循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600MW機組中的應用

第35卷第2期四川電力技術(shù),No.2SichuanVol. 35 ,No.,22012年4月Sichuan Electric Power TechnologyApr. ,2012循環(huán)水泵電動(dòng)機雙速改造在600MW機組中的應用李繼忠(安徽阜陽(yáng)華潤電力有限公司,安徽阜陽(yáng)236158)摘要:交流電動(dòng)機的調速方法很多 ,有變頻調速、改變磁極對數調速、改變轉差率調速、轉子回路(繞線(xiàn)式)串電阻調迷等等。其中改變磁極對數調速因改造費用低、維護運行保養方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越廣泛應用。關(guān)鍵詞:電動(dòng)機;雙速;循環(huán)水泵;節能Abstract:There are many speed control methods for AC motor, such as variable - frequency speed control, speed control bychanging the number of pole pairs , speed control by changing the slippage , speed control with resisance series - connected inwound rotor circuit and so on. Among them, the speed control by changing the number of pole pairs has been widely used be-cause of its low transformation expense, convenient maintenance and operation and higher reliability.Key words :eletrie motor; double - speed; circulating water pump; energy conservation中圖分類(lèi)號:TM303文獻標志碼:B 文章編號 :1003 - 6954(2012)02 -0065 -05臺循泵供冷卻水量偏少,而3臺循泵機組供給又偏多0前言的現象?？紤]將循環(huán)水泵電機由單- -轉速改為雙速，在四季環(huán)境溫度變化時(shí),通過(guò)改變循泵電機轉速和幾隨著(zhù)電力行業(yè)競爭的加劇,發(fā)電廠(chǎng)節能降耗的壓臺循環(huán)水泵不同轉速組合的運行方式,既可滿(mǎn)足運行力越來(lái)越大,600MW機組電能消耗的60%~70%是需要,又可實(shí)現節能的目的。被電動(dòng)機消耗的,因此對電動(dòng)機的節能運行要求越來(lái)循環(huán)水泵是長(cháng)沙水泵廠(chǎng)生產(chǎn)的88KLXA-26型越高。近年來(lái)鼠籠型異步電動(dòng)機調速運行應用很廣混流泵,電機型號為YKKL3600 - 16/2150(3 600泛,調速方式也比較多,其中雙速改造因改造費用低、kW,6kV,372r/min,由湘潭電機股份有限公司制維護運行保養方便、可靠性高等優(yōu)勢被越來(lái)越認可。造) ,2009年8月委托西安熱工研究院對公司機組進(jìn)此方法僅改變定子繞組的接線(xiàn)方式,不添置和改變任行了冷端試驗,試驗后認為循環(huán)水泵進(jìn)行雙速改造是何設備,即可達到兩種速度。在改造設計時(shí)以高轉速可行的。檔為基本極,進(jìn)行對稱(chēng)軸線(xiàn)優(yōu)化,把電動(dòng)機在16極和根據電動(dòng)機轉速公式n=(1-s)90f18極的繞組引線(xiàn)全部引出,在電動(dòng)機中性點(diǎn)接線(xiàn)盒'p旁重新設置-一個(gè)雙速切換的端子箱,通過(guò)改變接線(xiàn)端其中,p為電動(dòng)機極對數;s為轉差率。子連接片的位置,即可改變電動(dòng)機的極數,從而達到改變電動(dòng)機的極對數P即可改變電動(dòng)機轉速,將改變轉速實(shí)現節能運行的目的,而整個(gè)電氣系統不需電機的16極改為18極,轉速相應地變?yōu)?30 r/min。變動(dòng)。根據泵類(lèi)流體定律,改變泵的轉速,泵的效率近似不變,其性能近似關(guān)系式為1改造原理及節能潛力估算Q,/Q2=n/n2, H,/H2=(n/n2)*, P,/P:= (n/n2)'。