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高壓電機常見故障原因分析和防范措施！

文章出處：m.joveblog.com | 發布時間：2022/12/21 11:49:58 | 瀏覽次數：0

高壓電機常見故障原因分析和防范措施！
高壓電機是指在工頻50Hz、額定電壓為3kV、 6kV及10kV交流三相電壓下運行的電機。高壓電機分類方法有多種，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；從結構及用途上分為通用型高壓電機及特殊結構與用途高壓電機。
本文將要介紹的電機為通用型高壓鼠籠式三相異步電機。
高壓鼠籠式三相異步電機同其它電機一樣，是建立在電磁感應基礎上的，在高電磁場作用下和本身技術條件及外部環境、運行條件等綜合作用下，電機將在一定運行期內產生各種電氣、機械故障。
1 高壓電動機故障的分類
發電廠的廠用機械，如給水泵、循環泵、凝結泵、凝升泵、引風機、送風機、排粉機、磨煤機、碎煤機、一次風機、灰漿泵等都是用電動機來拖動。這些機械在較短的時間停止運行，也足以引起發電廠出力的降低，甚至停機，并有可能造成嚴重的事故。所以，當電動機運行中發生事故及異常現象時，運行人員應根據事故現象，迅速正確地判斷故障性質及原因，采取有效措施，及時處理，防止事故擴大(如發電廠出力降低、整個汽輪發電機組停止運行、重大設備損壞)，造成不可估量的經濟損失。
電動機在運行過程中，由于維護和使用不當，如頻繁啟動、長期過負荷、電機受潮、機械性碰傷等，都有可能使電機發生故障。
電動機的故障一般可分為以下幾類：①由于機械原因引起的絕緣損壞，如軸承磨損或軸承烏金熔化，電動機塵埃過多，劇烈振動，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由于絕緣的電氣強度不夠而引起的絕緣擊穿。如電動機的相間短路、匝間短路、一相與外殼接地短路等故障；③由于過負荷而造成的繞組故障。如電動機的缺相運行、電動機的頻繁啟動和自啟動、電動機所拖動的機械負荷過重、電動機所拖動的機械損壞或轉子被卡住等，都會造成電機繞組故障。
2 高壓電機定子故障

某發電廠的主要輔機都配備的是高壓電機，電壓等級為6kV，由于電機運行條件比較惡劣，且電機啟動頻繁，水泵漏水、漏汽和安裝在負米以下的受潮等，嚴重地威脅著高壓電動機的安全運行。再加上電機制造質量不良，運行維護存在問題，管理工作差等原因，高壓電動機事故很頻繁，嚴重影響發電機的出力和電網的安全運行。例如：引、送風機雙側只要有一側故障不能運行，就引起發電機出力下降50%。

