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高壓電機(jī)常見故障原因分析和防范措施！

文章出處：fsdttd.com | 發(fā)布時(shí)間：2022/12/21 11:49:58 | 瀏覽次數(shù)：0

高壓電機(jī)常見故障原因分析和防范措施！
高壓電機(jī)是指在工頻50Hz、額定電壓為3kV、 6kV及10kV交流三相電壓下運(yùn)行的電機(jī)。高壓電機(jī)分類方法有多種，從容量大小分為小型、中型、大型及特大型4種；從絕緣等級分為A、E、B、F、H、C級電機(jī)；從結(jié)構(gòu)及用途上分為通用型高壓電機(jī)及特殊結(jié)構(gòu)與用途高壓電機(jī)。
本文將要介紹的電機(jī)為通用型高壓鼠籠式三相異步電機(jī)。
高壓鼠籠式三相異步電機(jī)同其它電機(jī)一樣，是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，在高電磁場作用下和本身技術(shù)條件及外部環(huán)境、運(yùn)行條件等綜合作用下，電機(jī)將在一定運(yùn)行期內(nèi)產(chǎn)生各種電氣、機(jī)械故障。
1 高壓電動(dòng)機(jī)故障的分類
發(fā)電廠的廠用機(jī)械，如給水泵、循環(huán)泵、凝結(jié)泵、凝升泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排粉機(jī)、磨煤機(jī)、碎煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、灰漿泵等都是用電動(dòng)機(jī)來拖動(dòng)。這些機(jī)械在較短的時(shí)間停止運(yùn)行，也足以引起發(fā)電廠出力的降低，甚至停機(jī)，并有可能造成嚴(yán)重的事故。所以，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行中發(fā)生事故及異常現(xiàn)象時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)事故現(xiàn)象，迅速正確地判斷故障性質(zhì)及原因，采取有效措施，及時(shí)處理，防止事故擴(kuò)大(如發(fā)電廠出力降低、整個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)組停止運(yùn)行、重大設(shè)備損壞)，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，由于維護(hù)和使用不當(dāng)，如頻繁啟動(dòng)、長期過負(fù)荷、電機(jī)受潮、機(jī)械性碰傷等，都有可能使電機(jī)發(fā)生故障。
電動(dòng)機(jī)的故障一般可分為以下幾類：①由于機(jī)械原因引起的絕緣損壞，如軸承磨損或軸承烏金熔化，電動(dòng)機(jī)塵埃過多，劇烈振動(dòng)，潤滑油落到定子繞組上而引起絕緣腐蝕、破壞，從而使絕緣擊穿造成故障；②由于絕緣的電氣強(qiáng)度不夠而引起的絕緣擊穿。如電動(dòng)機(jī)的相間短路、匝間短路、一相與外殼接地短路等故障；③由于過負(fù)荷而造成的繞組故障。如電動(dòng)機(jī)的缺相運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)和自啟動(dòng)、電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)械負(fù)荷過重、電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的機(jī)械損壞或轉(zhuǎn)子被卡住等，都會(huì)造成電機(jī)繞組故障。
2 高壓電機(jī)定子故障

某發(fā)電廠的主要輔機(jī)都配備的是高壓電機(jī)，電壓等級為6kV，由于電機(jī)運(yùn)行條件比較惡劣，且電機(jī)啟動(dòng)頻繁，水泵漏水、漏汽和安裝在負(fù)米以下的受潮等，嚴(yán)重地威脅著高壓電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。再加上電機(jī)制造質(zhì)量不良，運(yùn)行維護(hù)存在問題，管理工作差等原因，高壓電動(dòng)機(jī)事故很頻繁，嚴(yán)重影響發(fā)電機(jī)的出力和電網(wǎng)的安全運(yùn)行。例如：引、送風(fēng)機(jī)雙側(cè)只要有一側(cè)故障不能運(yùn)行，就引起發(fā)電機(jī)出力下降50%。

