檔作為基礎(chǔ)極的，從而對(duì)對(duì)稱軸線進(jìn)行優(yōu)化，將電動(dòng)機(jī)所具備的繞組引線引出來，這樣在電動(dòng)機(jī)中可以放置一個(gè)端子箱，將端子連接片的位置加以改造，繼而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果，但是整個(gè)電氣系統(tǒng)不需要改動(dòng)。

1 改造原理及節(jié)能潛力估算

華電能源哈爾濱第三發(fā)電廠總裝機(jī)容量2×600MW機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組配置兩臺(tái)循環(huán)水泵，出口節(jié)門采用蝶閥，只有全開全關(guān)兩個(gè)位置。機(jī)組運(yùn)行中，不同季節(jié)的凝汽器供水量只有依靠增減循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)來調(diào)節(jié)。在春、秋、冬季節(jié)會(huì)出現(xiàn)2臺(tái)循泵供冷卻水量偏少，而3臺(tái)循泵機(jī)組供給又偏多的現(xiàn)象。考慮將循環(huán)水泵電機(jī)由單一轉(zhuǎn)速改為雙速，在四季環(huán)境溫度變化時(shí)，通過改變循泵電機(jī)轉(zhuǎn)速和幾臺(tái)循環(huán)水泵不同轉(zhuǎn)速組合的運(yùn)行方式，即可滿足運(yùn)行需要，又可實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=（1-s），其中：P為電機(jī)極對(duì)數(shù)；s為轉(zhuǎn)差率。改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)P即可改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，將電機(jī)的16極改為18極，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的變?yōu)?30r/min。根據(jù)泵類流體定律，改變泵的轉(zhuǎn)速，泵的效率近似不變，其性能近似關(guān)系式為：

Q1、H1、P1、Q2、H2、P2分別表示在轉(zhuǎn)速n1和n2情況下水泵的流量、揚(yáng)程和所需軸功率。根據(jù)公式，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量成正比關(guān)系下降、揚(yáng)程成平方關(guān)系下降、泵的軸功率成3次方關(guān)系下降，因此電機(jī)改造后有功功率消耗會(huì)大幅度下降。

（1）降速后單泵工作點(diǎn)的確定

根據(jù)2A循環(huán)水泵的實(shí)測(cè)性能曲線，結(jié)合2號(hào)機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)的實(shí)際阻力特性，計(jì)算得出循環(huán)水泵降速后的性能工作點(diǎn)，見圖1。

在冬季循環(huán)水溫較低（低于15℃）、負(fù)荷低于400MW的情況下，選擇一臺(tái)循環(huán)水泵進(jìn)行高低速改造，可以進(jìn)一步降低廠用電率。

（2）降速后運(yùn)行安全性分析。2號(hào)機(jī)組一臺(tái)循環(huán)水泵降速運(yùn)行后，在循環(huán)水系統(tǒng)單元制運(yùn)行條件下，2號(hào)機(jī)組的循環(huán)水泵可能的運(yùn)行方式有：?jiǎn)伪玫退龠\(yùn)行、單泵高速運(yùn)行、一高速和一低速并聯(lián)運(yùn)行、兩臺(tái)高速并聯(lián)運(yùn)行四種方式。單臺(tái)循環(huán)水泵降速后與另外一臺(tái)定速泵并聯(lián)運(yùn)行安全性尤為重要。2號(hào)機(jī)組2A循環(huán)水泵降速后與2B循環(huán)水泵（定速）并聯(lián)運(yùn)行的工作狀態(tài)。在循環(huán)水系統(tǒng)阻力特性下，循環(huán)水泵一高速與一低速并聯(lián)運(yùn)行是可行的，能保證低速泵的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。只有在循環(huán)水系統(tǒng)阻力接近或超過33m時(shí)，低速循環(huán)水泵會(huì)出現(xiàn)空轉(zhuǎn)或嗆水現(xiàn)象，危害泵的安全。

2 改造要點(diǎn)及措施

（1）當(dāng)電機(jī)經(jīng)過改造以后從原來的8改變城9，而額定功率從3600kW改變成2600kW，定子繞組接線從原來的4Y變成2Y/△接法。因?yàn)殡姍C(jī)經(jīng)過改造以后處于低速運(yùn)作的狀態(tài)下接線形式為△接法，而在綜合保護(hù)裝置中所存在的“差動(dòng)保護(hù)”會(huì)退出來，除此之外在每一層高低速進(jìn)行切換的過程中，因?yàn)楣β室约敖泳€形式的改變，所以綜合保護(hù)設(shè)置中的相應(yīng)數(shù)值要重新的設(shè)置。（2）當(dāng)電機(jī)輸送到專業(yè)的修理廠中，依據(jù)接線形式、原定子槽數(shù)等，相關(guān)人員需要對(duì)電機(jī)定子繞組進(jìn)行重新的設(shè)定，將上述參數(shù)的繞組進(jìn)行確定，所產(chǎn)生的新定子繞組具有高低速的性能。（3）直阻、絕緣、直流耐壓、交流耐壓、定子鐵耗溫升試驗(yàn)及整機(jī)試轉(zhuǎn)。（4）電機(jī)的高壓引線和中性點(diǎn)引線盒均不變，在中性點(diǎn)引線盒旁單獨(dú)設(shè)立一個(gè)高低速切換箱，電機(jī)高低速運(yùn)行的選擇，只需改變切換箱內(nèi)的連接片的連接方式即可（電機(jī)需停電）。

