黑麋峰抽水蓄能电厂直流高压顶轴油泵改造探讨

第３８卷第８期　８　水电站机电技术　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ＆Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｓｔａｔｉｏｎ　Ｖ０１＿３８　ＮＯ．８　Ａｕｇ．２０１５　２０１５年Ｏ８月　黑麇峰抽水蓄能电厂直流高压顶轴油泵改造探讨　陈　淼，张俊　（湖南五凌电力工程有限公司，湖南长沙４１０００４）　摘要：黑麋峰抽水蓄能电厂每台机组配置２台高压顶轴油泵（以下简称高顶油泵），油泵流量为：１５　ｌｄｍｉｎ，配套电机　功率为：１６　ｋＷ，供电方式为三相交流３８０　Ｖ，正常工作时１台油泵工作，另１台备用，由ＰＬＣ控制自动切换，电源取　自电厂厂用４００　Ｖ系统，在极端情况下，２台高顶油泵电源均消失，如机组当时正在停机，高顶油泵不能启动，将会　对推力瓦造成损伤，此种情况不满足抽水蓄能设计导则第１１．２．１０条款要求，故黑麋峰抽水蓄能电厂需增装一台由　直流电源供电的高顶油泵，电源取自主厂房直流系统，当厂用交流电源失电时，直流供电的高顶油泵仍可以正常启　动，有效保障机组安全稳定运行。本文介绍了黑麋峰抽水蓄能电厂高顶油泵改造中直流电机及油泵选型，直流斩波　器在系统中的应用，以及整套系统的建立调试等过程，调试结果满足使用需求，达到了预期效果。　关键词：直流电机；系统方案；软启动　中图分类号：ＴＶ７３５　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７２—５３８７（２０１５）０８—０００８—０４　ＤＯＩ：１０．１３５９９￣．ｃｎｋｉ．１１－５１３０．２０１５．０８．００３　取力士乐油泵，根据技术需求：油泵压力大于２０　ＭＰａ，　油泵流量为１５　Ｌ／ｍｉｎ，参考力士乐油泵工程指南【”，　高顶油泵在发电机启动、停机或盘车期间，用于　规格型号表（见表１）、技术数据表（见表２），我们最终　向发电机转子轴承提供高压油，将转子顶起一极小　选取公称规格为１１的型号为ＰＧＨ３—２Ｘ／０１　１ＲＥ０７Ｖ／Ｕ２　间隙，使润滑油能顺利进入间隙形成油膜，避免轴承　油泵。　１引言　发生干摩擦而受损。高顶油泵在机组运行中启动的　次数和时间并不多，但是对于机组的安全运行却有　着不可忽视的重要作用，运行中必须充分保证高顶　油泵的可靠性。因此，需要一台直流高顶油泵作为备　用，在发电厂厂用交流电出现故障时启动。　表２力士乐油泵技术参数　１．矿物油（ＨＬＰ）按ＤＩＮ　５１　５２４第２部分　２冰基合成油符（ＨＦＣ）按ＶＤＭＡ　２４　３１７　密封件型号ｗ　工作液体　３．合成酯（ＨＥＥＳ）按ＶＤＭＡ　２４　５５８　４．无水液压油（ＨＦＤ—Ｕ）按ＶＤＭＡ　２４　３１７　５．请注意样本活页ＲＥ　０７　０７５的规定　６．如用环境兼容的液体请先想我们咨询！　工作液体的ｍ　Ｐ工作介质℃一１０￣Ｊ＋８０；　温度范围ｓ０工作介质℃一１０￣ｉＪｌ＋５０；　２主设备选型　２．１油泵选型　环曩　度　℃　。Ｎ３ｏｏ；　粘度范围”ｒｍ　一１０￣ｌＪ＋８０；允许启动粘度为２０ｏ０　允许的液压油液的污染度应符合ＮＡＳ　１６３８　１Ｏ级。我们推　黑麋峰抽水蓄能电厂高顶油系统设计压力为　２０　ＭＰａ，设计流量为１５　Ｌ／ｍｉｎ，为保障油泵性能，选　表１力士乐油泵规格型号　污染程度　冀　嚣　嚣许腑染度符　９级。因此要用最小滞留率一ｏ≥１ｏ０的滤油器。　重量　ＮｉｎＯＮ　ｍ　ｒｌｍ“　ｋｇ　４．３　４．４　４．６　４．８　００ｒ／ｍｉ　　ｒ／ｍｍ　０ＵＵ　０ｏ５　５．３　１）在ｎ＝ｌ　４５０ｒ／ｍｉｎ和ｐ＝１０ｂａｒ，ｖ＝４６ｍｍ％时测率；２）最大１０　ｓ，　不超过负荷周期的５０％；３）泵工作时的最佳粘度范围２５￣１００ｍｍｇｓ；　排量　流量”　进口压力绝对值连续出口　压力间歇　Ｖ　ｃｍ　５．２４　６．５　８．２　１１．０　１３．３　１６．０　ｑＹ　Ｌ／ｍｉｎ　７．５　９．３　１１８　１５．８　１９．１　２３．０　Ｐ　ｂａｒ　０．