300MW机组水源地深井潜水泵电气回路改进

吴福雨

(鹤壁同力发电有限责任公司，河南 鹤壁 458000)

300MW机组水源地深井潜水泵电气回路改进

吴福雨

(鹤壁同力发电有限责任公司，河南 鹤壁 458000)

介绍了某公司水源地深井潜水泵运行中存在的电气缺陷和故障现象，分析了异常产生的原因，提出了水泵电气回路改进的具体方案和完善措施；改进后效果良好、效益显著，为机组供水和安全稳定运行提供了支撑。

深井潜水泵；电流继电器；过流速断保护；电流互感器

0 引言

某发电公司深井水源地位于淇水河畔，是1号、2号发电机组的重要生产供水基地。该水源地深井潜水泵的可靠投入和稳定运行，对保证2台机组生产用水安全，避免因供水不足而造成机组减负荷运行或被迫停机，有着重要的作用。

1 设备状况

该水源地共安装21台深井潜水泵，潜水泵电机容量为55 kW，75 kW，100 kW不等。每台潜水泵配1面电控柜，电控柜安装在水源地AC 380 V工作段配电间。

潜水泵采用控制柜就地操作模式，启动方式为自耦变压器降压启动，电气保护选用热继电器过载保护。控制柜的上级电源开关在AC 380 V工作段，开关型号为DW15自动空气断路器，电源电缆和负荷电缆都为铝芯电力电缆。考虑到潜水泵电机容量大、与电源距离远等因素，接至电机的负荷电缆均采用2根并接使用方式。

2 存在问题

深井潜水泵电气设备主要运行缺陷如下。

(1) 水泵电控柜、电缆等水源地电气设备使用期已超过20年，柜内电气元件老化、损坏严重。

(2) 电控柜电气回路设计不合理，回路中继电器及相应接点过多，中间环节多。电控回路复杂，故障频繁。

(3) 电气保护元件热继电器已到使用年限，动作不灵敏，甚至失灵拒动。当井内发生淤积，潜水泵过载、卡涩或堵转，电气主回路过流时，电源接触器不能及时自动跳开，导致电机和主回路中的空气开关、接触器、自耦变等电气元件过热烧坏，设备故障扩大。

(4) 接至控制柜内的空气开关和接触器的铝芯电缆，其终端头接线鼻为铝质材料，而空气开关、接触器的接线端子为铜质材料，这2种材料连接面接触电阻大，氧化发热严重，导致接线鼻和空气开关、接触器的接线端子时常烧坏。

(5) 潜水泵电机电缆线为2根并用，每相线芯相对较粗，而主回路配用的电流互感器(CT)容量和穿线孔径较小，电缆线不能按CT铭牌规定的正确匝数穿过CT。这导致电控柜盘面电机电流表指示值与实际运行值不符，值班员不能正确判断远方电机真实工作状况和水泵出力情况。

上述问题导致深井潜水泵停运次数不断上升，工作稳定性和可靠投入率逐渐下降，生产供水不足，严重影响了机组安全、稳定运行。同时，设备维修费用也高居不下，经济损失严重。

3 改进方案和完善措施

针对深井潜水泵电气部分存在的异常情况，本着立足现有设备、节约成本的原则，制定了如下改进方案和完善措施。

3.1 保护改型

拆除热继电器，在每面潜水泵电控柜内增加2只保护动作整定值不同的电流继电器(DL-32型)，分别对应运行中潜水泵短路(电流速断保护)和堵转(过电流保护)的情况，相应的保护按规程进行整定值计算。这样就可提高电气保护动作的快速性、灵敏性和可靠性，有效避免主回路过流引起电机绕组和重要电气元件的损坏。

3.2 更换电流互感器

统一选用穿线孔直径52 mm、穿芯匝数1匝、变比300/5的BH-80-∮型大孔径CT，使电机电缆线芯能够按CT铭牌要求匝数穿过CT。同时更换电控柜盘面电流表，其变比应与CT变比相同，做到盘面电流表指示与电机实际运行参数一致，便于值班员实时监视和调整设备运行工况。

3.3 改进潜水泵电控回路

取消多个时间继电器和中间继电器，简化电气回路，减少中间环节，降低故障几率，同时方便设备后期检修与维护。在每台水泵电控柜与其上级电源开关间增设1根控制电缆(KVV22-2×1.5 mm2)，用于运行中主电路过流、速断保护动作，使潜水泵电源接触器跳闸的同时，联跳控制柜上级电源开关(DW15型空气断路器)，以此确保主电路故障时设备能够可靠断电停运，避免故障扩大。

3.4 铝芯电缆接头改用铜铝过渡线鼻

认真检查控制柜内空气开关、接触器的电缆接线端子，仔细清理铜端子表面的过热氧化层和腐蚀物；重新制作铝芯电缆终端头，电缆接头采用铜铝过渡线鼻，彻底解决铜、铝材料接触面发热氧化的问题。

3.5 全面维修消除缺陷

将潜水泵逐台停运，对电控柜及电源开关等进行一次全面检查和保养，消除其他缺陷和隐患。

4 改进的效果

对改进后的深井潜水泵电气设备运行情况进行跟踪调查，结果显示：电气设备故障率明显下降，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。机组供水得到充分保障，未发生一起因生产用水短缺引起的机组减负荷或停机事故，2台发电机组的运行更加安全、稳定和经济。

受安装位置、运输通道的限制，潜水泵电机修理成本很高，仅每台水泵及其连接管道由井内拔出、维修后再恢复的费用，每次就高达2.5万元。改进后，设备电气保护措施更加完备，水泵电机及控制柜内主要电气元件不再频繁损坏，年节约维修费用约30余万元。潜水泵电气回路改进所用材料，如电流继电器、电流互感器、电流表、铜铝过渡电缆接线鼻等均为小型电气元器件，数量少，价格低，但改进后的经济效益可观。综上，水源地深井潜水泵电气部分技术改进效果良好，达到了预期目的。

2017-01-07；

2017-03-04。

吴福雨(1969—)，男，大专，主要从事300 MW和600 MW火力发电机组电气设备的技改、检修与维护工作，email：wufuyu000123@sohu.com。