浅谈柴拉直流阀冷电机基础的可行措施

浅谈柴拉直流阀冷电机基础的可行措施

伏晓燕 李瑞 黄程程

国网西藏电力有限公司检修公司 西藏拉萨市 850000

【摘要】：本文对拉萨换流站阀内水冷系统的配置进行了介绍，通过对比早期阀冷系统主泵易渗漏、可利用率低，对改造后阀冷电机基础的可行性进行了论述。通过分析并且结合现场实际运行情况认为，拉萨换流站阀内水冷系统配置合理，阀冷电机结构合理，可靠性较高。

【关键词】：阀水冷电机、主机底座、预埋铁、同轴度

1.引言

冷却系统是换流阀的一个重要组成部分，它将阀体上各元器件的功耗发热量排放到阀厅外，保证晶闸管运行结温在正常范围。

在早期柴拉直流现场试运行期间，拉萨换流站双极阀冷系统设备的主泵电机先后多次发生故障导致阀冷系统不具备冷却条件、阀冷控制系统发跳闸信息闭锁换流阀，阀冷系统可靠性有待提高。为彻底避免类似闭锁事件的再次发生，2013年05月拉萨换流站阀冷系统进行了技改，对主机主泵进行更换，对主机底座地面下增加预埋铁并对主泵开关和软启动器进行更换。改造后

2.拉萨换流站阀冷系统主泵电机结构和工作原理

2.1阀冷主泵电机结构

拉萨换流站设有两个阀厅，分别为极1阀厅、极2阀厅，每个阀厅配置一套冷却系统，拉萨换流站阀冷却系统主要由主循环水泵、去离子装置、脱气罐、电加热器、膨胀水箱、氮气稳压系统、过滤器、补充水泵、配电及控制等设备组成。其中主循环水泵为卧式离心不锈钢泵，现场应用中一用一备，为换流阀闭环冷却系统中冷却介质的循环提供动力。为满足高海拔环境下的运行要求，拉萨站内冷水主循环泵型号为NKG125-100-400/438，配套的阀冷电机采用德国西门子电机，型号1LG6 253-4AA90-Z，水泵电机轴功率为55kW。拉萨换流站每台主循环泵都配有轴封漏水检测装置（E1.LS01、E1.LS02），用以监测主循环泵出口漏水情况。

2.2阀冷主泵电机工作原理

当阀内水冷系统正常工作时，阀冷电机通过轴承带动主循环泵工作，主循环泵利用回转叶片与冷却水的相互作用来传递能量，使内冷水在封闭式的冷却水回路中持续不断地循环流动，流过换流阀并带走晶闸管在正常运行中产生的热量。

3. 阀冷系统主泵电机渗水原因分析

拉萨换流站阀冷却系统自2011年11月投入试运行以来，双极阀内水冷系统的主泵电机先后多次发生故障导致阀冷系统不具备冷却条件、阀冷控制系统发跳闸信息闭锁换流阀。

经检查发现，双极阀水冷主泵电机均存在基座位移，基座地面出现沉降、裂缝痕迹。查阅建站时期阀水冷主泵电机资料发现，电机基座只是加盖硬质强度钢板，钢板镶嵌在预先盖浆的混凝土中，电机基座直固定在该钢板层上。同时在组装电机和水泵的过程中，存在未按相关技术规范进行施工引起阀水冷运行中渗水现场。长此以往，水冷主泵电机运行中振动，导致电机基座固定钢板的水平度、伸展宽度等发生变形，同时电机与水泵轴承连接处同轴度偏差较大（超过维护手册规定0.1mm），造成在长期运转中发生机械磨损。

由于阀冷主泵电机安装问题导致的电机渗水的原因主要有以下几点：（1）水泵和电机安装偏差过大；（2）电机基础松动；（3）水泵进水管口与出水管口之间存在垂直度偏差；（4）主循环泵的轴承损坏；（5）机械密封装置不合格；（6）电机运行时产生的振动。造成主循环泵电机异常振动的原因就是主循环泵电机未与地面固定牢固从而产生异常振动，导致主循环泵和电机之间同轴度偏差过大，引起主泵渗漏。

拉萨换流站建在林周县，该高海拔地区地质较差，土壤层松散，粘合力不强，容易发生沉降和移位，同时根据高原地区阀水冷设备系统与内地要求更严格。综合考虑更换主机主泵，对主机底座地面下增加预埋铁，重新硬化浇筑水泥基础。

图1.拉萨换流站阀水冷主循环泵示意图 图2.拉萨换流站阀水冷主机底座增加预埋铁示意图

每台主机底座地面下各增加6件预埋铁，均匀布置在主机底座两侧。阀冷电机安装加固完毕后，通过采用百分表检查主泵和电机的同轴度来判断水泵和电机是否安装完好。百分表测量同轴度的方法：将百分表磁力座固定在旋转的主泵轴承上，表头搭靠在轴承表面，用手缓慢旋转主泵轴承，让磁力座和表头同时旋转，观察指针读数，将左、右之间读数比较，上、下之间读数比较。将偏差控制在0.12mm以内，就可以保证水平和垂直度符合要求，这样能有效地解决阀冷主泵电机的振动问题。

4.主循环泵在实际运行中可行性分析

±400kV拉萨换流站阀内冷水主循环泵（P01、P02）运行规定：

（1）主循环泵采用一主一备的配置方式，当系统检测到工作泵过载或过热、动力电源故障、主循环泵出水压力低发出报警信号时，切换至备用泵运行；

（2）主循环泵正常工作时，冷却水流量是恒定不变的。当系统检测到循环冷却水流量低发出报警信号，冷却水流量超低并有进阀压力低或进阀压力高时发直流闭锁信号；

（3）主循环泵切换后，仍然有压力低、主循环泵过热报警，不再切换；当系统检测到两台主循环泵同时故障，同时有进阀压力低或冷却水流量低报警时，发直流闭锁信号；

（4）工作泵和备用泵可以自动切换。自动操作模式下，可通过控制面板按键手动切换工作泵与备用泵。拉萨换流站主循环工作泵连续运行168小时，自动切换至备用泵运行。

根据以上运行规定，拉萨换流站主循环泵在实际运行中可行性较高，能满足持续、循环地向换流阀输送冷却水的需求。

5.总结

通过以上分析可知，拉萨换流站阀内冷水主循环泵配置合理，主泵电机基础改造以后运行正常，阀冷控制系统功能逻辑完善，具有良好的可靠性，为了阀水冷系统更好地配合换流阀进行工作，还需做好以下几点：

（1）利用停电机会进行主泵振动测试、联轴器同心度测试、轴封定期更换，同时在水冷 系统主泵切换试验时控制每次切换时间间隔，可以提高水冷系统运行可靠性。

（2）做好阀冷系统的维护，特别是对主循环水泵及其回路的维护，利用停电机会对其进行测试，大修后，启动主循环泵高速试运行，检查有无漏水，减少其故障率，以便最大限度地发挥其功能。

6.参考文献

[1]高压直流输电系统设备典型故障分析 中国电力出版社

[2]拉萨站阀水冷系统改造施工方案方案