浅析高压电动机烧毁的原因及防范措施

浅析高压电动机烧毁的原因及防范浅析高压电动机烧毁的原因及防范 措施措施 发电厂的安全生产除控制重大人身及设备责任事故外 主 要是控制故障和异常的发生率 努力降低非计划停运的次数 使机组安全经济 可靠运行 发挥出较大的经济效益 近年来 高压异步电动机屡次烧毁是直接构成二类故障发生次数的主要 因素 同时也威胁着电厂的安全生产 陡河发电厂有 20 多年的 运行历史 由于设备的不断老化 许多缺陷逐渐地暴露出来 对高压异步电动机运行科学 合理地监视 调整以及客观的检 修 监测与维护显得至关重要 下面笔者就陡河发电厂近年来 高压异步电动机的烧毁原因进行了分析 并提出防范的对策 1 现状分析 近年来我厂频繁出现烧毁高压异步电动机的故障 1999 年 的安全统计情况是 8 次二类故障中有 6 次是高压电动机烧毁 进入 2000 年以来有 5 次二类故障是高压电动机烧毁 集中表现 为电动机定子线圈的局部接地 线间短路或匝间短路 引线 连线烧断 转子断笼条和转子熔铝 导致这些故障的原因 从 客观上分析 设备本身长期运行存在着一定的老化现象 同时 电动机自身的制造质量 工艺 绝缘强度等存在有局部缺陷以 及检修维护不当等 从主观上分析 一是运行中缺乏科学 合 理的监督和使用 高压电动机的频繁启动 加速了高压电动机 定子线圈绝缘老化的程度 二是高压电动机频繁启动 导致高 压电动机转子笼条金属疲劳 从而产生转子笼条断裂 鼠笼式 电动机 或熔铝 铸铝式电动机 现象的发生 甚至断裂的笼 条将定子线圈扫坏 造成电机烧毁 2000 年一季度我们对部分 高压异步电机的启动次数做了统计 见表 1 表 1 中的部分高 压电动机启动间隔最短的时间为 30 min 运行最短的时间为 10 min 可见该电动机为热状态下的频繁启动 2 运行方式分析 从运行监视 调整及倒换方式上看 造成频繁启动的原因 一是为了达到当班的制粉单耗 保持交班时的高粉位 增加了 制粉系统的启动次数 二是由于绞笼存在着落粉挡板不严 容 易断轴等缺陷 运行人员尽量减少使用绞笼或不使用绞笼 而 靠启 停磨煤机来调整粉仓的粉位 当一台磨煤机检修时 所 对应的粉仓只有一台磨煤机 因此无法倒换运行 只有靠运行 的磨煤机的启 停来调整粉位 也增加了制粉系统的启动次数 3 转子断笼条的分析 高压电动机由于启动频繁 特别是启动重负荷的电动机 启动时间长 发生断笼条故障的几率也就高些 高压电动机启 动电流由零升到持续最大值的这个时间区段内 端环短路电流 迅速达到最大 端环发热膨胀 产生径向位移 笼条端部亦随 之产生径向弯曲 启动时间越长 启动电流愈大 弯曲愈严重 在启动电流由最大值下降到正常运行值这段时间内 笼条由于 电流的集肤效应 较大的启动电流将集中在转子槽口处 从而 又使笼条产生弓型向心弯曲变形 笼条在启动和运行工况下 受到离心力的作用 由于短路环是厚壁的 转动情况下离心力 径向增量相对笼条的离心位移是较小的 笼条端部势必发生弯 曲 由此可见笼条在启动过程中不仅受到膨胀力 离心力的作 用 还受到电磁径向力的影响 使笼条弯曲变形 由于笼条受 到交变应力作用 反复弯曲 金属疲劳 达到一定极限时必然 断裂 4 检修内容的分析 由于高压异步电动机的频繁启动 使定子线圈在长期运行 中由于受电动力的作用而导致松动磨损 长期高电位使定子线 圈发生腐蚀 如绝缘脆化 性能改变 端部连线 三相引出线 绝缘发生龟裂等现象 近期烧毁的 b5 丁排粉电动机就属于此种 类型 以往的检修常常是只注意机械部分的处理 而对绕组绝 缘的状况仅是表面的观察 对发现的龟裂老化等问题仅做了检 修记录 并未做深层次的处理 也未做整体浸漆及专项的加固 工作 在电气测试方面虽然高压试验的耐压试验 三相直流电 阻平衡试验测试的整体绝缘是合格的 但由于电动机的中性点 是封闭的 而一般的测试都不打开中性点 因此线间的绝缘薄 弱点并未明显暴露出来 同时在检查中对绕组连线 三相引线 的龟裂也没有引起足够的重视 抽查 10 台电动机 输出的三相 引线均未穿绝缘套管 其中 3 台没有固定绑扎 一旦环境改 变 运行工况发生变化 绝缘的薄弱缺陷就会暴露出来 另一 方面在清扫定子绕组中 使用清洗剂不规范 清洗剂中含有水 份 由于大量地喷洒清洗剂进行冲洗 使清洗剂中所含的水份 渗透到龟裂的绝缘中 使定子绕组局部受潮 降低绝缘强度 也是诱发高压异步电动机烧毁的一个间接原因 因此对高压异 步电动机在检修中存在的以上问题要引起足够的重视 并应在 检修中采取相应的防范措施 以提高高压异步电动机的运行水 平 5 防范措施 1 科学合理地倒换和使用运行设备 在制粉系统操作中 要尽量减少高压电动机的启动次数 特别是在热状态下短间隔 的启动次数 按照电动机运行规程的要求进行合理的倒换操作 500 kw 以下的电动机 24 h 启动 2 3 次 启动间隔时间为 30 min 以上 500 2 000 kw 的电动机 24 h 内启动 2 次 启动间 隔时间为 3 h 以上 2 加强绝缘薄弱环节的处理 在大 小修中加强对端部连线以及引出线绝缘状况的检查 对龟裂的引出线要及时进行更换 对三相引出线加装绝缘套管 对定子老化的部位要浸环氧树脂漆 对更换后的引出线或端部 连线要进行加固 清扫擦拭定子线圈时 要合理使用清洗剂 不能大面积的喷洒 冲刷 以防水份渗透到局部破损的绝缘中 造成绝缘性能降低 因此应用白布沾清洗剂进行擦拭 3 认 真检查笼条 大修中要认真检查转子笼条在槽内的紧固情况 松动的要 采取加固措施 以减少启动时的位移 对发生金属疲劳的笼条 要及时进行更换 4 采用高启动性能电动机 采用 ygd 1000 10 1060 型高启动性能双定子高压笼型异 步电动机 1000 kw 电压 6 kv 东方电机厂生产 能较好地解 决重载 全压 频繁启停工况下 转子断裂 定子线圈经常过 热烧损这一问题 该电机由两部分定子和同轴上的两部分转子 组成 转子设置 3 个短路环 两端是紫铜低阻端环 中间是不 锈钢高阻端环 2 个定子绕组串联 利用一对高压真空接触器 的切换来控制 2 个定子旋转磁场在空间的相位差 以改变转子 等效电势和等效电阻的大小 从而改变电动机电气和机械特性 获得高的启动性能和良好的运行性能 当电动机启动时 控制 两部分定子磁场使之电角度互差 120 相应的转子笼条上感应 电势亦相差 120 电角度 从而迫使转子电流流经中间