火電廠廠用電動機(jī)常見故障分析及防范措施

劉 勇

江蘇大唐國際呂四港發(fā)電有限責(zé)任公司, 江蘇啟東 226246

0 引言

電動機(jī)是火力發(fā)電廠重要的廠用電氣設(shè)備之一。某火電廠現(xiàn)裝有高壓6kV 廠用電動機(jī)共38 臺，低壓交流380V 廠用電動近500 臺，絕大部分為鼠籠式異步電動機(jī)。投運(yùn)十幾年來，由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)及運(yùn)行環(huán)境等各方面的原因，已相繼發(fā)生了高壓電動機(jī)故障近10 臺次，低壓電動機(jī)故障一百多臺次，對安全穩(wěn)定發(fā)電產(chǎn)生了一定影響，同時(shí)也造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 廠用電動機(jī)主要故障類型及原因分析

1.1 定子繞組燒損

此類故障比例較高，約占高低壓電動機(jī)各類故障總數(shù)的30%，一旦繞組燒損,修理的費(fèi)用很高，高壓電動機(jī)均需外送或返廠家修理,故造成的經(jīng)濟(jì)損失最大。主要原因如下：

1）運(yùn)行環(huán)境不好

因制粉系統(tǒng)長期存在泄漏，使電動機(jī)內(nèi)積粉、積灰嚴(yán)重，造成電動機(jī)絕緣不良，先后發(fā)生兩起磨煤機(jī)端部線圈短路燒壞故障；酶雨季節(jié)時(shí)，空氣濕度大，地面長期潮濕，備用中的電動機(jī)絕緣經(jīng)常受潮，特別是安裝在戶外的高、低壓電動機(jī)受潮更為嚴(yán)重。

2）機(jī)械卡澀

這是造成低壓電動機(jī)繞組損壞的最主要的原因，并已出現(xiàn)了許多臺低壓電動機(jī)繞組燒壞故障。電動機(jī)所拖動的風(fēng)機(jī)、水泵等機(jī)械設(shè)備一旦卡澀，很容易使電動機(jī)過載，電流超限。由于低壓電動機(jī)一般均未裝設(shè)過流繼電器等保護(hù)元件，只靠熱繼電器起一定的過載保護(hù)作用，若其靈敏度不好或熱元件選用不合適，便容易因電動機(jī)較長時(shí)間過流運(yùn)行而燒毀燒組。

3）缺相運(yùn)行

由于電動機(jī)接線盒內(nèi)接頭發(fā)熱燒斷、熔斷器選配偏小熔斷等原因，經(jīng)常易造成低壓電動機(jī)缺相運(yùn)行，電動機(jī)缺相運(yùn)行時(shí)，正常相的電流會增加并超過額定電流，從而造成電機(jī)本體發(fā)熱，長期運(yùn)行造成定子線圈損壞。

4）冷卻器泄漏造成電動機(jī)進(jìn)水

對于采用工業(yè)水進(jìn)行冷卻的電動機(jī)，冷卻器銅管受到腐蝕發(fā)生泄漏，即使輕微的泄漏使少量的工業(yè)進(jìn)入定子膛內(nèi)，在很短的時(shí)間內(nèi)就會造成電機(jī)短路燒毀。

1.2 軸承損壞

電動機(jī)軸承損壞故障較為常見，約占高低壓電動機(jī)各類故障總數(shù)的40%，導(dǎo)致軸承損壞的原因主要有：

1）軸承本身質(zhì)量差，間隙大，材質(zhì)不好或加工工藝不良；

2）滾動軸承潤滑脂選用不當(dāng)、油量太多或太少，運(yùn)行中油發(fā)熱流走造成軸承缺油損壞。軸承長時(shí)間運(yùn)行后缺油、磨損未能及時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)使之損壞；

3）機(jī)械設(shè)備振動、地腳松動、轉(zhuǎn)子斷條后電磁不平衡振動等原因?qū)е螺S承損壞；

4）電動機(jī)與拖動機(jī)械設(shè)備裝配不良、中心不一致或機(jī)械設(shè)備卡澀使電動機(jī)軸承損壞，甚至造成電動機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲變形；

5）對于滑動軸承（軸瓦）來說，油位太低或油溫過高、瓦面修刮不圓或不平、上下半瓦裝配不良等，輕者會導(dǎo)致瓦溫升高，無法長時(shí)間運(yùn)行，重者甚至使軸瓦鎢金脫落、整個(gè)軸系下沉，進(jìn)而造成電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子掃膛損壞。

1.3 轉(zhuǎn)子鼠籠斷條

高壓電動機(jī)轉(zhuǎn)子鼠籠斷條，約占高壓電動機(jī)各類故障總數(shù)的30%。通過對兩起磨煤機(jī)電動機(jī)斷條故障的檢查分析，認(rèn)為主要是以下幾點(diǎn)原因造成：

