300MW機組水源地深井潛水泵電氣回路改進

吳福雨

(鶴壁同力發電有限責任公司，河南 鶴壁 458000)

300MW機組水源地深井潛水泵電氣回路改進

吳福雨

(鶴壁同力發電有限責任公司，河南 鶴壁 458000)

介紹了某公司水源地深井潛水泵運行中存在的電氣缺陷和故障現象，分析了異常產生的原因，提出了水泵電氣回路改進的具體方案和完善措施；改進后效果良好、效益顯著，為機組供水和安全穩定運行提供了支撐。

深井潛水泵；電流繼電器；過流速斷保護；電流互感器

0 引言

某發電公司深井水源地位于淇水河畔，是1號、2號發電機組的重要生產供水基地。該水源地深井潛水泵的可靠投入和穩定運行，對保證2臺機組生產用水安全，避免因供水不足而造成機組減負荷運行或被迫停機，有著重要的作用。

1 設備狀況

該水源地共安裝21臺深井潛水泵，潛水泵電機容量為55 kW，75 kW，100 kW不等。每臺潛水泵配1面電控柜，電控柜安裝在水源地AC 380 V工作段配電間。

潛水泵采用控制柜就地操作模式，啟動方式為自耦變壓器降壓啟動，電氣保護選用熱繼電器過載保護。控制柜的上級電源開關在AC 380 V工作段，開關型號為DW15自動空氣斷路器，電源電纜和負荷電纜都為鋁芯電力電纜。考慮到潛水泵電機容量大、與電源距離遠等因素，接至電機的負荷電纜均采用2根并接使用方式。

2 存在問題

深井潛水泵電氣設備主要運行缺陷如下。

(1) 水泵電控柜、電纜等水源地電氣設備使用期已超過20年，柜內電氣元件老化、損壞嚴重。

(2) 電控柜電氣回路設計不合理，回路中繼電器及相應接點過多，中間環節多。電控回路復雜，故障頻繁。

(3) 電氣保護元件熱繼電器已到使用年限，動作不靈敏，甚至失靈拒動。當井內發生淤積，潛水泵過載、卡澀或堵轉，電氣主回路過流時，電源接觸器不能及時自動跳開，導致電機和主回路中的空氣開關、接觸器、自耦變等電氣元件過熱燒壞，設備故障擴大。

(4) 接至控制柜內的空氣開關和接觸器的鋁芯電纜，其終端頭接線鼻為鋁質材料，而空氣開關、接觸器的接線端子為銅質材料，這2種材料連接面接觸電阻大，氧化發熱嚴重，導致接線鼻和空氣開關、接觸器的接線端子時常燒壞。

(5) 潛水泵電機電纜線為2根并用，每相線芯相對較粗，而主回路配用的電流互感器(CT)容量和穿線孔徑較小，電纜線不能按CT銘牌規定的正確匝數穿過CT。這導致電控柜盤面電機電流表指示值與實際運行值不符，值班員不能正確判斷遠方電機真實工作狀況和水泵出力情況。

上述問題導致深井潛水泵停運次數不斷上升，工作穩定性和可靠投入率逐漸下降，生產供水不足，嚴重影響了機組安全、穩定運行。同時，設備維修費用也高居不下，經濟損失嚴重。

3 改進方案和完善措施

針對深井潛水泵電氣部分存在的異常情況，本著立足現有設備、節約成本的原則，制定了如下改進方案和完善措施。

3.1 保護改型

拆除熱繼電器，在每面潛水泵電控柜內增加2只保護動作整定值不同的電流繼電器(DL-32型)，分別對應運行中潛水泵短路(電流速斷保護)和堵轉(過電流保護)的情況，相應的保護按規程進行整定值計算。這樣就可提高電氣保護動作的快速性、靈敏性和可靠性，有效避免主回路過流引起電機繞組和重要電氣元件的損壞。

3.2 更換電流互感器

統一選用穿線孔直徑52 mm、穿芯匝數1匝、變比300/5的BH-80-∮型大孔徑CT，使電機電纜線芯能夠按CT銘牌要求匝數穿過CT。同時更換電控柜盤面電流表，其變比應與CT變比相同，做到盤面電流表指示與電機實際運行參數一致，便于值班員實時監視和調整設備運行工況。

3.3 改進潛水泵電控回路

取消多個時間繼電器和中間繼電器，簡化電氣回路，減少中間環節，降低故障幾率，同時方便設備后期檢修與維護。在每臺水泵電控柜與其上級電源開關間增設1根控制電纜(KVV22-2×1.5 mm2)，用于運行中主電路過流、速斷保護動作，使潛水泵電源接觸器跳閘的同時，聯跳控制柜上級電源開關(DW15型空氣斷路器)，以此確保主電路故障時設備能夠可靠斷電停運，避免故障擴大。

3.4 鋁芯電纜接頭改用銅鋁過渡線鼻

認真檢查控制柜內空氣開關、接觸器的電纜接線端子，仔細清理銅端子表面的過熱氧化層和腐蝕物；重新制作鋁芯電纜終端頭，電纜接頭采用銅鋁過渡線鼻，徹底解決銅、鋁材料接觸面發熱氧化的問題。

3.5 全面維修消除缺陷

將潛水泵逐臺停運，對電控柜及電源開關等進行一次全面檢查和保養，消除其他缺陷和隱患。

4 改進的效果

對改進后的深井潛水泵電氣設備運行情況進行跟蹤調查，結果顯示：電氣設備故障率明顯下降，水泵工作可靠性和投入率迅速提高，投入率由原70 %以下上升至96 %以上。機組供水得到充分保障，未發生一起因生產用水短缺引起的機組減負荷或停機事故，2臺發電機組的運行更加安全、穩定和經濟。

受安裝位置、運輸通道的限制，潛水泵電機修理成本很高，僅每臺水泵及其連接管道由井內拔出、維修后再恢復的費用，每次就高達2.5萬元。改進后，設備電氣保護措施更加完備，水泵電機及控制柜內主要電氣元件不再頻繁損壞，年節約維修費用約30余萬元。潛水泵電氣回路改進所用材料，如電流繼電器、電流互感器、電流表、銅鋁過渡電纜接線鼻等均為小型電氣元器件，數量少，價格低，但改進后的經濟效益可觀。綜上，水源地深井潛水泵電氣部分技術改進效果良好，達到了預期目的。

2017-01-07；

2017-03-04。

吳福雨(1969—)，男，大專，主要從事300 MW和600 MW火力發電機組電氣設備的技改、檢修與維護工作，email：wufuyu000123@sohu.com。