3 改造后調(diào)試

（1）電機(jī)低速空載運(yùn)行檢查電機(jī)電源引線、中性點(diǎn)引線、加熱器引線、CT二次引線、溫度測(cè)點(diǎn)引線連接正確；電機(jī)高低速切換端子箱內(nèi)連接片為低速連接方式；電機(jī)綜合保護(hù)裝置參數(shù)重新設(shè)定，電機(jī)二次額定電流（Ie）項(xiàng)由4.44改為3.33，所有差動(dòng)相關(guān)控制字選擇“退出”，差動(dòng)保護(hù)出口壓板退出；將循泵啟動(dòng)允許條件置“1”，將2A循泵出口門強(qiáng)制“關(guān)”；將就地蝶閥控制柜上蝶閥控制方式切到“就地”方式，并在控制柜上掛“設(shè)備調(diào)試，禁止操作”臨時(shí)標(biāo)示牌，核實(shí)蝶閥處于關(guān)閉位置；#1、#2機(jī)循環(huán)水聯(lián)絡(luò)門關(guān)閉；電機(jī)送電并啟動(dòng)運(yùn)行；電機(jī)運(yùn)行4小時(shí)，間隔30分鐘測(cè)試電機(jī)電流、振動(dòng)、溫度等參數(shù)。（2）電機(jī)高速帶泵運(yùn)行。電機(jī)通過找中心的形式將對(duì)連接起來，將循泵啟動(dòng)在允許的情況下設(shè)置“1”進(jìn)行解除，從而恢復(fù)到以往的運(yùn)作形式；相關(guān)人員將就地蝶閥控制柜上蝶閥控制形式切換到“遠(yuǎn)方”控制形式中，將控制柜上面的標(biāo)志除去，對(duì)電機(jī)開啟送電模式并嘗試啟動(dòng)；對(duì)電機(jī)電流、溫度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，最后對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行觀察。（3）電機(jī)低速帶泵運(yùn)行。由于電機(jī)高低速切換端子箱里面存在的連接片改成低速連接的形式；相關(guān)人員將二次額定電流（Ie）項(xiàng)從原來的4.44變成3.33，全部差動(dòng)相關(guān)控制字都要選擇“退出”，而差動(dòng)保護(hù)出口壓板選擇退出；將循泵啟動(dòng)在允許的范圍內(nèi)設(shè)置到“1”去除掉，從而恢復(fù)到以往的運(yùn)作形式上；將蝶閥控制形式為“遠(yuǎn)方”控制進(jìn)行確認(rèn)；對(duì)于高、低速循環(huán)泵來說，應(yīng)當(dāng)將有關(guān)的閥門開啟；對(duì)#1、#2機(jī)循環(huán)水聯(lián)絡(luò)們是否處于關(guān)閉的狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)；電機(jī)是否處于運(yùn)作的環(huán)境下進(jìn)行確定；相關(guān)人員最后還應(yīng)當(dāng)對(duì)溫度、電流等有關(guān)參數(shù)進(jìn)行確定，從而對(duì)其進(jìn)行觀察并投入使用中。

結(jié)束語(yǔ)

通過以上內(nèi)容的論述，可以得到以下結(jié)論：（1）當(dāng)電機(jī)在改造時(shí)所具有的真空壓力浸漆工藝的整體品質(zhì)會(huì)對(duì)電機(jī)的使用時(shí)間帶來直接的影響，各種不同的修理廠家由于成本以及操作繁瑣等因素對(duì)這個(gè)工藝的操作都具有一定的偏差，而執(zhí)行的優(yōu)劣都會(huì)在電機(jī)完成以后沒有辦法從外觀進(jìn)行判斷，所以這個(gè)過程需要有專業(yè)人員進(jìn)行見證的。（2）改造的時(shí)間大約在13天左右，而主要的輔助設(shè)備已經(jīng)失去了備用的效果，對(duì)機(jī)組的穩(wěn)定性能帶來不利影響，因此相關(guān)人員在改造的前階段最大程度安排在機(jī)組檢修期間進(jìn)行。

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