循环水泵电机双速改造在600MW机组中的应用

张海峰

摘 要：对于交流电动机所采取的调速手段有很多种，例如将转差率调速加以改变、将串电阻调速进行优化等。而其中相关人员通过改变磁极的方式来对交流电动机的调速进行改变有着较多的优势，如节约成本、较高的可靠性等，在我国相关领域得到了较多的认可。对此，本文主要从改造原理及节能潜力估算、改造要点及措施、改造后调试、节能效果几方面来对循环水泵电机双速改造在600MW机组中的具体使用情况进行分析，提出合理化建议，提供给下相关人士，供以借鉴。

关键词：循环水泵电；改造；应用

随着电力行业竞争变得日益激烈，发电厂实现节能降耗的压力变得愈来愈大，而在600MW机组中大部分消耗的电能都是通过电动机消耗的，所以使电动机的运作面临着更严峻的挑战。在最近几年里，鼠笼型异步电动机调速运行在相关领域得到了普遍的认可，调速形式也存在诸多种，而双速改造由于节本成本、维护方便等优点呗愈来愈多的领域所喜爱。该形式仅仅将相应的接线方式进行改变，不需要添加各种设备，就可以实现两种速度的目的。在改造的过程中通常都是将高转速档作为基础极的，从而对对称轴线进行优化，将电动机所具备的绕组引线引出来，这样在电动机中可以放置一个端子箱，将端子连接片的位置加以改造，继而实现节能的效果，但是整个电气系统不需要改动。

1 改造原理及节能潜力估算

华电能源哈尔滨第三发电厂总装机容量2×600MW机组，每台机组配置两台循环水泵，出口节门采用蝶阀，只有全开全关两个位置。机组运行中，不同季节的凝汽器供水量只有依靠增减循环水泵的台数来调节。在春、秋、冬季节会出现2台循泵供冷却水量偏少，而3台循泵机组供给又偏多的现象。考虑将循环水泵电机由单一转速改为双速，在四季环境温度变化时，通过改变循泵电机转速和几台循环水泵不同转速组合的运行方式，即可满足运行需要，又可实现节能的目的。

根据电机转速公式n=（1-s），其中：P为电机极对数；s为转差率。改变电机的极对数P即可改变电机转速，将电机的16极改为18极，转速相应的变为330r/min。根据泵类流体定律，改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系式为：

Q1、H1、P1、Q2、H2、P2分别表示在转速n1和n2情况下水泵的流量、扬程和所需轴功率。根据公式，当电机的转速下降时，流量成正比关系下降、扬程成平方关系下降、泵的轴功率成3次方关系下降，因此电机改造后有功功率消耗会大幅度下降。

（1）降速后单泵工作点的确定

根据2A循环水泵的实测性能曲线，结合2号机组循环水系统的实际阻力特性，计算得出循环水泵降速后的性能工作点，见图1。

在冬季循环水温较低（低于15℃）、负荷低于400MW的情况下，选择一台循环水泵进行高低速改造，可以进一步降低厂用电率。

（2）降速后运行安全性分析。2号机组一台循环水泵降速运行后，在循环水系统单元制运行条件下，2号机组的循环水泵可能的运行方式有：单泵低速运行、单泵高速运行、一高速和一低速并联运行、两台高速并联运行四种方式。单台循环水泵降速后与另外一台定速泵并联运行安全性尤为重要。2号机组2A循环水泵降速后与2B循环水泵（定速）并联运行的工作状态。在循环水系统阻力特性下，循环水泵一高速与一低速并联运行是可行的，能保证低速泵的运行稳定性和安全性。只有在循环水系统阻力接近或超过33m时，低速循环水泵会出现空转或呛水现象，危害泵的安全。

2 改造要点及措施

（1）当电机经过改造以后从原来的8改变城9，而额定功率从3600kW改变成2600kW，定子绕组接线从原来的4Y变成2Y/△接法。因为电机经过改造以后处于低速运作的状态下接线形式为△接法，而在综合保护装置中所存在的“差动保护”会退出来，除此之外在每一层高低速进行切换的过程中，因为功率以及接线形式的改变，所以综合保护设置中的相应数值要重新的设置。（2）當电机输送到专业的修理厂中，依据接线形式、原定子槽数等，相关人员需要对电机定子绕组进行重新的设定，将上述参数的绕组进行确定，所产生的新定子绕组具有高低速的性能。（3）直阻、绝缘、直流耐压、交流耐压、定子铁耗温升试验及整机试转。（4）电机的高压引线和中性点引线盒均不变，在中性点引线盒旁单独设立一个高低速切换箱，电机高低速运行的选择，只需改变切换箱内的连接片的连接方式即可（电机需停电）。

3 改造后调试

（1）电机低速空载运行检查电机电源引线、中性点引线、加热器引线、CT二次引线、温度测点引线连接正确；电机高低速切换端子箱内连接片为低速连接方式；电机综合保护装置参数重新设定，电机二次额定电流（Ie）项由4.44改为3.33，所有差动相关控制字选择“退出”，差动保护出口压板退出；将循泵启动允许条件置“1”，将2A循泵出口门强制“关”；将就地蝶阀控制柜上蝶阀控制方式切到“就地”方式，并在控制柜上挂“设备调试，禁止操作”临时标示牌，核实蝶阀处于关闭位置；#1、#2机循环水联络门关闭；电机送电并启动运行；电机运行4小时，间隔30分钟测试电机电流、振动、温度等参数。（2）电机高速带泵运行。电机通过找中心的形式将对连接起来，将循泵启动在允许的情况下设置“1”进行解除，从而恢复到以往的运作形式；相关人员将就地蝶阀控制柜上蝶阀控制形式切换到“远方”控制形式中，将控制柜上面的标志除去，对电机开启送电模式并尝试启动；对电机电流、温度等相关参数进行测量，最后对电动机的运行状况进行观察。（3）电机低速带泵运行。由于电机高低速切换端子箱里面存在的连接片改成低速连接的形式；相关人员将二次额定电流（Ie）项从原来的4.44变成3.33，全部差动相关控制字都要选择“退出”，而差动保护出口压板选择退出；将循泵启动在允许的范围内设置到“1”去除掉，从而恢复到以往的运作形式上；将蝶阀控制形式为“远方”控制进行确认；对于高、低速循环泵来说，应当将有关的阀门开启；对#1、#2机循环水联络们是否处于关闭的状态进行确认；电机是否处于运作的环境下进行确定；相关人员最后还应当对温度、电流等有关参数进行确定，从而对其进行观察并投入使用中。

结束语

通过以上内容的论述，可以得到以下结论：（1）当电机在改造时所具有的真空压力浸漆工艺的整体品质会对电机的使用时间带来直接的影响，各种不同的修理厂家由于成本以及操作繁琐等因素对这个工艺的操作都具有一定的偏差，而执行的优劣都会在电机完成以后没有办法从外观进行判断，所以这个过程需要有专业人员进行见证的。（2）改造的时间大约在13天左右，而主要的辅助设备已经失去了备用的效果，对机组的稳定性能带来不利影响，因此相关人员在改造的前阶段最大程度安排在机组检修期间进行。

参考文献

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