電廠用高壓電動機(jī)故障分析與綜合治理

摘 要： 本文介紹了大唐國際張家口發(fā)電廠多年來針對高壓電動機(jī)在運(yùn)行和檢修中暴露出的缺陷問題進(jìn)行的分析和綜合治理工作，通過針對性的開展綜合治理，徹底根除設(shè)備隱患，降低高壓電機(jī)的燒損事故的發(fā)生，提高了設(shè)備的健康水平。

關(guān)鍵詞：高壓電動機(jī) 分析 治理 改造

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0287-02

一、概述

大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠擁有320MW機(jī)組8臺，總裝機(jī)容量為2560MW，加外圍系統(tǒng)輔機(jī)高壓電動機(jī)近270余臺之多，因機(jī)組相繼投產(chǎn)，輔機(jī)高壓電動機(jī)的廠家各異，電動機(jī)的質(zhì)量結(jié)構(gòu)不一，經(jīng)過多年的運(yùn)行一些設(shè)計制造缺陷相對暴露出來，通過暴露的缺陷對每一批次的高壓電動機(jī)進(jìn)行有針對性的改造治理工作，使設(shè)備的健康運(yùn)行水平穩(wěn)步提升運(yùn)行穩(wěn)定。下面是張家口發(fā)電廠近幾年高壓電機(jī)發(fā)生電機(jī)燒損的故障統(tǒng)計：

二、根據(jù)暴露問題開展設(shè)備治理工作，根除設(shè)備隱患，降低設(shè)備故障提高設(shè)備的健康水平

1.加強(qiáng)電動機(jī)引出線絕緣的檢查和治理工作

1.1 問題分析

由于電動機(jī)長時間運(yùn)行、軸瓦及軸承式電動機(jī)的漏油、電動機(jī)引出線質(zhì)量不過關(guān)、引出線沒有固定綁扎或固定綁扎不合理等造成電動機(jī)引出線絕緣老化、龜裂、磨損等現(xiàn)象，雖然高壓試驗絕緣、耐壓合格，但在運(yùn)行中由于運(yùn)行環(huán)境以及振動的影響造成引出線絕緣擊穿事故。檢修中由于引線絕緣不良接地造成對電動機(jī)線圈的誤判斷工作。

1.2 治理措施

1.2.1在檢修中加強(qiáng)對電動機(jī)引出線的檢查工作，不要高壓試驗絕緣、耐壓合格對引出線的絕緣缺陷就視而不見，要加強(qiáng)對絕緣薄弱環(huán)節(jié)的處理工作。

1.2.2對由于運(yùn)行時間長或由于漏油造成的絕緣老化嚴(yán)重或變粗變質(zhì)的引出線要重新更換引出線已確保絕緣質(zhì)量。

1.2.3對于在檢修中發(fā)現(xiàn)的有可能造成引出線與機(jī)殼發(fā)生磨損的絕緣地方，要消除機(jī)殼的銳角再加墊絕緣材料。

1.2.4檢修中要加強(qiáng)對軸承室漏油的檢查及治理工作。

1.3 多方面采取措施保證軸承的良好潤滑

1.3.1 電動機(jī)軸承室結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

⑴ 問題分析

二期磨煤機(jī)電機(jī)24臺，對于一些小型高壓電動機(jī)，在軸承室的設(shè)計上有缺陷，只有加油孔沒有泄油孔，舊油不能排出，不能及時觀察油脂變化情況，由于電動機(jī)軸承潤滑不良造成電動機(jī)軸承燒損，嚴(yán)重時由于軸承燒損而造成碾軸或軸承室小蓋漲裂，使事故擴(kuò)大。如果要清除多余油脂或換油脂必須對電動機(jī)進(jìn)行移位解體，工作量大浪費(fèi)人力物力。

⑵ 治理措施

針對此種情況對軸承室進(jìn)行改進(jìn)，在檢修中重新設(shè)計加工電動機(jī)軸承室內(nèi)外小蓋，在電動機(jī)軸承室外小蓋上增加泄油孔，以改進(jìn)電動機(jī)在加油時不能排出多余油脂及臟油的缺陷，改進(jìn)后的電動機(jī)使日常維護(hù)加油工作更加便利，電動機(jī)軸承能及時充分的加油使軸承潤滑良好，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了因電動機(jī)加油而進(jìn)行的電動機(jī)解體的工作量。

1.4 軸電壓的防治

1.4.1處理電動機(jī)端蓋絕緣切斷軸電流回路

⑴問題分析

二期一次風(fēng)機(jī)電動機(jī)8臺，電動機(jī)前后軸承均為稀油潤滑滾動軸承。其中7號機(jī)2號一次風(fēng)機(jī)電動機(jī)變頻改造后，04至05年連續(xù)三次發(fā)生電動機(jī)在運(yùn)行中軸承溫度突然升高，造成軸承燒損抱軸故障。經(jīng)運(yùn)行時對軸電壓檢測，共模電壓有較高峰值。因電動機(jī)長時間運(yùn)行，在電動機(jī)端蓋中間墊絕緣板的地方造成磨損，再加上油污和灰塵的影響，引起絕緣不良，由于軸電壓的影響造成軸承滾道與滾珠間產(chǎn)生電腐蝕，最終發(fā)展到碾軸燒損。

