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專業學習丨幾起高壓電動機故障的處理和分析

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專業學習丨幾起高壓電動機故障的處理和分析

發布日期:2017-12-13 作者: 點擊:

一、 零序電流互感器一次側接線錯誤引起的事故

1. 事故過程 
  我廠老制成車間2#水泥磨主電機是一臺600KW的同步電動機,經過技術改造后定子電壓由3KV升為6KV,高壓柜、差動保護柜、電動機高壓電纜都進行了更新改造。在竣工后的生產中,主電機發生了幾次跳閘,經檢查每次跳閘發出的都是零序信號,隨即對電纜、電機做絕緣檢查,測量均無異常后,又做直流泄漏試驗也沒有發現問題。只好繼續投入生產運行,經現場觀察,發現每次跳閘,都是磨機附近使用交流電焊機作業引起的。并作了驗證。 
  2. 事故分析 
  從現象上看,一定是現場交流電焊機在焊接時的焊接電流串入零序保護回路引起的。經過現場檢查電動機零序電流互感器一次側接線(見圖1),在焊接時部分焊接電流I流經電纜鋼甲、零序電流互感器一次側入地,在零序電流互感器副邊感生出電流起動了零序繼電器,使開關跳閘。在停機時,經過多次模擬試驗,在現場幾個不同點使用交流電焊機時,用鉗形電流表測量 I的值為5~21A。而零序保護的整定值在一次側為7A。因此焊接電流會引起電動機零序保護動作而跳閘。 
  怎樣消除這種干擾呢?因為I電流值相同而方向相反,則。相對于零序保護的整定值,電焊機引起的電流是非常大的,在工廠中也是難以避免的。即使交流電焊機的零線盡力接牢也會有一定量的電流分流到零序電流互感器一次側。將接線改動后,經過一段時間的運行再沒發生此事故。 

  3. 經驗教訓 
 ?。?)在生產車間使用電焊機時,一定要保證電氣設備的安全。必須將接地線可靠的連接。 防止電流過大,它產生的熱量會給電纜造成損傷。 
 ?。?)電氣施工時,一定要按照“有選擇性的零序電流保護”施工。這才是正確的安裝方法。有效的避免了電纜鋼甲上電流的干擾造成無故停機的現象。

二、電動機定子線圈接地故障

1.事故過程:某廠窯尾高溫風機YKK630-6、6KV、1400KW、F級,位號F1M。一日后半夜F1M所在的6KV I段母線上的所有高壓電機跳閘,電動機綜合保護裝置顯示“失壓”,經現場檢查沒發現問題。而后,各高壓電動機均正常開車。只有F1M開車時,PT柜電壓二次線總開關ZK5(規格為C45N3P/3A)跳閘。當時用搖表檢測F1M一、二次側回路均正常。后來將ZK5改為6A的就不跳閘了。各電機都已正常工作。 
次日下午1點,起動生料磨循環風機電動機B2M時,安裝在B2M平臺上,B2M反負荷側方位的該電機定子繞組測溫儀表,共有6塊每相繞組兩處測溫。有三塊表出現指示異常,特別是B2M起動時,因磁場干擾無法開車,只好將儀表與B2M的聯鎖取消,才正常開車。下午2點后,F1MC相定子溫度為82℃,明顯高于其它兩相溫度20余度。在F1M儀表監測柜,拆下C相鉑熱電阻線頭用萬用表測量電阻為134Ω,表明電機C相定子溫度偏高。在接線時,監測柜電鈴響,因接線引起測溫儀表動作使F1M停車。停車后,再次起動F1M時,6KVI段母線上的所有高壓電機跳閘。 “失壓”保護再次動作,PT柜高壓熔斷器熔斷一相。經測量高壓電機F1M定子繞組接地,拆蓋檢查看到定子繞組在出槽處接地。

