某电厂EH油泵电机启动失败缺陷处理过程及类似缺陷对策

徐九龙

（华润电力江苏检修有限公司，江苏 徐州 221000）

某电厂EH油泵电机启动失败缺陷处理过程及类似缺陷对策

徐九龙

（华润电力江苏检修有限公司，江苏 徐州 221000）

本文详细叙述了某大型火力发电厂EH油泵电机启动瞬间开关塑壳断路器即脱扣的缺陷处理过程，深入分析出400V马达控制器开关回路中塑壳断路器在电机刚启动即脱扣的原因，归纳出通过调整塑壳断路器瞬时脱扣整定电流值到合理范围来预防类似缺陷发生的结论，并将此结论作为类似缺陷对策及预防措施。

塑壳断路器；瞬时脱扣整定电流；马达控制器；电磁型脱扣器；三相鼠笼式异步电动机

1 概述

某电厂装机容量为4×320MW+2×1000MW，是特大型火力发电厂。运行人员执行EH油泵定期切换，启#51EH油泵电机，DCS盘前显示启动失败，开关断路器在脱扣位置。若不能及时消除此缺陷，则会使#52EH油泵失去备用，机组存在跳停风险。检修人员及时赶到现场，排查出断路器脱扣原因并及时将缺陷消除。本文详细介绍了此缺陷处理过程，并对此缺陷从各方面深入分析，最后归纳出类似缺陷对策及预防措施，确保电动机带动负载及时投运。

2 缺陷详情及设备简介

2.1 缺陷详情

2017年6月22日15时，运行执行EH油泵定期切换，启#51EH油泵电机，DCS盘前显示启动失败，开关断路器QF在“tripped”位置，马达控制器面板ST522D上有“启动失败”报警，如图1所示。运行人员立刻联系电气、汽机检修人员。

图1

2.2 设备简介

（1）汽轮机EH油系统用于向汽轮机调节系统的液力控制机构提供动力油源，还向汽轮机的保安系统提供安全油源。两台EH油泵的作用是向系统供油并保证油压，一台油泵运行、一台备用。若两台泵同时无法工作，则会导致机组跳停。

（2）#51EH油泵电机开关在400V配电室保安#51段，开关为抽屉式，开关回路主要由苏州万龙ST570系列电机智能控制器、接触器、塑壳断路器等组成。其中ST570系列电机智能控制器由ST505H马达控制器、专用CT和ST522D面板组成。ST505H马达控制器具有热过载保护、电流不平衡保护、电流断相保护、阻塞保护等多种保护功能，和塑壳断路器一起能可靠保护整个电气回路。

（3）两台EH油泵电机是1个月前新更换的电机，是三相鼠笼式异步电动机。电机额定功率为30kW，额定电压为380V，额定电流为58A，转速为1470r/min，功率因数为0．85。原电机额定电压为380V，额定功率为22kW，额定电流为39．44A，转速为1470r/min，功率因数为0．97。原电机是立式的，新电机是卧式的。

3 缺陷处理过程

3.1 EH油泵电机检查

电气检修人员到达现场后，办理电气第二种工作票《#51EH油泵开关及电机检查》。在执行相关安全措施工作票许可后，打开电机接线盒并拆除电机引线，用双臂电桥测量电动机三相直流电阻值，测得电机三相直流电阻值平衡。然后用500V兆欧表测量电机对地绝缘电阻值为∞。两项电气试验结果均合格，意味着EH油泵电机正常，可正常投运。

3.2 负载检查

应汽机检修人员要求，打开电机风扇罩，盘动电机扇叶。扇叶连同转子和泵可以盘动，同时汽机检修人员检查此时的#52EH油泵出口油压在正常范围，EH油系统无异常，表明负载可以正常投运。

3.3 开关检查

随后，电气检修人员来到400V配电室保安#51段。在开关马达控制器面板ST522D上调取报警记录，仅有“启动失败”报警，并无其他报警。因两台电机为新更换电机，根据电机参数核对马达控制器选型符合要求，通过面板调取的电机参数及保护参数设置也符合要求。检查断路器，发现断路器采用的是电磁型脱扣器，瞬时脱扣电流整定值Im设置为600A，是电机额定电流的10．34倍数，检修人员怀疑瞬时脱扣电流整定值偏小。随后，电气检修人员将开关抽屉放进备用间隔内，经运行人员同意后，在备用间隔就地试启开关，开关正常启动，表明开关电气开关回路是正常的。于是电气检修人员押回工作票，联系运行人员试启#51EH油泵。运行人员从开关出线侧测量电机绝缘合格后，启动#51EH油泵，依然显示启动失败，断路器脱扣在“tripped”位置。电气专业与继保专业沟通，经继保专业同意后将塑壳断路器的瞬时脱扣整定电流Im改为800A。再次押票试启#51EH油泵，油泵正常启动，缺陷消除，终结电气工作票。此时已经是下午18时。

