张明
身份证号码：440825197407030012
摘要：本文从绕线式交流异步电动机起动装置在运行中存在的问题出发，结合本人实践经验，应用无刷无环起动器对我厂#6、#7循环水泵电机起动装置进行改造，通过采用无刷无环起动器对循环水泵电机起动装置改造，取得较快效果，确保发电机组安全正常运行，取得显著经济效益。
关键词：无刷无环；起动器；起动装置
前言
我厂是一间燃煤火力发电厂，目前拥有三台装机容量各为6兆瓦、12兆瓦、25兆瓦，总装机为43兆瓦。肩负着向市区多间单位供汽及发电上网重任的一间热电联厂。#6、#7循环水泵运行正常与否是直接影响到汽轮机、发电机、锅炉、化水制水等整个发电系统安全运行的重要设备。对发电系统安全正常运转起决定性作用。从93年#6、#7循环水泵投入运行后，运行中主要出现绕线电机转子滑环、碳刷冒火引至烧坏滑环碳刷，滑环、碳刷磨损严重，频敏变阻器控制二次回路出现故障而烧坏频敏变阻器等故障。直接影响到供汽和发电机并网发电的连续可靠性。因此对原绕线电机起动装置改造，是提高循环水泵效率有效途径。
无刷无环起动器是适用于绕线式电机的新一代起动设备，具有安装、拆卸方便，省去滑环、碳刷及二次回路系统，维护少优点，是绕线式电机理想起动装置。我厂07年采用无刷无环起动器对#6、#7循环水泵电机进行改造，改造后运行以来十分稳定，从未出现故障，保证了发电机组正常运行，为厂经济收益提供保证。
一、原起动设备存在的问题
1、#6、#7循环水泵电机规格
#6、#7循环水泵电机是高压绕线式转子电机，原采用频敏变阻器起动装置，运行工况是连续，运行时转子滑环电流是比较高，其电机主要额定参数如下表所示。
图1 绕线式电机一次回路图
如图1是高压绕线式电机结构及外接频敏变阻器电路接法图，使用频敏变阻器起动，虽具有良好起动性能，但由于在转子上需外接电阻，在电动机的转轴上装有滑环、碳刷、等器件，它们与控制屏中的时间继电器，中间继电器，交流接触器、频敏变阻器等电器元件组成一个完整的二次回路控制系统，作为绕线式异步电机外接频敏变阻器的投入和短接装置。对于绕线式异步电机起动装置用频敏变阻器起动装置运行，主要出现故障情况有：
a、转子控制回路动作失误烧坏频敏变阻器
转子及频敏变阻器切除的控制回路一旦出故障，极易烧坏频敏变阻器。从控制原理图不难看出，导致频敏变阻器烧坏原因是控制线路故障致使KM2未吸合，其三个触头KM2没有把频敏变阻器短接掉，使频敏变阻器长期通过转子电流，导致频敏变阻器三相发热而烧坏频敏变阻器绝缘。
b、碳刷弹簧经常出现故障
1）电机由于长时间连续运行，碳刷极易磨损，易出现碳刷压力不均，致电流分布不均，使同一相的其它部份碳刷负荷电流加重，而引起滑环上出现环火造成严重烧坏碳刷滑环故障。
2）由于碳刷与滑环磨擦，造成碳刷容易磨损消耗过高，直接影响到碳刷及弹簧工作可靠性。
3）由于在电机运行中无法对碳刷、弹簧、滑环进行维护，使故障范围迅速扩大，从而出现故障连锁反应。
针对电机在运行中所出现电气问题，经过认真总结和研究，学习查阅有关技术资料，在考虑技术角度、改造价格、设备现况，以及能克服滑环、碳刷造成不良影响，能满足运行工况要求，减低运行操作工及维修工劳动强度。提出合理化技改建议，对#6、#7循环水泵电机起动装置进行技改的可行性方案，采用一种符合绕线式异步电动机的新一代无刷无环起动设备。
二、改造步骤和方法
在不影响正常向外网供电和供汽情况下，先对#6泵停运进行改造，待#6泵改造好投入运行正常后，然后对#7泵改造。
1、改造前准备工作
当时遇到主要困难滑环处位置尺寸量度，以及对高压绕线电机滑环拆卸没有经验，同时不能担误停泵生产时间太长，为了保证数据准确和顺利安装，经过充分研究和制定一系列方案，临时自制一些专用拆卸工具，使整个拆卸量度尺寸过程顺利完成。
2、起动器安装
