大型火力發電機組鍋爐給水泵電機故障案例分析

　　山西某發電公司 2011 年 3 月投產的二期工程為2×600MW 超臨界機組，給水系統采用 3 臺 35%B-MCR（鍋爐最大連續出力） 電動給水泵配置方式，電機的參數為額定電壓 10000V額定功率 11000KW，每臺電泵負荷指數為機組容量 35%，也就是兩臺泵帶 70%的負荷，只有三臺全部啟動才能帶到滿負荷。這樣每臺給水泵對于機組的運行極為重要，這里就我公司近期出現的 4# 發電機組 3# 給水泵電機故障予以分析。

　　1. 事情經過2013 年 9 月 7 日 19:26，我公司 4# 發電機組 3# 給水泵啟動時跳閘。點檢部值班人員接到運行人員通知后，到 4# 機 10KV 配電室3# 給水泵電源開關處檢查發現，WDZ-430EX 保護裝置“動作”指示燈亮，面板顯示：接地保護動作，故障電流為：Ⅰa=3.44A Ⅰb=3.42AⅠc=3.44A Ⅰog=7.54 。

　　繼保室對 WDZ-430EX 保護裝置進行事故校驗，結果為：保護裝置定值校驗正確、零序 CT 變比和伏安特性試驗也正常、CT 回路直阻和 CT 對地絕緣都合格、二次回路檢查正常。

　　電氣專業人員同時檢查 4# 機 3# 給水泵電動機絕緣和直阻，檢查結果為：電機測絕緣相間及對地均為 200MΩ 以上，測單相直阻數值：U1--U2=0.03278Ω、V1--V2=0.0328Ω、W1--W2 =0.0433 Ω，直阻互差 32%，大于標準 2%。

　　就地解體檢查電動機，打開接線盒及中性點箱，未見異常。打開電動機側面的加熱器擋板，有煙霧冒出，有油煙味。繼續打開主泵側與前置泵側兩側的電機端蓋（電機為分離式座式軸承結構形式），先檢查主泵側電機端部線圈，拆開主泵側導風圈后，看到端部線圈漸開線整個圓周范圍內沒有明顯異常現象，繼續檢查當拆開前置泵側導風圈后，發現電機出線端即給水泵前置泵側時鐘 6-7 點位置線圈端部過橋引線處多根由于煙熏變黑，有兩根線圈上層邊表層絕緣明顯過火碳化痕跡，并且有一處電機線圈組連線（也叫大橋或大辮）明顯斷開，后經研究線圈的走向布置，發現斷開處為時鐘 6-7 點位置對應極下 C 相線圈大橋根部。

　　繼保專業對 4# 機 3# 給水泵 WDZ-430EX 保護進行進一步檢查，發現在 2013 年 9 月 6 日 20:28，裝置的“接地保護”曾經動作過，故障電流為：Ⅰa=3.15A Ⅰb=3.14A Ⅰc=3.15A Ⅰog=4.62 。

　　2. 大型火力發電機組鍋爐給水泵電機故障故障原因分析：

　　2.1 故障部位制造廠的焊接質量差發生故障的部位位于 C 相線圈大橋（或大辯）根部，即大橋與線圈組的連接部位，從損壞部位的截面看此處的連接是從 C 相線圈組引出的兩根扁銅導線與大橋相搭接后用銅焊工藝完成，從損壞現象經過分析判斷出，此處的焊接質量較差，沒有達到滿焊或有砂眼或漏焊情況，此種情況一般用測試電機線圈直阻的辦法不易發現。此處的接觸電阻相對較大，運行中時間累積就會造成該處發熱氧化造成開焊或斷股。

　　2.2 頻繁啟停受到大電流沖擊也是造成故障的重要原因。

　　由于給水系統 3 臺 35%B-MCR 電動給水泵配置方式，所以為了滿足系統負荷變化參與調峰的原因，電機啟動頻繁，調閱電機的運行曲線，發現電機每三天就要啟停一次，啟動電流一般是額定電流的 4-7 倍，頻繁的啟停大電流沖擊，電機端部線圈包括槽口受到的電磁力最大，損傷也難免，留下了安全隱患。