高壓電機(jī)維修

2.1常見故障有以下幾種
①由于啟停頻繁，啟動(dòng)時(shí)間長，加上帶負(fù)荷啟動(dòng)，加速定子絕緣老化，導(dǎo)致啟動(dòng)過程中或運(yùn)行過程中發(fā)生絕緣損壞，燒毀電機(jī)；②電機(jī)質(zhì)量差，定子繞組端部連接線焊接不良，機(jī)械強(qiáng)度不夠，定子槽楔松，絕緣薄弱。尤其是槽口之外，經(jīng)多次啟動(dòng)，發(fā)生連線斷裂，繞組端部絕緣脫落，造成電機(jī)絕緣擊穿短路或接地短路，燒損電機(jī)；③電機(jī)引線斷裂、電纜接線斷裂發(fā)生短路或接地短路放炮起火燒損電機(jī)。原因是選擇引線規(guī)格低、質(zhì)量差，運(yùn)行時(shí)間長，啟停次數(shù)多，金屬機(jī)械老化，形成接觸電阻大，絕緣變脆、發(fā)熱，導(dǎo)致電機(jī)燒損。電纜接頭多數(shù)由于檢修人員在修理過程中，操作不規(guī)范，作業(yè)不慎造成機(jī)械損傷，發(fā)展到電機(jī)故障；④機(jī)械損壞引起電機(jī)過載燒壞，軸承損壞引起電機(jī)掃膛，造成電機(jī)燒壞；⑤配電裝置檢修質(zhì)量不佳、失修引起三相不同期合閘，形成的操作過電壓，引起絕緣擊穿，燒壞電機(jī)；⑥電機(jī)處在多灰塵環(huán)境中，電機(jī)定、轉(zhuǎn)子之間進(jìn)粉進(jìn)灰進(jìn)物造成散熱不良、嚴(yán)重摩擦，致使溫度升高燒損電機(jī)；⑦電機(jī)有進(jìn)水進(jìn)汽現(xiàn)象造成絕緣下降，導(dǎo)致短路放炮燒壞電機(jī)。大部分是運(yùn)行人員沖洗地面不注意造成電機(jī)進(jìn)水或設(shè)備漏水漏汽發(fā)現(xiàn)不及時(shí)而造成電機(jī)燒損；⑧電壓過低，電機(jī)啟動(dòng)力矩小，轉(zhuǎn)不起來，并且連續(xù)多次啟動(dòng)電機(jī)，造成電機(jī)過電流燒損電機(jī)；⑨電機(jī)控制回路故障、元件過熱擊穿、特性不穩(wěn)定、斷線、串動(dòng)失壓等造成電機(jī)損壞；10電機(jī)保護(hù)不健全，電機(jī)增容更新保護(hù)不及時(shí)造成電機(jī)損壞。尤其是低壓電機(jī)零序保護(hù)未安裝或更換大容量新電機(jī)，保護(hù)定值未及時(shí)更改，形成大電機(jī)小定值，多次啟動(dòng)不成功；11電機(jī)一次回路上的開關(guān)、電纜斷線缺相或接地造成電機(jī)燒損；12繞線式電機(jī)定、轉(zhuǎn)子開關(guān)時(shí)限配合不當(dāng)，造成電機(jī)燒壞或達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速；13電機(jī)基礎(chǔ)不牢固、地腳未緊固好引起振動(dòng)、晃動(dòng)大大超標(biāo)，將電機(jī)損壞。
2.2原因分析
電動(dòng)機(jī)制造過程中少數(shù)靜子線圈引線頭(段)殘留嚴(yán)重缺陷，如裂紋、裂口等內(nèi)在因素，而電機(jī)運(yùn)行過程中由于工況不同，(重負(fù)載以及啟動(dòng)頻繁的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械等)只是起著加速故障發(fā)生的作用。此時(shí)電動(dòng)力較大，它引起靜子線圈的連線與極相之間聯(lián)線的強(qiáng)烈振動(dòng)，促使靜子線圈引線頭殘留的裂紋或裂口逐漸擴(kuò)展。