1）負(fù)載變化使鼠籠條產(chǎn)生切向交變應(yīng)力。運(yùn)行中由于負(fù)載變化，特別是磨煤機(jī)這類負(fù)載，具有周期性的沖擊阻力矩。在周期變化的負(fù)載作用下，鼠籠條與端環(huán)的連接部位受到周期變化的切向應(yīng)力作用，在長期交變應(yīng)力的作用下，致使金屬疲勞損傷最終發(fā)生斷裂；

2）制造或檢修工藝差。國產(chǎn)鼠籠電動機(jī)制造時(shí)大多采用氧焊，焊接技術(shù)落后，加上焊接時(shí)溫度控制不好，焊口附近材料過熱變形容易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致材料的機(jī)械強(qiáng)度下降。而國外技術(shù)多采用氬弧焊接和高頻或中頻焊接，焊接時(shí)先將端環(huán)預(yù)熱，焊接后再進(jìn)行保溫自然冷卻，從而消除熱應(yīng)力。另外，在修復(fù)電動機(jī)斷條故障時(shí)，由于檢修人員技術(shù)水平差，沒有采取正確的焊接工藝，電動機(jī)投入運(yùn)行后不久又發(fā)生焊接點(diǎn)再次斷裂故障；

3）運(yùn)行人員操作不當(dāng)。鼠籠式異步電動機(jī)啟動時(shí)，啟動電流比較大，將會造成電機(jī)發(fā)熱，特別是籠條和端環(huán)的溫度會達(dá)到很高。如果第一次啟動時(shí)大電流產(chǎn)生的熱量不能夠及時(shí)散發(fā)，緊跟著再次啟動，那樣將會使溫度繼續(xù)抬高，機(jī)械強(qiáng)度嚴(yán)重下降，導(dǎo)致焊接處開焊和斷條事故。但在實(shí)際運(yùn)行中，運(yùn)行人員往往對此不夠重視，短時(shí)間內(nèi)連續(xù)兩次甚至多次啟停電動機(jī)，特別是事故處理時(shí)，熱態(tài)下強(qiáng)行反復(fù)啟動電動機(jī)，雖然當(dāng)時(shí)電動機(jī)沒有暴露出明顯故障現(xiàn)象，但其實(shí)電動機(jī)已經(jīng)受到損傷，其壽命將大受影響；

4）斷條后檢查不及時(shí)和沒有及時(shí)處理。轉(zhuǎn)子少量鼠籠斷條后雖可以保持電動機(jī)運(yùn)行，沒有明顯特征而難以發(fā)現(xiàn)，若不及時(shí)檢修處理，極易導(dǎo)致進(jìn)一步斷條，不但影響電動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，使負(fù)荷不穩(wěn)定，而且最終將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子損壞，刮傷定子線圈和鐵心并使之損壞的嚴(yán)重后果。

2 防止電動機(jī)故障的技術(shù)措施

針對以上各類高、低壓廠用電動機(jī)故障及原因分析，該廠技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際，不斷摸索，通過設(shè)備改造、檢修管理及運(yùn)行維護(hù)等方面采取一些具體措施，以防止電動機(jī)故障發(fā)生。

2.1 防止定子繞組燒損

1）電動機(jī)大修時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查槽楔及端部線圈綁扎情況。凡發(fā)現(xiàn)松動、不緊等情況，均應(yīng)及時(shí)加固。在更換松動的定子槽楔時(shí)，應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)，不得傷及電棒，若萬一不慎將線棒局部打傷，應(yīng)選用合適的絕緣材料補(bǔ)填絕緣，并經(jīng)耐壓試驗(yàn)合格后方可回裝轉(zhuǎn)子；

2）改善電動機(jī)運(yùn)行環(huán)境，設(shè)法治理消除“八漏”現(xiàn)象，電動機(jī)周圍要保持清潔和通風(fēng)良好，對于環(huán)境惡劣的地方要定期吹灰、干燥；在易受潮的場所（如磨煤機(jī)、給水泵等），可安裝加熱器等防潮措施；

3）運(yùn)行人員應(yīng)選配合格的低壓電動機(jī)熔斷器，檢修人員選配合格的熱繼電器，必要時(shí)可加裝低壓電動機(jī)電流繼電器作為過流、短路保護(hù)；

4）備用中的高低壓電動機(jī)，應(yīng)定期測量其絕緣，根據(jù)絕緣值的變化判斷電動機(jī)絕緣是否受潮。電動機(jī)檢修后送電前，運(yùn)行人員必須測量絕緣合格后才可送電啟動電動機(jī)；

5）機(jī)務(wù)檢修人員應(yīng)定期檢查設(shè)備松緊情況，安裝聯(lián)軸器（靠背輪）前必須手動盤動靈活，防止因機(jī)械卡澀造成電動機(jī)過流損壞；

