飞来峡水利枢纽排水泵电机烧坏原因分析

(飞来峡水利枢纽管理局，广东 清远 511825)

　　飞来峡水利枢纽为排除发电厂房的渗漏水，在发电厂房安装了４台深井泵，并采用常规继电器接触器控制方式。为及时排除坝体的渗漏水，保证坝体的安全，在泄水闸的1号墩和12号墩各安装了2台排水泵，采用PLC加软启动器的控制方式。

由于深井泵采用多节连轴传动，为保护连轴器的安全，要求避免全速启动，因而采用PSD110-20N2(70～110A)软启动器。

　　软启动器与PLC配合使用可远方自动控制，也可在就地操作箱上控制，在PLC或软启动故障时可常规控制。　只要在远方或就地PLC上给出启动命令，就可通过中间继电器启动软启动器。在设定的启动时间内，电机的端电压由初始值慢慢上升到额定电压后，旁路接触器线圈得电，软启动器退出(仍工作，但没有一次电流流过)，旁路接触器投入运行。在软启动器输入、输出端并联1个旁路接触器的作用是，它在电机完全启动后自动投入且持续运行。这时的一次电流全部流经旁路接触器，而软启动器虽仍在带电状态，但没有电流流过。软启动器停止时，旁路接触器断开。采用旁路接触器可减少软启动器内可控硅元件在运行过程中产生谐波而对外干扰，并延长可控硅元件的寿命。

1 发生事故的原因

　　2002-01-06泄水闸1号墩2号排水泵连续出现“2号泵过载”信号，后出现“泄水闸1号墩电源故障”信号。通过对水泵解体检查，发现定子线圈存在烧坏痕迹，而水泵5级叶轮均未松动，水泵传动轴完好无损，上下导流壳无刮擦痕迹，橡胶轴套未发现破损现象。分析事故原因为：

　　(1) 机械方面。由于电机推力轴承的损坏造成水泵转动部分下降，使水泵叶轮与导流壳卡死，导致电机不能启动。

　　(2) 控制回路方面。1号墩2号泵软启动器参数设定为：启动电流峰值为额定电流的3.4倍，即326.4 A；启动时限为10 s；停泵时限为20 s；达速电压为额定电压，即380 V。2号泵因机械的卡阻导致电机不能正常启动，使软启动器瞬间启动电流达326.4 A，在10 s内电机未能达速（软启动器是通过输出电压是否上升至额定电压来判断），软启动器启动不成功。由于控制程序未能闭锁软启动器，导致软启动器再次启动。电机定子线圈经多次大电流冲击而发热，导致线圈绝缘薄弱处被击穿。

　　(3) 电机保护配置方面。由于电动机绕组绝缘寿命基本上决定于运行温度，而泄水闸电机保护采用的是热保护。它是按照定子电流的大小来限定允许过负荷时间的长短，在电流没有超过额定值，而温度达到危险界限时，不能起温度保护的作用。它对以下故障不能保护：反复短时运行电机的过负荷、电压或频率过高造成的铁损增加、不对称电压下的过负荷、转子过热等。

　　(4) 设备运行方式。泄水闸排水泵热继电器动作后有手动和自动复位２种形式。泄水闸１号墩及中墩渗漏排水泵热继电器均设定为自动复位方式。但对无人值班的设备一般不选用自动复位方式，因为电机反复过载最终会导致烧电机。

　　(5) 控制程序不完善。为确保设备的安全，排水泵在软启动器启动不成功后，应闭锁软启动器，将该台水泵退出并报警。但泄水闸排水泵控制程序没有此项功能。

　　(6) 运行维护方面。监控系统报警信号、音响以及事件记录不完善，运行维护人员经验不足、事故应急处理能力差。

2 改进和防范措施

　　　(1) 完善监控系统的报警音响信号及事件记录，以便于运行人员及时了解设备运行状况。

　　　(2) 将过载继电器动作后自动复位改为手动复位。这样一旦出现电机过载信号必须由人工进行检查。在排除电机不是过载后，才能人工复位。

　　(3) 完善PLC控制程序，增加在软启动器启动不成功后的启动闭锁，并发出报警信号。在排除故障并人为重新启动PLC后，解除启动闭锁。

　　(4) 检修时增加电机推力轴承检查试验项目。

　　(5) 定期对排水泵进行启动试验检查。