徐九龍

（華潤電力江蘇檢修有限公司，江蘇 徐州 221000）

某電廠EH油泵電機(jī)啟動失敗缺陷處理過程及類似缺陷對策

徐九龍

（華潤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)啟動瞬間開關(guān)塑殼斷路器即脫扣的缺陷處理過程，深入分析出400V馬達(dá)控制器開關(guān)回路中塑殼斷路器在電機(jī)剛啟動即脫扣的原因，歸納出通過調(diào)整塑殼斷路器瞬時脫扣整定電流值到合理范圍來預(yù)防類似缺陷發(fā)生的結(jié)論，并將此結(jié)論作為類似缺陷對策及預(yù)防措施。

塑殼斷路器；瞬時脫扣整定電流；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盤前顯示啟動失敗，開關(guān)斷路器在脫扣位置。若不能及時消除此缺陷，則會使#52EH油泵失去備用，機(jī)組存在跳停風(fēng)險(xiǎn)。檢修人員及時趕到現(xiàn)場，排查出斷路器脫扣原因并及時將缺陷消除。本文詳細(xì)介紹了此缺陷處理過程，并對此缺陷從各方面深入分析，最后歸納出類似缺陷對策及預(yù)防措施，確保電動機(jī)帶動負(fù)載及時投運(yùn)。

2 缺陷詳情及設(shè)備簡介

2.1 缺陷詳情

2017年6月22日15時，運(yùn)行執(zhí)行EH油泵定期切換，啟#51EH油泵電機(jī)，DCS盤前顯示啟動失敗，開關(guān)斷路器QF在“tripped”位置，馬達(dá)控制器面板ST522D上有“啟動失敗”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)提供動力油源，還向汽輪機(jī)的保安系統(tǒng)提供安全油源。兩臺EH油泵的作用是向系統(tǒng)供油并保證油壓，一臺油泵運(yùn)行、一臺備用。若兩臺泵同時無法工作，則會導(dǎo)致機(jī)組跳停。

（2）#51EH油泵電機(jī)開關(guān)在400V配電室保安#51段，開關(guān)為抽屜式，開關(guān)回路主要由蘇州萬龍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、專用CT和ST522D面板組成。ST505H馬達(dá)控制器具有熱過載保護(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)整個電氣回路。

（3）兩臺EH油泵電機(jī)是1個月前新更換的電機(jī)，是三相鼠籠式異步電動機(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 缺陷處理過程

3.1 EH油泵電機(jī)檢查

電氣檢修人員到達(dá)現(xiàn)場后，辦理電氣第二種工作票《#51EH油泵開關(guān)及電機(jī)檢查》。在執(zhí)行相關(guān)安全措施工作票許可后，打開電機(jī)接線盒并拆除電機(jī)引線，用雙臂電橋測量電動機(jī)三相直流電阻值，測得電機(jī)三相直流電阻值平衡。然后用500V兆歐表測量電機(jī)對地絕緣電阻值為∞。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，打開電機(jī)風(fēng)扇罩，盤動電機(jī)扇葉。扇葉連同轉(zhuǎn)子和泵可以盤動，同時汽機(jī)檢修人員檢查此時的#52EH油泵出口油壓在正常范圍，EH油系統(tǒng)無異常，表明負(fù)載可以正常投運(yùn)。

3.3 開關(guān)檢查

隨后，電氣檢修人員來到400V配電室保安#51段。在開關(guān)馬達(dá)控制器面板ST522D上調(diào)取報(bào)警記錄，僅有“啟動失敗”報(bào)警，并無其他報(bào)警。因兩臺電機(jī)為新更換電機(jī)，根據(jù)電機(jī)參數(shù)核對馬達(dá)控制器選型符合要求，通過面板調(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)，檢修人員懷疑瞬時脫扣電流整定值偏小。隨后，電氣檢修人員將開關(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關(guān)，開關(guān)正常啟動，表明開關(guān)電氣開關(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)行人員從開關(guān)出線側(cè)測量電機(jī)絕緣合格后，啟動#51EH油泵，依然顯示啟動失敗，斷路器脫扣在“tripped”位置。電氣專業(yè)與繼保專業(yè)溝通，經(jīng)繼保專業(yè)同意后將塑殼斷路器的瞬時脫扣整定電流Im改為800A。再次押票試啟#51EH油泵，油泵正常啟動，缺陷消除，終結(jié)電氣工作票。此時已經(jīng)是下午18時。