結(jié)果是線匝缺陷處未斷裂部分的電流密度達(dá)到相當(dāng)大的程度，該處銅導(dǎo)線遂由于溫度的上升而引起剛度陡降，從而發(fā)生燒斷、飛弧。單根銅導(dǎo)線繞制的線圈，當(dāng)其中一根發(fā)生斷裂后，另外一根通常是完好的，所以尚能啟動(dòng)，但是隨后的每次啟動(dòng)先斷裂銅導(dǎo)線斷口距離只要在可以起弧的距離以內(nèi)，均可能飛弧燒傷相鄰的另一根已經(jīng)增加了相當(dāng)大電流密度的銅導(dǎo)線。
2.3防范措施
建議制造廠加強(qiáng)工藝流程管理，如繞組的繞制工序、線圈的引線頭清理打砂工序、線圈嵌線后的綁扎工藝、靜止線圈連線、焊頭前引線頭的彎折(平彎成立彎)整理工序，對中型以上的高壓電機(jī)建議采用銀焊接頭處理。運(yùn)行現(xiàn)場對新安裝和大修后的高壓電機(jī)利用機(jī)組定期小修機(jī)會(huì)做耐壓試驗(yàn)和直阻測量。定子端部線圈綁扎不牢，墊木塊松動(dòng)，絕緣磨損，由此而引發(fā)電動(dòng)機(jī)繞組擊穿和短路，燒損電機(jī)。此故障大都發(fā)生在端部引線，主要原因是線棒成型較差，端部線型不規(guī)則，還有端部綁環(huán)太少，而且線圈與綁環(huán)靠得不緊，還有檢修工藝差，運(yùn)行中常發(fā)生墊塊脫落。槽楔松動(dòng)是各種電機(jī)普遍存在的問題，主要是由線圈造型差，槽內(nèi)線圈的結(jié)構(gòu)和工藝不良引起的，同時(shí)，電機(jī)運(yùn)行中槽楔松動(dòng)導(dǎo)致線圈在鐵芯槽內(nèi)劇烈振動(dòng)，造成對地短路，使線圈和鐵芯燒損。
3 高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子故障
高壓籠型異步電動(dòng)機(jī)常見故障有：①轉(zhuǎn)子鼠籠條松動(dòng)，斷裂和開焊；②平衡塊及其固定螺絲在運(yùn)行中甩出將定子端部線圈損傷；③運(yùn)行中轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng)，變型、凹凸不平造成掃膛和振動(dòng)。其中嚴(yán)重的是鼠籠條斷裂問題，這是發(fā)電廠長期存在的問題之一。
在火電廠中高壓雙鼠籠感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)籠(又稱外籠)銅導(dǎo)條斷裂、甚至折斷，因而損壞電機(jī)的靜止線圈，直到目前仍然是常見的故障。從生產(chǎn)實(shí)踐中我們認(rèn)識到，脫焊或斷裂的開始階段是啟動(dòng)時(shí)有冒火現(xiàn)象，脫焊或斷裂端側(cè)的半開口轉(zhuǎn)子鐵芯迭片燒熔，并逐步擴(kuò)大，導(dǎo)致斷裂或脫焊的銅導(dǎo)條部分甩出，擦傷靜止鐵芯和線圈絕緣(甚至折斷一小股)，使電動(dòng)機(jī)靜止線圈嚴(yán)重?fù)p壞，還可能造成更大的事故。在火電廠中，鋼球磨由于在停機(jī)時(shí)鋼球與煤凝結(jié)在一起產(chǎn)生較大的靜力矩，給水泵由于出口門不嚴(yán)帶負(fù)荷啟動(dòng)，還有引風(fēng)機(jī)由于擋板不嚴(yán)電機(jī)反轉(zhuǎn)啟動(dòng)。因此，這些電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)要克服很大的阻力矩。