山西某發(fā)電公司 2011 年 3 月投產(chǎn)的二期工程為2×600MW 超臨界機(jī)組,給水系統(tǒng)采用 3 臺 35%B-MCR(鍋爐最大連續(xù)出力) 電動給水泵配置方式,電機(jī)的參數(shù)為額定電壓 10000V額定功率 11000KW,每臺電泵負(fù)荷指數(shù)為機(jī)組容量 35%,也就是兩臺泵帶 70%的負(fù)荷,只有三臺全部啟動才能帶到滿負(fù)荷。這樣每臺給水泵對于機(jī)組的運(yùn)行極為重要,這里就我公司近期出現(xiàn)的 4# 發(fā)電機(jī)組 3# 給水泵電機(jī)故障予以分析。
1. 事情經(jīng)過2013 年 9 月 7 日 19:26,我公司 4# 發(fā)電機(jī)組 3# 給水泵啟動時(shí)跳閘。點(diǎn)檢部值班人員接到運(yùn)行人員通知后,到 4# 機(jī) 10KV 配電室3# 給水泵電源開關(guān)處檢查發(fā)現(xiàn),WDZ-430EX 保護(hù)裝置“動作”指示燈亮,面板顯示:接地保護(hù)動作,故障電流為:Ⅰa=3.44A Ⅰb=3.42AⅠc=3.44A Ⅰog=7.54 。
繼保室對 WDZ-430EX 保護(hù)裝置進(jìn)行事故校驗(yàn),結(jié)果為:保護(hù)裝置定值校驗(yàn)正確、零序 CT 變比和伏安特性試驗(yàn)也正常、CT 回路直阻和 CT 對地絕緣都合格、二次回路檢查正常。
電氣專業(yè)人員同時(shí)檢查 4# 機(jī) 3# 給水泵電動機(jī)絕緣和直阻,檢查結(jié)果為:電機(jī)測絕緣相間及對地均為 200MΩ 以上,測單相直阻數(shù)值:U1--U2=0.03278Ω、V1--V2=0.0328Ω、W1--W2 =0.0433 Ω,直阻互差 32%,大于標(biāo)準(zhǔn) 2%。
就地解體檢查電動機(jī),打開接線盒及中性點(diǎn)箱,未見異常。打開電動機(jī)側(cè)面的加熱器擋板,有煙霧冒出,有油煙味。繼續(xù)打開主泵側(cè)與前置泵側(cè)兩側(cè)的電機(jī)端蓋(電機(jī)為分離式座式軸承結(jié)構(gòu)形式),先檢查主泵側(cè)電機(jī)端部線圈,拆開主泵側(cè)導(dǎo)風(fēng)圈后,看到端部線圈漸開線整個(gè)圓周范圍內(nèi)沒有明顯異常現(xiàn)象,繼續(xù)檢查當(dāng)拆開前置泵側(cè)導(dǎo)風(fēng)圈后,發(fā)現(xiàn)電機(jī)出線端即給水泵前置泵側(cè)時(shí)鐘 6-7 點(diǎn)位置線圈端部過橋引線處多根由于煙熏變黑,有兩根線圈上層邊表層絕緣明顯過火碳化痕跡,并且有一處電機(jī)線圈組連線(也叫大橋或大辮)明顯斷開,后經(jīng)研究線圈的走向布置,發(fā)現(xiàn)斷開處為時(shí)鐘 6-7 點(diǎn)位置對應(yīng)極下 C 相線圈大橋根部。
繼保專業(yè)對 4# 機(jī) 3# 給水泵 WDZ-430EX 保護(hù)進(jìn)行進(jìn)一步檢查,發(fā)現(xiàn)在 2013 年 9 月 6 日 20:28,裝置的“接地保護(hù)”曾經(jīng)動作過,故障電流為:Ⅰa=3.15A Ⅰb=3.14A Ⅰc=3.15A Ⅰog=4.62 。
2. 大型火力發(fā)電機(jī)組鍋爐給水泵電機(jī)故障故障原因分析:
2.1 故障部位制造廠的焊接質(zhì)量差發(fā)生故障的部位位于 C 相線圈大橋(或大辯)根部,即大橋與線圈組的連接部位,從損壞部位的截面看此處的連接是從 C 相線圈組引出的兩根扁銅導(dǎo)線與大橋相搭接后用銅焊工藝完成,從損壞現(xiàn)象經(jīng)過分析判斷出,此處的焊接質(zhì)量較差,沒有達(dá)到滿焊或有砂眼或漏焊情況,此種情況一般用測試電機(jī)線圈直阻的辦法不易發(fā)現(xiàn)。此處的接觸電阻相對較大,運(yùn)行中時(shí)間累積就會造成該處發(fā)熱氧化造成開焊或斷股。
2.2 頻繁啟停受到大電流沖擊也是造成故障的重要原因。
由于給水系統(tǒng) 3 臺 35%B-MCR 電動給水泵配置方式,所以為了滿足系統(tǒng)負(fù)荷變化參與調(diào)峰的原因,電機(jī)啟動頻繁,調(diào)閱電機(jī)的運(yùn)行曲線,發(fā)現(xiàn)電機(jī)每三天就要啟停一次,啟動電流一般是額定電流的 4-7 倍,頻繁的啟停大電流沖擊,電機(jī)端部線圈包括槽口受到的電磁力最大,損傷也難免,留下了安全隱患。