高壓電機維修

2.1常見故障有以下幾種
①由于啟停頻繁，啟動時間長，加上帶負荷啟動，加速定子絕緣老化，導致啟動過程中或運行過程中發生絕緣損壞，燒毀電機；②電機質量差，定子繞組端部連接線焊接不良，機械強度不夠，定子槽楔松，絕緣薄弱。尤其是槽口之外，經多次啟動，發生連線斷裂，繞組端部絕緣脫落，造成電機絕緣擊穿短路或接地短路，燒損電機；③電機引線斷裂、電纜接線斷裂發生短路或接地短路放炮起火燒損電機。原因是選擇引線規格低、質量差，運行時間長，啟停次數多，金屬機械老化，形成接觸電阻大，絕緣變脆、發熱，導致電機燒損。電纜接頭多數由于檢修人員在修理過程中，操作不規范，作業不慎造成機械損傷，發展到電機故障；④機械損壞引起電機過載燒壞，軸承損壞引起電機掃膛，造成電機燒壞；⑤配電裝置檢修質量不佳、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；⑥電機處在多灰塵環境中，電機定、轉子之間進粉進灰進物造成散熱不良、嚴重摩擦，致使溫度升高燒損電機；⑦電機有進水進汽現象造成絕緣下降，導致短路放炮燒壞電機。大部分是運行人員沖洗地面不注意造成電機進水或設備漏水漏汽發現不及時而造成電機燒損；⑧電壓過低，電機啟動力矩小，轉不起來，并且連續多次啟動電機，造成電機過電流燒損電機；⑨電機控制回路故障、元件過熱擊穿、特性不穩定、斷線、串動失壓等造成電機損壞；10電機保護不健全，電機增容更新保護不及時造成電機損壞。尤其是低壓電機零序保護未安裝或更換大容量新電機，保護定值未及時更改，形成大電機小定值，多次啟動不成功；11電機一次回路上的開關、電纜斷線缺相或接地造成電機燒損；12繞線式電機定、轉子開關時限配合不當，造成電機燒壞或達不到額定轉速；13電機基礎不牢固、地腳未緊固好引起振動、晃動大大超標，將電機損壞。
2.2原因分析
電動機制造過程中少數靜子線圈引線頭(段)殘留嚴重缺陷，如裂紋、裂口等內在因素，而電機運行過程中由于工況不同，(重負載以及啟動頻繁的轉動機械等)只是起著加速故障發生的作用。此時電動力較大，它引起靜子線圈的連線與極相之間聯線的強烈振動，促使靜子線圈引線頭殘留的裂紋或裂口逐漸擴展。結果是線匝缺陷處未斷裂部分的電流密度達到相當大的程度，該處銅導線遂由于溫度的上升而引起剛度陡降，從而發生燒斷、飛弧。單根銅導線繞制的線圈，當其中一根發生斷裂后，另外一根通常是完好的，所以尚能啟動，但是隨后的每次啟動先斷裂銅導線斷口距離只要在可以起弧的距離以內，均可能飛弧燒傷相鄰的另一根已經增加了相當大電流密度的銅導線。
2.3防范措施
建議制造廠加強工藝流程管理，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建議采用銀焊接頭處理。運行現場對新安裝和大修后的高壓電機利用機組定期小修機會做耐壓試驗和直阻測量。定子端部線圈綁扎不牢，墊木塊松動，絕緣磨損，由此而引發電動機繞組擊穿和短路，燒損電機。此故障大都發生在端部引線，主要原因是線棒成型較差，端部線型不規則，還有端部綁環太少，而且線圈與綁環靠得不緊，還有檢修工藝差，運行中常發生墊塊脫落。槽楔松動是各種電機普遍存在的問題，主要是由線圈造型差，槽內線圈的結構和工藝不良引起的，同時，電機運行中槽楔松動導致線圈在鐵芯槽內劇烈振動，造成對地短路，使線圈和鐵芯燒損。
3 高壓電機轉子故障
高壓籠型異步電動機常見故障有：①轉子鼠籠條松動，斷裂和開焊；②平衡塊及其固定螺絲在運行中甩出將定子端部線圈損傷；③運行中轉子鐵芯松動，變型、凹凸不平造成掃膛和振動。其中嚴重的是鼠籠條斷裂問題，這是發電廠長期存在的問題之一。
在火電廠中高壓雙鼠籠感應電機啟動籠(又稱外籠)銅導條斷裂、甚至折斷，因而損壞電機的靜止線圈，直到目前仍然是常見的故障。從生產實踐中我們認識到，脫焊或斷裂的開始階段是啟動時有冒火現象，脫焊或斷裂端側的半開口轉子鐵芯迭片燒熔，并逐步擴大，導致斷裂或脫焊的銅導條部分甩出，擦傷靜止鐵芯和線圈絕緣(甚至折斷一小股)，使電動機靜止線圈嚴重損壞，還可能造成更大的事故。在火電廠中，鋼球磨由于在停機時鋼球與煤凝結在一起產生較大的靜力矩，給水泵由于出口門不嚴帶負荷啟動，還有引風機由于擋板不嚴電機反轉啟動。因此，這些電動機啟動時要克服很大的阻力矩。