８到２（启动时短时间可为０．６ｂａｒ）　．４）注意！压力峰值不能超过此值１　５）注意！当使用此特别工作　介质时会有部分１　Ｐｍａｘ　Ｐ　ｂ　流ＨＬ体Ｓｏ流体　Ｐｍａｘ　Ｐ　ｂ　流ＨＬ体３１５　２．２直流电机选型　根据油泵型号以及参数确定直流电机参数，根　收稿日期：２０１５—０５—０４　２１０　３５０　作者简介：陈与维护工作。　淼（１９８８一），男，助理工程师，从事水电厂设备检修　第８期　陈淼，等：黑麋峰抽水蓄能电厂直流高压顶轴油泵改造探讨　９　据工程指南，单个泵的驱动转矩（　可计算如下：　控制原理如图１所示，调压范围在０－２２０　Ｖ之间，可　实现转速从零起调，另外该控制器具备过热、限流、　其中，△Ｐ为工作压力（ｂａｒ），Ｔ为转矩（Ｎ．Ｉｎ），Ｖ　为排量（ｃｍ　），　为液压一机械效率。　３施工过程　根据已选机型规格参数可知Ａｐ＝２０　ＭＰａ＝２００ｂａｒ，　Ｖ＝１０．７　ｃｍ　（流量为１５．８　Ｌ／ｍｉｎ时，Ｖ＝Ｉ１　ｃｍ　，此时流　异常欠压等保护功能，可以满足现场使用需求。　３．１直流油泵控制柜安装　量在工程指南中为１５．３　Ｌ／ｍｉｎ，计算得Ｖ＝１０．７　ｃｍ　），　（１）在原　２台交流的右侧安装直流油泵控制箱。　控制箱侧面进出线，与电缆桥架接近，使进出线美　效率在工程指南中为８５％，计算结果７＂－４０　Ｎ．ｍ。泵　观。控制箱内元器件布局合理，各接线端子均检查紧　驱动功率公式圆为：　Ｐ：　（２）　其中Ｋ为常数９　５５０，转速ｎ＝ｌ　４５０　ｒ／ｍｉｎ，因此　泵驱动功率Ｐ＝６．０７　ｋＷ。根据现场安装条件以及系　统可靠性，我们选择美国ＧＥ公司直流电机Ｄ４２７　２１９ＡＴＣ，此电机电枢电压为ＤＣ２４０Ｖ，额定转速为　１　７５０／２　３００，励磁电压为ＤＣ２４０Ｖ／１２０Ｖ，绝缘等级为　Ｆ，防护等级为ＤＰＦＧ，电机额定输出为１０马力　（１ＨＰ＝０．７３５ｋＷ），约为７．３５　ｋＷ，大于６　ｋＷ。因此，电　机满足工作要求。　２．３启动控制器选型　对于电机的启停控制方式选取，基于目前发电　厂多数采用传统装置，其原理是以切换电阻的方式　控制直流油泵电机的启停。该控制在电阻切换时会　对直流电源和电机产生较大的浪涌电流冲击ｐ］。这不　仅会影响直流电机的寿命。而且会对继电保护系统　产生较大影响，严重时将造成继电保护和自动装置　误动作，酿成事故。另外，在油泵电机停机时。采用接　触器来断开直流电机的电源，电机的感性负载会引　起接触器触头之间严重的燃弧。由于电弧持续时间　较长，造成触头烧损严重或被烧毁粘结，维修工作量　大，可靠性很低，因此我们此次改造要应用直流电机　的平滑软启和软停的方式，即采用全控型ＩＧＢＴ模　块［４１和ＰＷＭ控制技术［５１的软启动控制器。　根据电机参数，我们选择ＨＣ一２２０／１００Ａ—Ｒ的软　启动控制器，该型软启动控制器采用国际最先进的　电力电子器件ＩＧＢＴ大功率模块作为主功率开关，　图１软启动控制器控制原理图　固，元器件均经检查正常。　（２）直流油泵控制箱上设有：直流进线电源电压　表，直流电机电压、电流表、ＤＣ２２０Ｖ电机电源指示　灯、控制电源ＤＣ２４Ｖ电源指示灯、直流油泵运行、退　出和故障指示灯，并设有直流油泵的手动、自动、切　除选择开关，手动状态时的投入／切除开关。　３．２油泵支架及油泵安装　（１）在原２台交流的左侧安装直流油泵支架，直　流油泵支架尺寸和颜色与原油泵支架一致。为确保　长期安全稳定，支架背板用膨胀螺栓固定在墙上，底　面用支脚固定在地面上。　（２）在油泵支架四周搭设简易脚手架，使用手拉　葫芦将电机安装至支架上。　（３）校正泵轴和电机轴的同心度。在联轴器外圆　上，允许偏差Ｏ．１　ｍｍ；２联轴器平面的间隙应保证　２～４　ｍｍ（小泵取小值），间隙要均匀，允差０－３　ｍｍ，　接好进出路。　３。３油路改造　（１）如图２所示，在原进上接一个三通，将　进接至直流油泵的直通阀，再由直通阀接人直　流油泵吸油口，直流油泵出与原出相连，所　选接头、管路满足额定压力等级。连接方式均采用卡　扣式连接，螺纹连接处均涂抹管螺纹胶。　（２）管路经打压、保压试验合格后，将管路进行　图２管路改造图