6）定期清洗帶水箱冷卻的高壓電動機(jī)水冷箱管子，并做水壓試驗(yàn)合格，防止電動機(jī)線圈因溫度過高或水管漏水導(dǎo)致?lián)p壞。空冷電動機(jī)應(yīng)定期檢查冷卻器管內(nèi)有無堵塞，并定期清灰。

2.2 防止軸承損壞

1）每次大修都必須將軸承作為重點(diǎn)，在缺陷的軸承必須更換，更換軸承時(shí)應(yīng)選用與原型號相同的質(zhì)量合格的新軸承，有條件的選用進(jìn)口軸承，不論國產(chǎn)還是進(jìn)口軸承，都必須是正規(guī)廠家生產(chǎn)且有質(zhì)量保證的產(chǎn)品，嚴(yán)禁使用三無產(chǎn)品；

2）軸承潤滑油應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)牌號的潤滑油，加油時(shí)應(yīng)使用相同牌號油，嚴(yán)禁不同牌號的油混用，加油量要適量；

3）經(jīng)常巡檢運(yùn)行中的電動機(jī)軸承溫度、測量電動機(jī)軸承振動值不超標(biāo)，用聽針聽軸承響聲是否正常，及時(shí)消除電動機(jī)振動缺陷，發(fā)生異常及時(shí)停運(yùn)檢查處理；

4）對于采樣外部油循環(huán)潤滑的電動機(jī)油站，應(yīng)定期對油進(jìn)行化驗(yàn)，油中雜質(zhì)、水份不得超標(biāo)；油站冷油器在檢修時(shí)應(yīng)做水壓試驗(yàn)，避免冷油器泄漏造成油中進(jìn)水進(jìn)而造成潤滑油乳化；運(yùn)行中油系統(tǒng)濾網(wǎng)必須定期進(jìn)行切換，定期清洗，避免濾網(wǎng)堵塞造成軸承缺油；

5）機(jī)務(wù)檢修人員應(yīng)認(rèn)真地校驗(yàn)電動機(jī)與機(jī)械設(shè)備的中心，采用千分表等較精密的儀器進(jìn)行，不得人工估計(jì)或采用的尺子測量兩者中心，保證中心值誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。

2.3 防止轉(zhuǎn)子籠條斷裂和開焊

1）加固籠條伸長部位。為防止籠條在運(yùn)行中發(fā)生竄動，將一短銅條補(bǔ)焊在籠條兩端伸長部位，一端頂在鐵心上，另一端焊在端環(huán)上。經(jīng)過這樣處理，即使籠條與端環(huán)連接處開焊，由于籠條與短銅棒焊接在一起，不會因離心力甩出刮傷定子線棒造成事故；

2）改造端環(huán)與籠條連接方式，在端環(huán)平面上開一矩形孔，同時(shí)將籠條加長穿過矩形孔延伸到端環(huán)外側(cè)再進(jìn)行焊接，這樣既提高了端環(huán)的機(jī)械強(qiáng)度，又降低了端環(huán)的啟動電流密度，可有效防止斷條故障；

3）運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格遵守《電動機(jī)運(yùn)行規(guī)程》，任何情況下不得在短時(shí)間內(nèi)反復(fù)啟動電動機(jī)。對于沖擊性負(fù)載，可采取機(jī)械性能較好的深槽式鼠籠或雙鼠籠異步電動機(jī)；對于需頻繁啟停的低壓電動機(jī)，可采用低壓變頻器實(shí)現(xiàn)軟啟動；

4）每次電動機(jī)大修時(shí)，應(yīng)仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)子籠條的情況，發(fā)現(xiàn)有斷裂和開焊情況，采取措施自行補(bǔ)焊；對斷條嚴(yán)重的電動機(jī)轉(zhuǎn)子，送專業(yè)電動機(jī)修理廠修理。

3 結(jié)論

除做好上述技術(shù)措施外，在日常檢修、運(yùn)行維護(hù)中必須嚴(yán)格按廠家說明書及《電動機(jī)檢修工藝規(guī)程》進(jìn)行電動機(jī)及控制、電源設(shè)備的安裝和檢修，做到計(jì)劃檢修，修必修好，提高檢修質(zhì)量。有關(guān)檢修、運(yùn)行人員應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)學(xué)習(xí)，提高責(zé)任心，不斷增強(qiáng)判斷和識別各類電動機(jī)故障的能力；加強(qiáng)對運(yùn)行電動機(jī)的日常巡回檢查，發(fā)現(xiàn)異常情況和缺陷及時(shí)報(bào)告、處理，把故障隱患消除在萌芽狀態(tài)。

[1]電動機(jī)檢修工藝規(guī)程.

[2]電動機(jī)運(yùn)行規(guī)程.