從運(yùn)行曲線結(jié)合保護(hù)裝置看 2013 年 9 月 6 日 17:50 左右,4 號機(jī)組由于水系統(tǒng)問題突然停機(jī),保護(hù)聯(lián)動后發(fā)生了 1# 給水泵電機(jī)先跳閘,當(dāng)時(shí)電流 500 多安培,接著 2# 給水泵電機(jī)跳閘,電流約600 多安培,最后,3# 給水泵電機(jī)跳閘,電流達(dá) 700 多安培,是接近正常運(yùn)行時(shí)電流的 1.5 倍,比其他兩臺受到的沖擊更大,是造成本次事故的直接原因。
2.3 二次傷害加劇故障進(jìn)一步擴(kuò)大保護(hù)裝置查到的動作情況說明,2013 年 9 月 7 日 19:26,4# 機(jī)3# 給水泵啟動時(shí)跳閘是在 2013 年 9 月 6 日 20:28 跳閘未查明原因及處理問題的情況下,形成的二次傷害,第一次動作時(shí)說明故障部位已經(jīng)斷開或接近斷開,二次啟動導(dǎo)致故障部位瞬間燒斷并引起火苗燒傷周圍線圈。
3. 故障處理措施:
3.1 故障部位的清理清理了故障部位及相鄰受到影響的線圈上的碳化絕緣、電弧燒結(jié)而產(chǎn)生的銅渣,剝開故障部位兩端的銅線,兩端剝開的長度各為150mm 長,割斷相鄰線圈的綁繩,留出足夠的空間,以便進(jìn)一步處理時(shí)方便工作。
3.2 選取處理材料先選取與電機(jī)容量匹配的兩根質(zhì)量較好(導(dǎo)電率高)的扁銅線。
根據(jù)大辯與線圈引出線的走向調(diào)整彎曲選好的扁銅線,將各自預(yù)裝在兩端,保證兩端的搭接部分不得少于 20mm,剩余部分去掉,以保證連接時(shí)的可靠性。
再選取焊接用的輔材,包括焊絲焊藥。為了保證焊接質(zhì)量采用發(fā)電機(jī)級的焊材 BAg45CuZn HYAg45 Ф4×450 銀焊絲、QJ102 銀釬焊溶劑進(jìn)行焊接。
3.3 故障部位的焊接將故障處線圈側(cè)、大橋側(cè)剝掉絕緣的部位以及準(zhǔn)備好的兩根扁銅線兩端進(jìn)行打磨處理,除掉氧化層,然后由有經(jīng)驗(yàn)的焊工(焊接技師)將兩根扁銅線兩端搭接在預(yù)裝位置,進(jìn)行焊接。
3.4 電氣試驗(yàn)焊接完畢溫度將到室溫時(shí)進(jìn)行電氣試驗(yàn),測試數(shù)據(jù)如下:U 相0.03200 歐姆 V 相 0.03200 歐姆 W 0.3192 歐姆。絕緣相間對地均為 4000MΩ,25KV 直流耐壓試驗(yàn),泄漏電流各相不超 10μA 試驗(yàn)合格,處理后電氣參數(shù)良好。
3.5 進(jìn)行絕緣及包扎處理用 SH5444-1 規(guī)格 0.14×25mm 的云母帶與 6101 環(huán)氧樹脂和650 固化劑按照一比一的比例配比成膠狀絕緣漆配合使用,首先再次清理干凈處理部位,特別是焊接過的地方異物然后用半迭包法纏繞一層云母帶,再涂刷一層配制好的絕緣漆,如此反復(fù)直到絕緣的厚度高出臨近位置舊有絕緣 1-2mm 位置,最后用同樣方法再纏繞3-5 層 25mm 寬無堿玻璃絲帶。同時(shí)再次清理其他絕緣受影響部位的灰塵等雜物后涂刷絕緣漆 10-15 次,用滌波繩恢復(fù)并加強(qiáng)端部的綁扎,同樣將綁繩涂刷10-15此絕緣漆,等待晾干,時(shí)間不少于24小時(shí)。
3.6 電機(jī)全面恢復(fù)上述步驟完成,在絕緣全面干燥成型后,就著手恢復(fù)電機(jī),安裝導(dǎo)風(fēng)圈、端蓋、接線等工作。
結(jié)語經(jīng)過總結(jié)我公司多年來對給水泵電機(jī)的檢修情況以及對上述電機(jī)故障特點(diǎn)的分析,我認(rèn)為加強(qiáng)設(shè)備監(jiān)造,加強(qiáng)新建機(jī)組基建期的工程質(zhì)量管理,全方位全過程抓住優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)安裝、優(yōu)化運(yùn)行三個(gè)環(huán)節(jié),提高工程建設(shè)質(zhì)量、設(shè)備質(zhì)量和生產(chǎn)準(zhǔn)備質(zhì)量,加強(qiáng)人員培訓(xùn)力度,提高員工責(zé)任心及業(yè)務(wù)水平,是防止機(jī)組投運(yùn)后發(fā)生非計(jì)劃停運(yùn)的發(fā)生的關(guān)鍵
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