⑵治理措施

①在處理中，電動機(jī)端蓋之間的絕緣板及緊固螺栓的絕緣墊及絕緣套進(jìn)行重新加工，墊絕緣時要注意做到完全墊開，組裝時對端蓋的絕緣部分組裝完成后測量絕緣合格后再進(jìn)行整體組裝。

②在檢修中做到檢修解體后分別搖測兩側(cè)端蓋的絕緣，保證兩側(cè)端蓋墊絕緣處完全墊開搖測絕緣合格，對損壞的絕緣墊及絕緣套進(jìn)行更換，組裝完成后整體搖測絕緣保證絕緣良好。

⑶ 加裝接地碳刷消除軸電流對滾動軸承的危害

①問題分析

2號機(jī)送風(fēng)機(jī)電動機(jī)共4臺，2007年軸瓦式改軸承式電動機(jī)后，非軸伸端軸承運(yùn)行兩、三個月即出現(xiàn)異音，振動增大。解體檢查發(fā)現(xiàn)軸承有明顯電腐蝕痕跡，軸承內(nèi)外圈跑道上有像搓板樣的條形燒傷痕跡，這是軸電流對滾動軸承破壞的共同特征。

②治理措施

經(jīng)分析研究后在非軸伸端軸承處加裝接地碳刷，以降低軸電位，使接地碳刷可靠接地，并且與轉(zhuǎn)軸可靠接觸，保證轉(zhuǎn)軸為零電位，以此消除軸電流對滾動軸承的危害。加裝接地碳刷后4臺電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，沒有再出現(xiàn)軸承電腐蝕現(xiàn)象。

1.5電動機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)改善電動機(jī)的運(yùn)行性能

1.5.1 電動機(jī)鼠籠結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

⑴問題分析

一期電動給水泵電動機(jī)4臺，2005年8月4號機(jī)和3號機(jī)電動給水泵電動機(jī)相繼在運(yùn)行中跳閘。打開4號機(jī)電動給水泵電動機(jī)內(nèi)外端蓋后，檢查發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子籠條有23根在端環(huán)連接處斷裂、變形，端環(huán)嚴(yán)重變形。3號機(jī)電動給水泵電動機(jī)解體電機(jī)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子有一根籠條在端環(huán)焊接處斷裂，該籠條與鐵心放電過熱，端環(huán)已整體變形。通過檢查發(fā)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子存在設(shè)計制造缺陷，轉(zhuǎn)子端環(huán)固定結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，轉(zhuǎn)子銅條與端環(huán)的連接為平面對焊，其端環(huán)及護(hù)環(huán)無支撐點，僅靠轉(zhuǎn)子銅條支撐，形成懸臂式，這樣的結(jié)構(gòu)使得籠條及端環(huán)整體機(jī)械強(qiáng)度較低；籠條伸出鐵芯過長，達(dá)70mm以上，在端環(huán)阻力矩的作用下，會使整個外籠條在鐵芯伸出端部產(chǎn)生扭曲變形，最終引起籠條斷裂；還有就是焊接工藝差。

⑵治理措施

①對電動機(jī)鼠籠結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，端環(huán)改為嵌入式焊接，端環(huán)制作凹形槽，焊接籠條，端環(huán)材質(zhì)選用高強(qiáng)度合金紫銅，將轉(zhuǎn)子全部矩形籠條更換為高強(qiáng)度合金紫銅籠條，縮短轉(zhuǎn)子籠條伸出鐵芯的長度以降低端環(huán)阻力距。

②提高籠條與端環(huán)的焊接工藝，籠條與端環(huán)應(yīng)采用中頻加熱45%銀合金焊條氬弧氣體保護(hù)焊接，焊接后作探傷檢查。

經(jīng)過從新改造后兩臺電動給水泵電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，并在檢修中進(jìn)行專項解體檢查，轉(zhuǎn)子鼠籠無變形達(dá)到了預(yù)期效果。

1.5.2 電動機(jī)雙速改造提高絕緣等級及治理軸瓦漏油

⑴問題分析

一期循環(huán)泵電動機(jī)共8臺，上下軸承均為滑動軸承，自通風(fēng)冷卻電動機(jī)，B級絕緣等級。上軸承室因下部負(fù)壓吸力作用，電動機(jī)內(nèi)部漏油嚴(yán)重，影響電動機(jī)絕緣及通風(fēng)散熱效果，夏季電機(jī)運(yùn)行溫度最高可達(dá)120多度，臨時在外部加裝冷卻風(fēng)扇效果甚微，多次因過熱發(fā)生故障。

⑵治理措施

①為在機(jī)組冬季低負(fù)荷時達(dá)到節(jié)能效果，電動機(jī)進(jìn)行雙速改造，單速16極改為雙速16/18極。在改造同時電動機(jī)絕緣等級由B級改為F級，提高了電機(jī)繞組的絕緣等級以防止因電機(jī)絕緣等級低在夏季對電機(jī)運(yùn)行造成的影響。

