发电厂电动给水泵电机故障分析

发电厂电动给水泵电机故障分析

成松廷

（湖北华电襄阳发电有限公司运行部湖北襄阳441141）

摘要：结合电厂300MW锅炉电动给水泵电机在使用过程遇到的典型故障，进行深入分析，探讨了电厂给水泵电机故障的预防和使用维护方法。

关键词：电动给水泵继电保护预防措施

引言

目前火力发电机组占整个电网电源比重的70%，这个比重还能维持未来相当长的一段时间。锅炉，汽轮机，发电机是其三大组成设备。其中锅炉是三大机组中最基础的能量转换设备，其可靠稳定的工作是机组安全运行最根本的保证。锅炉汽包水位间接的反映了锅炉负荷与给水平衡之间的关系，是锅炉运行中最重要的监测调整参数之一。为了满足汽包水位平稳的要求，使调整有充分的手段，锅炉配备了2台汽动给水泵，一台50%容量的高压电动给水泵作为它们的备用。当一台汽泵因为故障退出运行，电动给水泵在第一时间应可靠的投入运行，保证锅炉汽包水位正常。作为后备的电泵显得尤其重要。因为电泵故障不能投运，会导致汽包水位异常，锅炉保护动作出现锅炉运行中跳闸，给电厂带来发电量损失。

300MW电厂配备的电动给水泵电机规范

名称：Y900-2-4；功率：5500kW；转速：1492rpm；绝缘等级：F；升速时间：≤6s；旋转方向：从电机向偶合器方向看为逆时针；额定电压：6KV；额定电流：623A

电泵电机功率5500KW，该厂对容量2000KW以上的电机都配备了差动保护装置，另加一套6KV电机综合保护装置，有启动超时，堵转，限时过流，电流速断短路保护功能。

下面以该型号电动给水泵电机的典型故障为依据，讨论故障如何预防和电机维护的技术。

2015年4月6日，电厂运行人员启动该厂#4机电动给水泵发现电泵一起动就跳闸，大型电机启动就地留有人员监视，就地人员发现启动时电泵电机本体冒火花。#4机电泵差动保护动作，电泵开关所在6KV工作段8段进线备用电源开关608开关跳闸，机组停运状态备用开关带工作段母线运行。608开关过流1段保护动作，6KV工作8段母线失压。将#4机电泵开关停电后测量电机对地绝缘为零。

上述事件保护装置动作的具体情况如下，4月6日19:09分，#4机电泵启动准备对锅炉上水，电机启动后约4秒钟电流下降至162A的正常值，电泵出口压力达到3.5MPA，约5秒后电泵电流，608开关电流同步突变增大，同时6KV工作8段母线电压同步向下跳变至最低1662.9KV，很明显，电机发生了相间短路。电机差动保护启动后，5.404秒，差速电流的二次值达到了72.6A，这时保护装置启动出口，5.422秒差动电流二次值达到97.3A启动出口；综合保护在启动后5.401秒，电流速断二次值73.2A，启动出口。保护装置三次均正确启动出口，电泵均未跳闸。后来查得，由于电泵开关跳闸出口中间继电器BCJ接点接触不良，导致电泵开关未能第一时间及时分段切断故障点。

后备保护608开关保护在电机启动4.689秒时电流过流1段达到保护动作值启动，0.5秒后开关跳闸，切除故障点，同时6KV工作8段母线失电。6KV工作8段母线失电后9秒，母线低电压保护启动出口YCJ继电器动作，电泵开关跳闸。

我们分析保护装置动作情况后，整个故障切除过程一目了然，有利于分析保护装置本身的故障原因。电泵开关保护装置出口继电器BCJ接点接触不良，未能正确出口第一时间跳开开关，导致故障扩大。

接下来我们根据电机检查的结果进行分析。

电机检查情况如下：两侧上端盖周边均有显著的烟气从缝隙喷出熏黑的痕迹，两侧接线盒内接线及固定均完好。电缆孔处有烟气喷出熏黑的痕迹。电机引出线侧（前置泵侧）定子2根引出电缆与绕组出线连接处烧断，3点钟部位一根线圈引出过桥线烧断，定子环形过度引线间有三处相间飞弧放点痕迹。

我们再来看看电机电泵侧定子损坏的情况。9点和7点钟方位上层线棒定子喇叭口外端爆炸性完全断裂，损伤部位线棒线芯部分甩出。

电泵开关出口继电器BCJ检查情况及分析。该继电器采用上海继电器公司产品，而且是99年的产品，外观查看触点严重氧化，整体完全发黑。触点接触电阻进行实测后，在65欧姆至几百欧姆之间跳变，严重接触不良。其电流保持线圈为2A，与开关分闸线圈工作电流不匹配。

通过上述检查和分析，这次故障深层原因浮出水面。电泵电机容量大，启动方式采用重载全压启动，启动电流必然大，带来的冲击大且持续时间长，电机制造时在引线焊接部位及线圈匝间存在薄弱环节或隐藏的缺陷，在长期启动冲击下缺陷发展并最终在大电流下断裂引发相间短路，巨大的短路电流产生的电动力及高温电弧造成故障部位爆裂，电弧喷溅物在冷却风带动下四处飘散。由于故障后第一时间电泵开关未能跳闸，故障延续至0.5秒后由母线电源开关608开关后备保护切断故障点。

电机双套保护装置在故障后差动保护及电流速断保护立即启动并出口，因出口继电器BCJ触点严重氧化接触不良，电泵开关未能分断故障。故障同时后备保护608开关电流过流1段保护启动0.5秒后出口跳闸，故障切除，6KV工作8段失电。

故障后9秒母线低电压保护动作通过YCJ出口继电器才将

电泵开关跳开。

分析故障原因后，我们拿出了如何防范的技术措施：

1、对其它6KV开关的出口继电器进行检查，触点异常的应立即进行更换或维修合格，并注意电流保持线圈电流应与线圈工作电流的匹配；

2、对存在老化迹象的出口继电器(如支架、线圈、触点、绝缘等)列出整改更换计划，利用机组小修、大修时批量进行更换，要求2年内完成全部机组老化及达到设计寿命的继电器（电磁式或电子式）。

3、做好设备及部件的寿命管理，达到或接近设计寿命，或已出现明显老化和不稳定状况的设备及部件，提前做好改造和更换准备，及时更换。

4、完善回路可靠性设计，对重要回路节点采用双节点并联方式，对分断力不足易烧损的节点采用串联方式等，提高可靠性。

5、对继电保护装置和继电器除按照规程及反措要求进行最低限度的定期检验外，在校验周期内增加部分检验项目或抽检项目。

6、对关键部位的产品（如出口继电器等）现场使用故障率较高的厂家产品进行淘汰，如上海继电器、阿继等厂产品禁止使用和采购，专业申报备品备件时可要求明确或指定厂家；

7、严把备件领用验收关，对有怀疑假冒伪劣的产品应及时联系物料部、生技部、生产厂家确认，进行退货处理，并将该供货单位计入不良记录。

8、物料部应建立供货单位不良信用记录，对出现严重不良记录或3次一般不良记录的单位应列入黑名单，终止合同，且3年内不得再准入。

9、做好故障电机的维修，选择质量信誉良好的厂家进行维修，并对关键工序进行监造验收。

10、举一反三，对其它机组的电泵电机立即进行缺陷隐患检查。

参考文献：

[1]辜承林.电机学[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.

[2]陈少华何瑞文.电力系统继电保护[M].北京：机械工业出版社，2009.