6KVYL3600/2600KW水源泵（循环水泵）电机双速改造论述

6KVYL3600/2600KW水源泵（循环水泵）电机双速改造论述

韩志霞秦晓东

（山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司山西省长治市046021）

摘要：以山西漳泽电力股份有限公司漳泽发电分公司3600KW水源泵电机双速改造为例，论述改造中的亮点及解决问题的方法，并对改造效果进行评价。

关键词：水源泵；双速改造；改造亮点；效果分析

一．前言

在火力发电厂中，大型立式异步电动机拖动循环水泵，为凝汽器供水。凝汽器所需水量与进水温度有关，进水温度越低，凝汽器所需水量越小。由于季节不同，水温也不同，冬季时，水温最低，凝汽器所需水量最小。因此，利用大自然的季节变化，能节约水量，节约电能。

一般循环水泵配套的是恒速电动机，季节变化时，采用调节水泵阀门挡板的开度来调节水量，不能调节水泵转速来改变水流量以达到节能目的。为此，若用可变速的电动机来驱动水泵，冬季时，采取低速小功率运行，就可节约大量的电能。

二．节能改造原理

根据泵类机械相似定律，在一定范围内改变泵的转速，泵的效率近似不变，其性能近似关系式为：Q1/Q2=n1/n2，H1/H2=（n1/n2）²，P1/P2=（n1/n2）³。

其中Q1.H1.P1.Q2.H2.P2分别表示在转速n1和n2情况下水泵的流量、扬程和所需的轴功率。

根据上述关系式，若将3600KW16P循环泵电动机改为16/18P双速电动机，则电机在18极运行时，水泵流量为16极运行时的0.89倍，扬程为16极运行时的0.79倍，轴功率为16极运行时的0.7倍，相当于水泵流量减少11%时，电机输出功率可减少30%。因此，采用转速差不大的相邻极数的双速电动机驱动水泵，根据各季节水温的变化选择驱动转速，调节供水量，能有效的节约电能。

三.电机双速改造论述

漳泽发电分公司结合目前机组运行方式，水源泵运行方式极不合理，造成较大的浪费。针对此问题，借鉴水源泵电机双速改造已在多厂予以实施，节能效果显著，分公司对电机双速改造，无论是从改造费用、维护保养、操作复杂程度方面，还是可靠性方面，都有较强的优势。

分公司水源泵是长沙水泵厂生产的74APHJ型混流泵，循环水泵电机参数如下：型号：YKKL3600-16启动方式：直起

额定功率（kW）3600额定电压（kV）6额定电流（A）429重量：45T

功率因数0.83额定转速（rpm）371额定频率（Hz）50效率（%）93

电机极对数：8对生产厂家：东方电机厂

根据电机转速公式n=（1-S）60f/p

其中：p—电机极对数s—转差率

改变电机的极对数P即可改变电机转速，将电机的16极改为18极，转速相应的变为330r/min。

1.定子绕组连接方式：

分公司请上海梅山电机厂对电机进行双速节能改造，改造时对定子绕组采用的是变前极和变后极都是60°相带的换相法变极方式，改极箱内有近40个接线柱，这种方法能使电机在两种转速时均能获得良好的运行性能。切换电机转速时，在一只专用的改极箱内手工改接连接片，即可换成另一种转速。

该电机定子有168槽，16P接法时，平均每极下占10.5槽，平均每极每相占3.5槽，16P运行时，三相绕组是对称的；而18P接法时，平均每极下占9.333槽，平均每极每相占3.111槽，是一除不尽的小数，18P运行时，三相绕组是不可能对称的。

不对称的三相绕组势必对电机的运行产生一定的影响，如何将这种影响减小到最小程度以达到对电机的运行不构成任何危害的水平，上海梅山公司通过采用先进的电磁计算程序的设计，结合大量的实践经验，已圆满的解决了这个问题。

在改造成双速电机后，对定子绕组以原16P为基本极，双星型接法，16P时电机各项性能与原来全部一样。在18P转速时，定子绕组以角型接法，因绕组仍有较高的分布系数，故其输出功率仍能满足低速时水泵所需功率，且电机的温升、振动、噪声也均能符合国家相关标准的规定值。

对电机进行双速节能改造，定子绕组如在高低速时均以星型接法，则根据电机学理论，要么电机电磁力严重不足而出力不够，要么绕组温度大幅上升，其结果均严重影响电机的安全运行，因此，双速改造高速采用星型接法，低速采用角型连接方式。

水源泵电机改造成双速电机后，16P运行时采用原电机“CT”，差动保护功能及方式不变；18P运行时仍采用原电机“CT”，将“CT”二次以角型连接，实现纵差保护。为方便18P运行时二次回路接线方便，在CT保护柜上有专用的CT保护连片。

改造时只需更换定子绕组，电机其余零部件全部利用，电机原进出线、进出水、安装位置等情况均不变。

2.电机变极切换方式：

手工停机切换，即在电机停转不带电情况下，在一只置于电机机壳上的、专用的改极箱内，用约半小时时间手工改接连接片，即可换成另一种转速。

3．CT二次回路连接方式：

为配合电机双速改造，制作了专用机端CT箱，配置了二次CT连片。

当高速运行时，除电机一次接线改变外，保护二次CT接线也相应改变成星形接线，保护定值改变成3600KW。

当低速运行时，除电机一次接线改变外，保护二次CT接线也相应改变成三角形接线，保护定值改变成2600KW。

这种只在二次连片上的改变避免高低速转变时差动回路开路，不会造成差动保护误动事件的发生。

四.电动机改造后适用标准、改造要点及改造具体措施：

1.改造后适用标准

1）GB755-2000旋转电机定额和性能；

2）GB1032-85三相异步电动机试验方法；

3）GB10068.1.2-88旋转电机振动测定方法及限值；

4）GB10069.1.2-88旋转电机噪声测定方法及限值；

5）GB/T13957-92大型三相异步电动机基本技术条件；

6）DL/T596-1996电力设备预防性试验规程；

7）7．QI—7.4—0.2大型交流异步（同步）电机修理规范。

2.改造要点

1）根据原定子槽数、绕组线规和匝数、接线方式等，重新设计电机定子绕组，重新确定绕组上述参数，新定子绕组兼顾高低速性能；

2）定子绕组采用真空浸漆（VIP工艺）；

3）增加改极接线箱，改变接线柱的连接方式，实现不同转速运行；

3.改造具体措施

电机送修理厂家进行改造。具体工艺步骤如下：

1）定子线圈拆除及准备；

2）定子绕组制造；

3）定子线圈嵌装；

4）定子浸渍、烘焙（VPI工艺）；

5）试验。

五.改造周期及费用

改造周期为电机到修理厂后20天（不含来回路程），改造费用约28万元/台。

六.改造后的效果分析

改造后，节能效果显著，单台泵运行时改造后理论上可节约979KW（要考虑低速后循环水泵效率降低的影响）。年节约费用=200天×24小时×979KW×0.385元/度=180.92万元。回收期=技改总投入费用/年节约费用=28/180.92=0.16年。

改造后也存在一些隐患，改造后胶球系统的收球率可能会下降，或者收球时必须要启第二台循环水泵。另一方面，循环水泵改低速后，循环水量下降，如循环水加药不合适，可能会导致凝汽器冷却管内结垢。

七.结论

通过水源泵双速改造后的实际运行情况看，运行稳定，节能效果显著，在分公司目前单机运行成为常态化的情况下，运行一台2000KW和一台2600KW的电机既可靠又节能，完全达到了改造的目的，这种双速改造值得向兄弟厂家推广。