安徽阜陽(yáng)華潤電力有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)為公司,下Q、H、P.、Q2、H2.P2分別表示在轉速n,和n2同)總裝機容量2x600MW,每臺機組配置兩臺循環(huán)情況下水泵中國煤化工區。根據公式，水泵,出口節門(mén)采用蝶閥,只有全開(kāi)全關(guān)兩個(gè)位置。當電動(dòng)機的轉TYHCNMHG系下降,揚程機組運行中,不同季節的凝汽器供水量只有依靠增減成平方關(guān)系下降.泵的軸功率成3次方關(guān)系下降,因循環(huán)水泵的臺數來(lái)調節。在春、秋、冬季節會(huì )出現2此電動(dòng)機改造后有功功率消耗會(huì )大幅度下降。.65..第35卷第2期四川電力技術(shù)Vol. 35 ,No.22012年4月Sichuan Electric Power TechnologyApr. ,20121.1 降速后單泵工作點(diǎn)的確定(以2A循環(huán)水泵為 性尤為重要。2號機組2A循環(huán)水泵降速后與2B循例)環(huán)水泵(定速)并聯(lián)運行的工作狀態(tài),見(jiàn)圖2。根據2A循環(huán)水泵的實(shí)測性能曲線(xiàn),結合2號機組循環(huán)水系統的實(shí)際阻力特性,計算得出循環(huán)水泵降號忽阡水系綱功戰飾3監起紳性速后的性能工作點(diǎn),見(jiàn)圖1。2號機組暉水渠單渠局行工作點(diǎn)“F單要低速坪圈2循環(huán)水泵一高速- -低速并聯(lián)運行狀態(tài)10000 20000 00000000000070000000從圖2中看出,循環(huán)水泵- -高速一低速并聯(lián)運行的工作點(diǎn)為:并聯(lián)流量67 600 m'/h、揚程26.8 m(圖.圈12 號機組循環(huán)水泵降速后的工況點(diǎn)中A點(diǎn))。此時(shí)低速泵的流量約為29 200 m'/h、揚圖1為2號機組2A循環(huán)水泵降速(轉速由370程為 26. 8 m(圖中B點(diǎn)) ,具體并聯(lián)特性見(jiàn)表2。r/min降為330 r/min)后的運行工況點(diǎn),轉速降為表2循環(huán)水泵高低速并聯(lián)運行工況確定330 r/min后,根據循環(huán)水系統的阻力特性曲線(xiàn)計算2B高速2A低速出此時(shí)的循環(huán)水泵的運行工況點(diǎn)為:工作流量37 500并聯(lián)運行工作點(diǎn)2A.2B并聯(lián)2A泵(低速)2B泵m'/h揚程18.4 m。單泵低速(330 r/min)運行和高流量/(m'●h") 67 60029 20038 400揚程/m26.8速(370 r/min)運行相比較,能降低電動(dòng)機功率約26.效率/%80.579.57% ,見(jiàn)表1。在冬季循環(huán)水溫較低(低于15 C)、負荷低于軸功率/kW6 1523513400 MW的情況下,選擇- -臺循環(huán)水泵進(jìn)行高低速改電動(dòng)機功率/kW657928223 758造,可以進(jìn)一步降低廠(chǎng)用電率。在循環(huán)水系統阻力特性下,循環(huán)水泵-高速與一衰1循環(huán)水泵降逮后的節能效果低速并聯(lián)運行是可行的,能保證低速泵的運行穩定性單泵工作點(diǎn)低速和安全性。只有在循環(huán)水系統阻力接近或超過(guò)33 m時(shí),低速循環(huán)水泵會(huì )空轉或嗆水現象,危害泵的安全。轉速/(r. min-')37033流量/(m' .h")44 27637 5002改造要 點(diǎn)及措施19. 8618.434252 510(1)電動(dòng)機改造后極對數由8改為9,額定功率69.774.4由3600kW變?yōu)?600kW，額定電流由444A變?yōu)? 6632 684333A,功率因數由0.83變?yōu)?.795,額定轉速由372節約廠(chǎng)用電/kW979r/min變?yōu)?31 r/min, 定子繞組接線(xiàn)由4Y改為2Y/節電率/%26.7△接法。由于電動(dòng)機改造后低速運行時(shí)的接線(xiàn)方式1.2 降速后運行安全性分析為△接法,綜合保護裝置中的“差動(dòng)保護”將被退出，2號機組一臺循環(huán)水泵降速運行后,在循環(huán)水系另外在每次的高低速切換運行時(shí),由于功率及接線(xiàn)方統單元制運行條件下,2號機組的循環(huán)水泵可能的運式的變化綜合保護裝罟參數均需重新修改。