1）先做好停电操作安全措施，然后拆除外接转子输入线，拆开电机滑环的护罩，拆开转子出线，注意转子六根出线相序（A.A、B.B、C.C），做好记号以免接线有误，然后把碳刷、刷架拆掉，准确和顺利卸下滑环。
2）然后用500伏兆欧表对电机转子和起动器的绝缘检查合格达50兆欧以上，以及检查电机的轴径、、键宽、键高是否与起动器的尺寸相符合。
3）在检查无误后进行起动器安装，在安装时要注意起动器接线柱的一端与电机出线是同一个方向，然后将起动器轴套上的键槽对准电机轴上的键位置，把起动器敲打到安装位置，安装示图如图2示。
图3 转子六根出线的接线图
5）起动器安装工作全部完成后，再用500伏兆欧表对电机转子和起动器的绝缘检查合格达50兆欧以上。
3、转子控制回路切断
由于该起动器已代替了原转子外接的频敏变阻，所以其控制二次回路不起作用，应把切除频敏变阻器的延时时间继电器电源进线切断，改加正常运行指示灯一只。同时把频敏变阻器拆除。
4、试运转调整
全部安装工作结束检查无误后，再用500伏兆欧表对电机转子绝缘检查合格达50兆欧以上，用2500伏兆欧表对电机定子及线路绝缘检查合格达100兆欧以上。然后工作结束送电试运转。
空载：空载起动时间在6秒内稳定，起动电流在150安内，运行电流在22安内，电机及无刷无环起动器无异常。
加载：加载运行电流平稳，伐门开度全开时电流在40安内，电机及无刷无环起动器无异常，连续试运转2小时后，运行稳定，泵出力正常，检查无刷无环起动器无特别发热现象。
经试运行后工况良好，达到改造要求，#6、#7循环水泵由于电机的起动转矩，起动电流值相应变大，所以调整继保整定值，将电流速断值由原来12.5A调整为13.5 A。
三、改造后运行的效果
无刷无环起动器实现了绕线式电动机自控运行，避免了绕线式电机因滑环、碳刷、二次回路故障造成运行维护工作量大、故障率高的缺点，达到以下效果：
1、改造周期短，保证生产需要，实现最佳效率运行。
2、达到了电机起动性能，运行特性不变，达到改造要求。
无刷无环起动器起动过程是根据电机本身转速自动完成，能避免过大起动电流对电机造成的各种危害，无需人去干涉，确保电机一次起动成功。
3、结构简单，运行维护方便
无刷无环起动器是无触点电磁元件起动设备，没有复杂的控制线路和传动机构，无需进行任何操作和维护，提高了系统运行可靠性。
4、改造成本低，效率高
一台无刷无环起动器当时价仅8590元，（如用变频器改造价格昂贵、高压电机每1KW达1000多元）。如因滑环故障停泵抢修1小时计算，三台机组少供网电量如下表
机组负荷
（MW）改造前后故障停机
小时/h供网电量
KW/h供网电价
1KW.h0.4元收益
#16改前1无
改后无60000．42400元
#212改前1无
改后无120000．44800元
#325改前1无
改后无250000．410000元
从上表计算结果显示，一小时供网电量即可收回全部改造成本。
四、总结
综上所述，循环水泵电机起动装置改造是本人在实际工作中对设备经常出现故障，提出了自已改造建议，参与安装并在实际工作中跟踪运行。自2007年改造投入运行到现在，末曾发生过是因无刷无环起动器出现故障而造成停机。达到工作稳定可靠，不需备件，投资省，见效快，无需维修的技改要求，保证发电机组正常安全连续运行，达到多供上网电量和保证用汽单位供汽稳定，提高了设备利用效率，大大减轻了运行工和维修工劳动强度，为厂取得显著经济和社会效益。
参考文献：
[1]厂6#、7#高压循环水泵改造资料
[2]WSQ—II无刷无环起动器原理
论文作者:张明
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：起动器论文; 变阻器论文; 电机论文; 碳刷论文; 转子论文; 水泵论文; 回路论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;