4 缺陷深入分析

電動機(jī)啟動瞬間塑殼斷路器即脫扣一般由以下原因引起：（1）電動機(jī)所帶負(fù)載過大，導(dǎo)致啟動瞬間電流過大。（2）開關(guān)、電纜和電動機(jī)整個電氣回路問題，啟動瞬間出現(xiàn)短路。（3）斷路器瞬時脫扣整定電流調(diào)整值偏小，不足以躲過啟動峰值電流。

由于開關(guān)在不接電纜的備用間隔內(nèi)可以正常啟動，并且連同電纜一起測量電機(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)啟動峰值電流和負(fù)載。

4.1 斷路器分析

開關(guān)所用塑殼斷路器型號：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，流過斷路器電磁線圈的電流會使電磁脫扣器產(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，銜鐵所受吸引力不足以撬動杠桿使主觸頭脫扣，而當(dāng)電機(jī)啟動時的峰值電流大于瞬時電磁脫扣整定電流Im時，銜鐵所受吸引力足以撬動杠桿使主觸頭脫扣，機(jī)構(gòu)動作，開關(guān)分閘，實(shí)現(xiàn)保護(hù)。#51EH油泵兩次啟動失敗就是電機(jī)啟動時峰值電流大于Im造成的。

圖2

4.2 電動機(jī)啟動峰值電流分析

三相異步電動機(jī)全壓起動瞬間會產(chǎn)生尖峰電流，尖峰電流包括周期分量和非周期分量兩部分。非周期分量的衰減時間約為30毫秒，而斷路器的分?jǐn)鄷r間在20毫秒之內(nèi)。受非周期量的影響，有時峰值電流最大可達(dá)到啟動電流的2倍左右。這就要求斷路器的瞬時脫扣整定電流必須大于尖峰電流。一般，斷路器瞬時脫扣整定電流Im≥(1．7～2)Iq，Iq為啟動電流。根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)，三相鼠籠式異步電動機(jī)斷路器的瞬時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倍是一個范圍，具體的取值還需要綜合電動機(jī)的型號、容量、起動環(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)。改造原因是原來的立式電機(jī)和泵是靠四氟齒傳動的，齒容易磨損。改造后，臥式電機(jī)和泵是靠彈性梅花塊傳動，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并投運(yùn)。隨著機(jī)組啟動并不斷運(yùn)行，EH油壓增大、EH油箱油位升高等因素，都會導(dǎo)致電機(jī)啟動負(fù)載變大，啟動峰值電流大于600A導(dǎo)致斷路器脫扣。由4．2電動機(jī)啟動峰值電流分析，峰值電流一般取8～15倍。為適應(yīng)不同的啟動環(huán)境，將Im調(diào)整為額定電流的14倍，大概為800A。800A的瞬時脫扣整定電流可以躲過啟動峰值電流，至此，缺陷徹底消除。

5 類似缺陷對策及預(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機(jī)拖動的。偶爾會出現(xiàn)油泵或風(fēng)機(jī)啟動時斷路器瞬時脫扣。因油泵、風(fēng)機(jī)每次啟動環(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)啟動峰值偏大一些。為適應(yīng)不同的啟動環(huán)境，我們可以在機(jī)組停機(jī)檢修時將這些斷路器的瞬時脫扣整定電流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)，又能避免此類缺陷發(fā)生，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)語

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

[1]中國航空工業(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[,]，中國電力出版社，2005．

[2]蘇州萬龍．ST570智能型電動機(jī)控制器技術(shù)說明書．

U463.6

A

1671-0711（2017）10（上）-0067-02