4 缺陷深入分析

电动机启动瞬间塑壳断路器即脱扣一般由以下原因引起：（1）电动机所带负载过大，导致启动瞬间电流过大。（2）开关、电缆和电动机整个电气回路问题，启动瞬间出现短路。（3）断路器瞬时脱扣整定电流调整值偏小，不足以躲过启动峰值电流。

由于开关在不接电缆的备用间隔内可以正常启动，并且连同电缆一起测量电机绝缘合格，因此可以将原因（2）排除。重点分析断路器、电机启动峰值电流和负载。

4.1 断路器分析

开关所用塑壳断路器型号：施耐德NS 100 SX，脱口器为MA100。其中NS是指NS系列塑壳断路器，其后的100是指壳架电流为100A，SX指分断能力50KA。MA代表电磁型脱扣器，其后面100是脱扣器额定电流为100A，脱扣器上面瞬时电磁脱扣整定电流Im可调整。电磁脱扣器只提供磁保护，也就是短路保护，没有热保护。此断路器成本低，仅作大电流速断保护，而回路中ST500马达控制器可以实现其他保护满足电机保护要求，因此这种断路器广泛应用于带马达控制器的配电回路中。

如图2所示，流过断路器电磁线圈的电流会使电磁脱扣器产生电磁力吸引衔铁。电流越大电磁吸引力越大。正常工作时，衔铁所受吸引力不足以撬动杠杆使主触头脱扣，而当电机启动时的峰值电流大于瞬时电磁脱扣整定电流Im时，衔铁所受吸引力足以撬动杠杆使主触头脱扣，机构动作，开关分闸，实现保护。#51EH油泵两次启动失败就是电机启动时峰值电流大于Im造成的。

图2

4.2 电动机启动峰值电流分析

三相异步电动机全压起动瞬间会产生尖峰电流，尖峰电流包括周期分量和非周期分量两部分。非周期分量的衰减时间约为30毫秒，而断路器的分断时间在20毫秒之内。受非周期量的影响，有时峰值电流最大可达到启动电流的2倍左右。这就要求断路器的瞬时脱扣整定电流必须大于尖峰电流。一般，断路器瞬时脱扣整定电流Im≥(1．7～2)Iq，Iq为启动电流。根据有关实验和统计，三相鼠笼式异步电动机断路器的瞬时脱扣整定电流为电机额定电流的8～15倍。额定电流的8～15倍是一个范围，具体的取值还需要综合电动机的型号、容量、起动环境条件等因素。

4.3 负载分析

#51、#52EH油泵电机在5月份的机组小修中由立式改成卧室电机。改造原因是原来的立式电机和泵是靠四氟齿传动的，齿容易磨损。改造后，卧式电机和泵是靠弹性梅花块传动，泵的稳定性大大提高。改造后，电气检修人员将断路器瞬时脱扣整定电流Im调整为600A，新电机5月份第一次服役可以正常启动并投运。随着机组启动并不断运行，EH油压增大、EH油箱油位升高等因素，都会导致电机启动负载变大，启动峰值电流大于600A导致断路器脱扣。由4．2电动机启动峰值电流分析，峰值电流一般取8～15倍。为适应不同的启动环境，将Im调整为额定电流的14倍，大概为800A。800A的瞬时脱扣整定电流可以躲过启动峰值电流，至此，缺陷彻底消除。

5 类似缺陷对策及预防措施

发电厂很多重要油泵、风机都是靠低压三相鼠笼式异步电动机拖动的。偶尔会出现油泵或风机启动时断路器瞬时脱扣。因油泵、风机每次启动环境不同（如风机管道内积水、积灰，油压、油位变高等）都会导致负载在合理范围内偏大，进而导致电机启动峰值偏大一些。为适应不同的启动环境，我们可以在机组停机检修时将这些断路器的瞬时脱扣整定电流Im由10倍的额定电流调整到12～14倍，既能有效实现短路保护，又能避免此类缺陷发生，确保机组安全稳定运行。

6 结语

本文详述了马达控制器回路EH油泵电机启动失败缺陷处理的过程并深入分析了此缺陷产生的原因，最后归纳出类似缺陷对策及预防措施。对于其他兄弟电厂有一定的参考借鉴作用。

[1]中国航空工业规划设计研究院，工业与民用配电设计手册[,]，中国电力出版社，2005．

[2]苏州万龙．ST570智能型电动机控制器技术说明书．

U463.6

A

1671-0711（2017）10（上）-0067-02