中國煤化工行方式有:單泵低速運行、單泵高速運行、1臺高速和(2)電動(dòng)公號原定子槽數、THCNMH G1臺低速并聯(lián)運行、2臺高速并聯(lián)運行4種方式。單繞組線(xiàn)規和匝雙、按線(xiàn)力式寺,里新政計電動(dòng)機定子臺循環(huán)水泵降速后與另外- -臺定速泵并聯(lián)運行安全繞組,重新確定繞組上述參數，新定子繞組兼顧高低●66..第35卷第2期四川電力技術(shù).Vol.35 ,No.22012 年4月Sichuan Elctric Power TechnologyApr. ,2012速性能。3.1電動(dòng)機低速空載 運行(3)定子繞組拆除、制造、嵌裝,采用真空壓力浸檢查電動(dòng)機電源引線(xiàn).中性點(diǎn)引線(xiàn)、加熱器引線(xiàn)、漆( VIP工藝)。TA二次引線(xiàn)、溫度測點(diǎn)引線(xiàn)連接正確;電動(dòng)機高低速(4)直阻、絕緣、直流耐壓、交流耐壓定子鐵耗切換端子箱內連接片為低速連接方式;電動(dòng)機綜合保溫升試驗及整機試轉。護裝置參數重新設定,電動(dòng)機二次額定電流(Ie)項由(5)電動(dòng)機的高壓引線(xiàn)和中性點(diǎn)引線(xiàn)盒均不變,4. 44改為3.33,所有差動(dòng)相關(guān)控制字選擇“退出”，在中性點(diǎn)引線(xiàn)盒旁單獨設立-一個(gè)高低速切換箱,電動(dòng)差動(dòng)保護出口壓板退出;將循環(huán)水泵啟動(dòng)允許條件置機高低速運行的選擇,只需改變切換箱內連接片的連“1”,將2A循泵出口門(mén)強制“關(guān)" ;將就地蝶閥控制柜接方式即可(電動(dòng)機需停電),圖3為接線(xiàn)箱內兩種上蝶閥控制方式切到“就地"方式,并在控制柜上掛不同的連接方式圖?！霸O備調試,禁止操作"臨時(shí)標示牌，核實(shí)蝶閥處于關(guān)四國一回Q四國團-①閉位置;1、2號機循環(huán)水聯(lián)絡(luò )門(mén)關(guān)閉;電動(dòng)機送電并啟動(dòng)運行;電動(dòng)機運行4 h,間隔30 min測試電動(dòng)機①-②一@自電流、振動(dòng)、溫度等參數?；鼗丌?◎3.2電動(dòng)機高速空載運行?一⑥⑥-回回①⑥回電動(dòng)機高低速切換端子箱內連接片改為高速連四一國回面囤囤一回接方式;核對電動(dòng)機中性點(diǎn)TA二次線(xiàn)連接的正確性;電動(dòng)機綜合保護裝置參數重新設定,將電動(dòng)機二@3-②回②次額定電流(le)項由3.33改為4. 44,所有差動(dòng)相關(guān)0-⑤一回自◎控制字選擇“投人”,差動(dòng)保護出口壓板投人;將循泵囪⑦-四⑨⑦回啟動(dòng)允許條件置“1" ,將2A循泵出口門(mén)強制“關(guān)”;將離魂連揍18個(gè)連片低魂漣揍9個(gè)連片就地蝶閥控制柜上蝶閥控制方式切到“就地”方式，.并在控制柜上掛“設備調試,禁止操作"臨時(shí)標示牌,.圈3高低速切換箱內端子連接圉(6)電動(dòng)機改造前接線(xiàn)方式為4Y接法,改造后核實(shí)蝶閥處于關(guān)閉位置;電動(dòng)機運行4h,間隔30min高速接線(xiàn)方式為2Y接法,低速接線(xiàn)方式為O接法,測試電動(dòng)機電流、振動(dòng)、溫度等參數。3.3電動(dòng)機高 速帶泵運行接線(xiàn)方式完全不同。電動(dòng)機找中心并連接對輪;解除循環(huán)水泵啟動(dòng)允許條件置“1”,恢復正常運行方式;將就地蝶閥控制3改造后調試柜上蝶閥控制方式切到“遠方”控制方式,將控制柜上掛“設備調試,禁止操作"臨時(shí)標示牌去除;1.2號機循環(huán)水聯(lián)絡(luò )門(mén)關(guān)閉;電動(dòng)機送電并啟動(dòng);測試電動(dòng)nm門(mén)↓中國煤化工改黃按線(xiàn)$7挨祛改漁后低流按螭0接錘MHCNMHG圈4雙速改造前后定子繞組原理圖.67.第35卷第2期四川電力技術(shù)Vol. 35 ,No.22012 年4月Sichuan Electricower TechnologyApr. ,2012社,2010.參考文獻作者簡(jiǎn)介:[1]° CB 1032 -85 ,三相異步電動(dòng)機試驗方法[S].李繼忠(1978),男,工程師,從事發(fā)電廠(chǎng)電氣設備的維護、2] 7. QI -7.4-0.2.