1、 换流站电动消防泵启泵试验爆管原因分析及改进措施潘立邦,颜志敏,李浩东(中国南方电网超高压输电公司广州局,广东 广州5 1 0 7 0 0)摘 要:分析了8 0 0k V东方换流站电动消防泵启泵试验造成消防管道爆管的原因,对电动消防泵启泵试验的步骤提出改进措施,对电动消防泵的启动定值提出优化建议,以期对同类换流(变电)站提供参考。关键词:换流站;电动消防泵;启泵试验;优化措施中图分类号:TM 3 2 D O I:1 0.1 9 7 6 8/j.c n k i.d g j s.2 0 2 3.0 2.0 4 1C a u s eA n a l y s i sa n dI m p r o v e
2、m e n tM e a s u r e so fP i p eB u r s t i nS t a r t i n gT e s t o fE l e c t r i cF i r eP u m p i nC o n v e r t e rS t a t i o nP ANL i b a n g,YANZ h i m i n,L IH a o d o n g(G u a n g z h o uB u r e a u,C S GEHVP o w e rT r a n s m i s s i o nC o m p a n y,G u a n g z h o u5 1 0 7 0 0,C h i
3、n a)A b s t r a c t:T h ec a u s e so f t h e f i r ep i p eb u r s t c a u s e db y t h e e l e c t r i c f i r ep u m ps t a r t i n g t e s t o f t h e8 0 0k Vo r i e n t a l c o n v e r t-e rs t a t i o na r ea n a l y z e d.T h e i m p r o v e m e n tm e a s u r e sa r ep r o p o s e d f o r t
4、h es t a r t i n gt e s t s t e p so f t h ee l e c t r i c f i r ep u m p,a n dt h eo p t i m i z a t i o ns u g g e s t i o n sa r ep r o p o s e df o r t h es t a r t i n gf i x e dv a l u eo f t h ee l e c t r i c f i r ep u m p,s oa s t op r o v i d er e f e r e n c ef o rs i m i l a rc o n v e
5、 r t e r(s u b s t a t i o n)s t a t i o n s.K e yw o r d s:c o n v e r t e rs t a t i o n;e l e c t r i c f i r ep u m p;p u m ps t a r t i n gt e s t;o p t i m i z a t i o nm e a s u r e s收稿日期:2 0 2 2-0 5-0 6作者简介:潘立邦(1 9 9 5-),研究方向为高压直流输电运行维护;颜志敏(1 9 8 3-),高级技师,研究方向为高压直流输电运行管理;李浩东(1 9 9 7-),研究方向为高
6、压直流输电运行维护。0引言换流(变电)站消防系统对站内换流变、主变等重要电力设备的安全运行起着重要作用,电动消防泵作为消防系统的动力来源,对换流(变电)站而言是不可或缺的重要设备1。按规程,需每月进行一次电动消防泵启泵试验以验证其完好可用。国内换流(变电)站启泵试验造成消防管道爆管事件时有发生,本文针对8 0 0k V东方换流站一起该类事件进行分析并提出优化措施,供同类型站点参考,以减少该类事件的发生。1启泵试验及爆管事件1.1启泵试验电动消防泵的启动试验是换流站的定期工作,试验具体过程为:检查并确认站内所有消防栓、雨淋阀在关闭状态,确认消防管道出水压力近似为消防栓静水压力,不应大于0.8 M
7、P a,不应低于0.6 MP a;将消防水带接到消防栓上并打开消防栓阀门,此时电动消防泵自动启动运行;电动消防泵启动过程中应观察消防管道压力表计不应超出0.8MP a,若超出,则关闭电动消防泵,同时检查消防水带出水及水柱长度,水柱长度不应小于1 0m;随后在消防泵控制屏将电动消防泵设为手动状态,手动停止消防泵,再关闭消防栓阀门;最后将电动消防泵设为自动状态,恢复至试验前运行状态。1.2爆管事件2 0 2 1年某日,进行电动消防泵自动启动试验。打开消防栓阀门对消防管道进行泄压,管道压力迅速降低,站内两台电动消防泵启动,在启泵瞬间有很大的响声。检查发现主控楼顶消防管道破裂喷水,水管转弯处直接断裂,
8、于是立即手动关闭电动消防泵,进行事故处理。2爆管事件原因分析2.1电动消防泵软启动 8 0 0k V东方换流站配置两台电动消防泵,使用的是三相异步电动机,额定功率均为7 5k W,额定电流为1 4 0A,提供的额定压力为0.7 6 M P a。三相异步电动机常见的启动方式有直接启动、降压启动及软启动等方式。直接启动是电动机最简便的一种启动方式,不需采取额外的控制手段,但是产生的启动电流高达额定电流的57倍,一般用于容量比较小,功率在7.5k W以下的电动机2。东方站831电工技术 系统解决方案 电动消防泵电动机功率高达7 5k W,采用艾克威尔M g 3-0 9 0 4 0型软启动器进行软启动