②在改造時設(shè)計增加節(jié)流環(huán)、擋壓圈，對電機(jī)上機(jī)架、擋油筒結(jié)構(gòu)及推力頭底部密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，達(dá)到防止漏油的目的。

1.6 不拆線圈加裝溫度測點加強(qiáng)對電機(jī)運(yùn)行溫度的監(jiān)視

由于電動機(jī)長時間運(yùn)行及運(yùn)行多年，或電機(jī)高壓試驗不規(guī)范致使一些電動機(jī)的線圈溫度測點損壞，有的全部損壞，有的只剩一兩個測點，失去了對電動機(jī)線圈溫度的實時監(jiān)測。如要更換溫度測點必須解體大修拆除線圈進(jìn)行更換溫度測點，時間長費(fèi)用高。針對此種情況利用檢修時在電動機(jī)解體抽轉(zhuǎn)子后，將電動機(jī)定子膛按360°分成6等份，每一等份從電動機(jī)定子膛中部將相鄰槽的槽楔單方向退出共12槽（留6個備用測點），加工與原槽楔等寬的凹型槽楔，凹型槽楔的凹槽根據(jù)扁片式熱電阻的寬度和厚度加工，在回裝電動機(jī)中部的新凹型槽楔里每一槽放置一扁片式熱電阻，熱電阻的引出線從凹型槽楔內(nèi)甩出，凹型槽楔內(nèi)部用與凹型內(nèi)部等寬的薄槽楔墊實打緊，恢復(fù)了電動機(jī)線圈溫度的監(jiān)視。

三、規(guī)范給油脂管理，提高維護(hù)水平

根據(jù)對電動機(jī)故障的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，軸承損壞或因軸承損壞而造成電動機(jī)的故障，占了電動機(jī)全部故障的60%以上，所以解決電機(jī)軸承的損壞也是解決電機(jī)故障的重要問題，軸承損壞多數(shù)是因為潤滑不良而造成的。為此針對各轉(zhuǎn)動設(shè)備的相應(yīng)潤滑標(biāo)準(zhǔn)必須詳細(xì)制定和執(zhí)行，對保證設(shè)備完好并充分發(fā)揮設(shè)備效能、減少設(shè)備事故和故障、提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益有著極其重要的意義。

1.規(guī)范給油脂管理

1.1認(rèn)真建立設(shè)備臺賬，根據(jù)實際情況建立技術(shù)檔案與技術(shù)資料。

1.2制定給油脂標(biāo)準(zhǔn)。

1.3點檢巡檢到位根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，軸承的潤滑的具體情況實時調(diào)整給油脂時間。

1.4對于運(yùn)行狀態(tài)異常的軸承，縮短加油周期，密切監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)，保持設(shè)備良好的運(yùn)行狀態(tài)。

2.提高維護(hù)水平

2.1加油工作完畢先封住注油孔，清理現(xiàn)場要多觀察一會設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)再封住泄油孔。

2.2加油人員在現(xiàn)場工作時，既要執(zhí)行給油脂標(biāo)準(zhǔn)，又要注意觀察分析設(shè)備具體情況，當(dāng)出現(xiàn)疑問、發(fā)現(xiàn)異常時應(yīng)立即停止給油脂，及時與有關(guān)技術(shù)人員聯(lián)系，共同研究確定方案后再進(jìn)行工作。

2.3對于新更換的軸承由于磨合期軸承加油時會有保持架的銅沫和油脂一起排出，在給油脂時要等排出的油脂沒有銅沫時再停止給油脂，如給油脂出現(xiàn)軸承溫度升高要等軸承溫度回落后繼續(xù)給油脂，或連續(xù)多天給油脂直到排出的油脂中沒有銅沫為止。

四、小結(jié)

通過幾年來積極采取措施對張家口發(fā)電廠的高壓電動機(jī)進(jìn)行綜合治理，收到了良好的效果，使設(shè)備的健康水平逐步提高運(yùn)行穩(wěn)定。為高壓電動機(jī)的維護(hù)、檢修和設(shè)備治理積累了寶貴的經(jīng)驗。今后還應(yīng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行中和檢修時暴露出的問題不斷加強(qiáng)設(shè)備的治理工作，通過對設(shè)備進(jìn)行點檢作業(yè)，準(zhǔn)確掌握設(shè)備狀態(tài)，采取預(yù)防設(shè)備劣化措施，及時發(fā)現(xiàn)隱患，進(jìn)行傾向管理，實行有效的預(yù)防維修，保證設(shè)備狀態(tài)可控、在控，降低故障發(fā)生率。在檢修方面要強(qiáng)化檢修質(zhì)量管理，各級檢修人員和質(zhì)量驗收人員要嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，認(rèn)真仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患和缺陷，并積極采取措施進(jìn)行根治處理不留隱患。

作者簡介：羅英果，女，（1976-），工程師，張家口發(fā)電廠設(shè)備部電氣專業(yè)點檢員，長期從事電氣一次設(shè)備技術(shù)管理工作。