太型交流異步(同步)電機修理規范栓修、管理工作,公司技術(shù)支持部電氣專(zhuān)工崗位。[S].(收稿日期:2011-12-23)[3] 孫克軍.異步電動(dòng)機與變壓器[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版(上接第18頁(yè))[5] Jingmeng Liu, Wheihai Chen, Tianmiao Wang,et al. Hard-2.3時(shí)鐘同步效果ware Circuit Design of NC System Based on ARM and FP-GA[C]. The IEEE Intemational Conference on Industrial通過(guò)數字錄波器比較兩條線(xiàn)路B相保護電流的Informatics( INDIN 2008) DCC, Daejeon, Korea ,2008.相角,可以估算出兩套從硬件平臺之間的時(shí)間同步誤[6] 朱超,黃燦,梅軍,等.基于FPGA與ARM的智能合并差。數字錄波器默認將A相電流通道作為其余通道單元設計[J].電網(wǎng)技術(shù),2010,6(8) :84 -87.的基準,故設為0.00°。[7]盧祥弘, 陳儒軍,何展翔.基于FPGA的恒溫晶振頻率表3錄波器 顯示的相角量校準系統的設計[J].電子技術(shù)應用, 2010(7): 104 -道相角/合并單元甲119. 998] IEEE Std 1588 - 2008，IEEE Standard for a precision Clock合并單元乙19.68Synchronization Protocol for Networked Measurement and分析表3數據,兩條線(xiàn)路的B相保護電流相角Control Systems[S].為0.31。按照-一個(gè)周期20ms計算,將相角差轉換[9] T. Cooklev, J. C. Eidson and A. Pakdaman. An Imple-成時(shí)間差得17 μs, 而合并單元是按照250 μs的周期mentation of IEEE 1588 over IEEE 802.11b for Synchroni-接收數據,所以平臺實(shí)現的同步對時(shí)指標遠遠滿(mǎn)足要zation of Wireless Local Area Network Nodes[J]. lEEE求。Transactions on Instrumentation and Measurement, 2007 ,23<2): 1632 - 1639.3結語(yǔ)[10] Anecqg Mahumod and Feorg Gaderer. Timestamping for IEEE1588 based Clock Synchronization in Wireless LAN[J]. Inter.提出了一種基于FPGA和ARM處理器協(xié)同工作national IEEE Symposiumn on Precision Clock Synchronizationfor Measurement, Control and Cormmunication Brescia, 2009,的智能變電站全場(chǎng)景實(shí)驗硬件平臺方案。經(jīng)實(shí)驗驗21(1): 12-16.證,該套硬件平臺能準確接收和發(fā)送數據,無(wú)線(xiàn)同步對時(shí)效果達到20μs以?xún)?為智能變電站二次側繼電吳杰(1986),男,碩士研究生, 研究方向為電力系統廣保護試驗新方法提供了一種可操作的硬件平臺。域測量與控制;黃琦(1976),男 ,教授博導,研究方向為電力系統控制、電力系統分布式計算、電力系統通信及超導直流輸電;[1] Q/CDW 383 - 2009 ,智能變電站技術(shù)導則[S]. 2009:4井實(shí)(1980),男,博士研究生,主要研究方向為電力系統廣域測量與控制;[2] IEC 61850,Communication Networks and Systems in Sub-王彪(1985),男,碩士研究生,主要從事電力 系統分析stations[S].與仿真計算工作;3] IEC 60044 - 8, Instnument Transfommers Part: Elctronic張華(1985),男 碩士研究生,主要從事電力系統分析Current Transormers[S].與仿真計算工作。[4] 張明珠,鄒欣沽基于FPGA & ARM9合并單元的研制(收稿日期:2012-03 -01)[J].電力系統保護與控制,2010(9): 84 -87.中國煤化工MYHCNMHG.69.