 2. 事故分析和經驗教訓 
1、第一次PT柜ZK5跳閘時,就表明了F1M有接地故障。但搖表電壓只有2500V,且F1M定子出線端又只有三個端頭,無法比較各相絕緣電阻。在電動機起動時產生的高壓,使事故點對地放電,造成6KVI段母線(采用母線中性點不接地系統)兩相相電壓升高一相相電壓降低。在電壓互感器二次側也會感生出高壓而使ZK5過電流跳閘。在一相完全接地時,一相相電壓為零,另兩相相電壓為正常時的√3(—) 倍。因此使PT柜高壓熔斷器熔斷。 
  2、雖然F1M的絕緣等級為F級最高允許溫度為155℃。但當電機出現一相溫度偏高時就停機檢查。在電機修理過程中也驗證了這正是電機定子過熱燒損的前兆。此測溫電阻距事故點有一定的距離,顯示的溫度不是故障點的最高溫度。在電機運行中人工測量各相鉑熱電阻具有危險性,一旦6KV高壓擊穿絕緣串入鉑熱電阻線路上,會造成人員傷亡事故。要絕對禁止這種操作。 
   3、B2M電機定子繞組測溫儀表在此事故前后均無異常出現。這也許就是因F1M有一相輕微接地產生的干擾。還和測溫儀表箱安裝位置有關。 
  4、由于旋轉電機在結構和工藝上的特點,它們的沖擊絕緣水平很低,要比同電壓等級的變壓器低得多。這是因為電機繞組不象變壓器那樣浸在油中,而是全靠固體介質來絕緣;在制造過程中也可能會使絕緣損傷或有氣隙,在這些地方便容易發生游離;同時也不能采用其它均壓措施使電壓分布均勻。特別是大容量的單匝電機,它的匝間電容很小,不能利用它改善沖擊電壓分布,因而電機主絕緣的沖擊系數很低,接近于1(變壓器的沖擊系數為2~3)。電機絕緣在運行中容易受潮,受臟污及臭氧的侵蝕,還受機械力的作用(振動、短路電流的力效應以及熱脹冷縮的作用等)。電機絕緣(如支母等),特別在導線出槽處,由于電場極不均勻,故在電壓作用后,即會受輕微損傷,使絕緣老化,可能引起擊穿。這次事故過程中,沒有對電動機進行破壞性操作。事故原因系出自電機本身。 

 三、正反轉真空接觸器真空滅弧室損壞故障

      1、事故過程:某廠新建石灰石破碎機,在錘頭一側磨損后,可倒換錘頭轉向。因此破碎機電動機主回路采用高壓熔斷器、高壓真空接觸器的正反轉控制,起動時采用轉子回路串聯液體變阻器起動。 
  在試生產過程中,正轉高壓真空接觸器的A相真空滅弧室損壞。由于廠內沒有備件,生產任務又很緊,決定反轉運行。但在反轉開車時,電動機綜合保護裝置速斷動作,并使高壓電源進線柜跳閘,很明顯有短路故障存在。用搖表檢查:電纜、電動機、正反轉真空接觸器的主接點都正常。拉下隔離開關空試電動機控制回路仍然正常。經過討論分析,懷疑是由于損壞的正轉A相真空滅弧室造成。將正轉接觸器聯接銅母線拆除后開車成功。 
  2、故障分析:見圖4,高壓真空接觸器的滅弧室損壞后,滅弧室內的真空度受到破壞,絕緣能力下降。用搖表檢測其絕緣電阻還是無窮大。但當反轉合閘時,由于接觸器通斷會產生瞬間高電壓,此電壓將正轉A相真空滅弧室擊穿,導致A、B相相間短路,速斷保護動作。 
  3、經驗教訓:真空滅弧室損壞后,導通電流的能力和絕緣能力都降低了,應及時更換或將損壞的接觸器及時從線路中拆除。 

四、15MW發電機定子線圈接地故障

       1、事故過程 
  某廠新建15MW發電機組在試運行期間,中控室發現正在并網運行的發電機定子繞組C相溫度顯示為零度。調試隊電工拆下發電機測溫接線盒內的熱電阻接線端,測量到此電阻已經短路。又過了十幾分鐘現場維護人員聞到發電機附近有輕微的焦糊味,許多人員到現場查找氣味的來源。但沒找到。大約過了十余分鐘中控室操作臺上發電機絕緣監查儀表報警。發電機跳閘。經過測量定子繞組C相已接地。在拆下發電機定子線圈時,看到線圈為上下兩層,靠近定子鐵芯槽底的線圈在槽底處已燒焦接地,短路的鉑熱電阻也正在此處。位于發電機中部。相鄰的兩個位于槽底的線圈也輕微的燒焦了。在現場由生產廠家更換了三組線圈后,經耐壓試驗各項指標均合格。此故障發生的同時,發電機轉子上的勵磁三相旋轉熔斷器也熔斷了兩相,在第二次開車時,勵磁加不上才發現,給公司造成一定的經濟損失。 
  2、故障分析 
  由于制造缺陷,事故點處絕緣質量不佳,出現電流泄漏發熱。最終擊穿接地。 
  3、經驗教訓 
  由于測溫電阻正好在事故點處,被燒壞短路。顯示的溫度為零度。中控操作員一定要注意各相定子繞組的溫度變化。及時發現故障將事故的損失降到最低。在電機運行中人工測量發電機鉑熱電阻具有危險性,要絕對禁止這種操作。發電機定子線圈接地故障發生后,一定要檢查發電機轉子上的勵磁三相旋轉熔斷器。


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