9、。软启动参数设置见表1。表1软启动参数功能定值说明软启时间1 0 s从开始启动到启动过程结束进入稳定运行的时间软停时间0 s从软停开始到软停终止的时间启停电压0.3Ue软启、软停的最低输出电压电流限幅3Ie(4 2 0 A)启动电流被限制在3倍额定电流内运行过流4Ie(5 6 0 A)启动过程中电流达到4Ie后启动器过流保护动作停机 使用软启动后,电动消防泵电动机启动电流被限制在3Ie范围内,电动消防泵电动机启动电流基本在2倍额定电流以下,即每台电动消防泵的启动电流为2 5 0A左右,两台电动消防泵同时启动的总电流约为5 0 0A,启动电流不算很大,因而配置软启动可以有效减小启泵时的冲击电流和
10、对管道的冲击3。2.2水锤分析东方站配置的两台电动消防泵有自动、手动两种控制模式,进行电动消防泵自动启动试验时运行在自动模式。在自动模式下,电动消防泵的启动由管道压力决定,泵的启停条件见表2。表2泵的启停条件设备控制条件#1消防泵压力低于0.7 1MP a时启动#2消防泵压力低于0.6 8MP a时启动 在消防管道中,由于消防栓阀门突然开启或关闭、电动消防泵突然停止或开启、单管向楼顶输水、消防管道中水流速度过大、消防管道过长等原因,会产生水锤效应,在消防管道中产生水流冲击波。水锤引起的压强升高,可达消防管道正常水压的几倍,甚至几十倍。这种大幅度的压强波动引起管道强烈振动、管道接头断开,破坏阀门
11、,压强过高甚至造成管道爆管4。在此次电动消防泵启动试验中,消防栓泄压较快,管道压力迅速降低并几乎同时达到两台电动消防泵的启动定值,两台电动消防泵同时启动,极易在管道产生水锤效应。并且,消防栓泄压后,高处的消防管道中的水往下流,可能有短暂时间部分管道中无水,两台电动消防泵同时出力供水,原本无水管道水流可能非常不稳,该管道产生猛烈水锤效应的可能性更大,最终导致主控楼顶消防管拐角处破裂。3优化措施3.1试验步骤优化电动消防泵启动试验时,管道泄压过快,压力降低过快,而两台电动消防泵启动压力非常接近,且未设置启动延时,两台电动消防泵几乎同时启动,管道压力升降波动太大,极易产生水锤效应。建议开启消防栓阀门
12、时缓慢开启,关闭时也缓慢关闭,并在关闭消防栓阀门过程中,管道压力有一定回升后,先手动停运一台电动消防泵,然后进一步关闭阀门,再停运另外一台电动消防泵,并时刻关注管道压力变化,结合压力变化情况调整开启或关闭阀门速度,避免管道压力瞬降瞬升。3.2电动泵启动定值优化东方站两台电动消防泵启动定值非常接近,且不设置启动延时,因此考虑优化两台电动消防泵的启动定值。国内多个同类站点的定值设置见表3。表3消防泵启动定值设置站点设备控制条件说明站点1#1消防泵压力低于0.8MP a时启动#2消防泵压力低于0.8MP a,延时1 0 s启动压力相同、延时启动站点2#1消防泵压力低于0.7 2MP a时启动#2消防
13、泵压力低于0.7 2MP a,延时启动压力相同、延时启动站点3#1消防泵压力低于0.6 5MP a时启动#2消防泵压力低于0.5 5MP a时启动压力定值相差0.1MP a站点4#1消防泵压力低于0.6MP a时启动#2消防泵压力低于0.5MP a时启动压力定值相差0.1MP a站点5#1消防泵压力低于0.7 1MP a时启动#2消防泵压力低于0.6 8MP a时启动压力定值相差0.0 3MP a东方站#1消防泵压力低于0.7 1MP a时启动#2消防泵压力低于0.6 8MP a时启动压力定值相差0.0 3MP a 站点1和站点2采用的策略是两台电动消防泵启动压力相同、#2消防泵延时启动,站点
14、3、站点4、站点5以及东方站两台电动消防泵启动压力不同、不设延时,但站点3、站点4的压力定值相差0.1MP a,而站点5和东方站压力定值相差只有0.0 3MP a,站点5消防泵启动时也曾出现类似的爆管情况。为此,可以考虑将两台电动消防泵压力定值差设置得大些,避免两台泵同时启动,设置方法是调节压力表节点。另外,可以考虑#2消防泵增加一个延时,需要在电动消防泵控制回路增加延时继电器。3.3加装排气阀管道中有残留空气会使水锤效应增大,可以考虑在主、辅控楼顶楼消防管道的最高点加装排气阀,防止管道内残留气体,以减少水锤效应5。4结语电动消防泵启泵试验爆管会对消防系统以及站内其他电力设备造成严重影响。本文
15、通过分析一起爆管事件的原因,提出了相应的改进措施,减少了启泵试验爆管的可能性,为同类型站点提供有效的经验与方法。参考文献1 汤倩,潘鑫,步祯祎.一起主消防泵控制盘失电事件的分析与处理J.电工技术,2 0 2 1(2 3):1 7 3-1 7 5.2 姜雪菲,曾政霖.三相异步电动机的启动分析J.内燃机与配件,2 0 2 1(1 2):6 5-6 6.3 张进华,娄振华,任国标,等.智能软启动在水泵类电机的应用J.电工技术,2 0 1 9(2):2 1-2 2.4 王晓芃.大管径输水管路的水锤灾害形成原因和预防措施J.建材与装饰,2 0 1 8(3 8):2 9 5.5 顾承庆,林婕宇.发电机技术供水管水锤现象分析J.水电与抽水蓄能,2 0 1 6,2(6):4 7-5 1.931系统解决方案 电工技术