　　從運行曲線結合保護裝置看 2013 年 9 月 6 日 17:50 左右，4 號機組由于水系統問題突然停機，保護聯動后發生了 1# 給水泵電機先跳閘，當時電流 500 多安培，接著 2# 給水泵電機跳閘，電流約600 多安培，最后，3# 給水泵電機跳閘，電流達 700 多安培，是接近正常運行時電流的 1.5 倍，比其他兩臺受到的沖擊更大，是造成本次事故的直接原因。

　　2.3 二次傷害加劇故障進一步擴大保護裝置查到的動作情況說明，2013 年 9 月 7 日 19:26，4# 機3# 給水泵啟動時跳閘是在 2013 年 9 月 6 日 20:28 跳閘未查明原因及處理問題的情況下，形成的二次傷害，第一次動作時說明故障部位已經斷開或接近斷開，二次啟動導致故障部位瞬間燒斷并引起火苗燒傷周圍線圈。

　　3. 故障處理措施：

　　3.1 故障部位的清理清理了故障部位及相鄰受到影響的線圈上的碳化絕緣、電弧燒結而產生的銅渣，剝開故障部位兩端的銅線，兩端剝開的長度各為150mm 長，割斷相鄰線圈的綁繩，留出足夠的空間，以便進一步處理時方便工作。

　　3.2 選取處理材料先選取與電機容量匹配的兩根質量較好（導電率高）的扁銅線。

　　根據大辯與線圈引出線的走向調整彎曲選好的扁銅線，將各自預裝在兩端，保證兩端的搭接部分不得少于 20mm，剩余部分去掉，以保證連接時的可靠性。

　　再選取焊接用的輔材，包括焊絲焊藥。為了保證焊接質量采用發電機級的焊材 BAg45CuZn HYAg45 Ф4×450 銀焊絲、QJ102 銀釬焊溶劑進行焊接。

　　3.3 故障部位的焊接將故障處線圈側、大橋側剝掉絕緣的部位以及準備好的兩根扁銅線兩端進行打磨處理，除掉氧化層，然后由有經驗的焊工（焊接技師）將兩根扁銅線兩端搭接在預裝位置，進行焊接。

　　3.4 電氣試驗焊接完畢溫度將到室溫時進行電氣試驗，測試數據如下：U 相0.03200 歐姆 V 相 0.03200 歐姆 W 0.3192 歐姆。絕緣相間對地均為 4000MΩ，25KV 直流耐壓試驗，泄漏電流各相不超 10μA 試驗合格，處理后電氣參數良好。

　　3.5 進行絕緣及包扎處理用 SH5444-1 規格 0.14×25mm 的云母帶與 6101 環氧樹脂和650 固化劑按照一比一的比例配比成膠狀絕緣漆配合使用，首先再次清理干凈處理部位，特別是焊接過的地方異物然后用半疊包法纏繞一層云母帶，再涂刷一層配制好的絕緣漆，如此反復直到絕緣的厚度高出臨近位置舊有絕緣 1-2mm 位置，最后用同樣方法再纏繞3-5 層 25mm 寬無堿玻璃絲帶。同時再次清理其他絕緣受影響部位的灰塵等雜物后涂刷絕緣漆 10-15 次，用滌波繩恢復并加強端部的綁扎，同樣將綁繩涂刷10-15此絕緣漆，等待晾干，時間不少于24小時。

　　3.6 電機全面恢復上述步驟完成，在絕緣全面干燥成型后，就著手恢復電機，安裝導風圈、端蓋、接線等工作。

　　結語經過總結我公司多年來對給水泵電機的檢修情況以及對上述電機故障特點的分析，我認為加強設備監造，加強新建機組基建期的工程質量管理，全方位全過程抓住優化設計、優質安裝、優化運行三個環節，提高工程建設質量、設備質量和生產準備質量，加強人員培訓力度，提高員工責任心及業務水平，是防止機組投運后發生非計劃停運的發生的關鍵

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