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北极星电力网技术频道 作者:佚名 2007/12/26 21:40:06
排粉机电机故障分析及其防范措施王强1,宋红利2(1.华能上安电厂,河北井陉050310;2.西柏坡发电有限责任公司,河北平山050300)高压电机是电厂的主要辅助设备，它的故障给主机的安全运行带来极大威胁。因此，对高压电机的科学合理的使用以及正确的检修、监测及维护显得至关重要。近10a来，某电厂排粉机电机频繁发生故障。本文重点分析电机故障发生的主要原因，并阐述了防范措施。1设备状况
某电厂现有4台300MW燃煤发电机组，每台机组安装4台排粉机电机，具体参数见表1。投运10a来，排粉机电机的故障情况主要表现为定子线圈接地、相间或匝间短路、引线磨损、连线烧断、转子断条和熔铝现象、内外风叶折断脱落、定子铁芯移位、电动机轴承故障等。具体统计如表2所示。2原因分析
2.1运行方式分析
2001年3月，部分排粉机电机的启动次数和运行时间统计见表3，电机最短启动间隔为30min,而运行最短的时间仅为10min，基本上是热状态下的频繁启动。造成频繁启动的原因有2种：一是为了提高制粉单耗，保持交班时的高粉位，增加了制粉系统的启动次数；二是由于螺旋输粉机存在问题，致使运行人员尽量减少或不使用输粉机，而靠启、停磨煤机和排粉机来调整粉仓的粉位。
2.2转子断条原因分析
#1、#2机组排粉机电机为铸铝转子，在设计安装中电机的参数及型式选择不当，电机启动力矩不够。频繁地重载启动，又会增加电机的启动时间，从而造成转子温升过高，容易导致转子熔铝。
#3、#4机组排粉机电机为铜鼠笼条转子，但频繁重载启动，也会增加电机启动时间。电机启动过程中，鼠笼条和短路环间会产生很大的电流，此时转子损耗可使鼠笼条和短路环产生200～300℃的高温。由于鼠笼条和短路环结构不同，发热膨胀变形有所不同，鼠笼条沿轴向延长，这样会使鼠笼条产生弯曲，在鼠笼条和短路环的焊接处产生应力。启动时间越长，鼠笼条和短路环产生的温度越高，鼠笼条弯曲越严重，产生的应力越大。在电机的启动运行中，转子鼠笼条会受到2种交变应力作用。一种是启动过程中的电磁力，鼠笼条受到向槽底的电磁力。如果鼠笼条在槽底固定是悬空的，鼠笼条将产生振动，在鼠笼条和短路环的焊接处产生应力。另一种是电机启动时产生的机械力，大部分机械力作用在鼠笼条上。
频繁重载启动，加上电机启动运行中鼠笼条上产生的应力，就会在鼠笼条和短路环焊接处产生裂纹。
2.3定子线圈损坏原因
由于排粉机电机频繁重载启动，产生的大交变电磁力和高温变化，会引起定子线圈及三相引出线绝缘老化以及绑绳松动现象。
运行中电机线圈要受到100Hz的交变电磁力的作用。若线圈在槽内固定不好，会使线圈的主绝缘之间或与槽壁间发生磨擦，造成绝缘磨损，最后导致绝缘击穿事故。
#1、#2机组排粉机电机定子线圈端部引线绑扎、固定不牢，运行中在电磁力的作用下产生振动，造成磨损和疲劳损坏，致使在定子线圈端部连接线的根部产生断股和开焊现象。在清扫擦拭定子线圈主绝缘时，如果使用的清洗剂所含水分较高，水分就会渗透到有缺陷的主绝缘中，致使定子线圈受潮，进一步降低绝缘强度，从而造成绝缘故障。
2.4定子铁芯移位分析
排粉机经常重载频繁启动，同时启动时间较长，在强大交变电磁力作用下,定子铁芯会受到很大的作用力。而＃3、＃4机组排粉机电机定子铁芯与机座装配采用外压装工艺，两者配合紧度不够；同时在制造工艺中，形成铁芯与机座止动螺钉紧力不够，造成定子铁芯在机座上固定不牢，产生相对位移。
3防范措施
3.1控制电机的启动次数
在运行操作中，应严格按照电机运行规程要求控制高压电机的启动次数，特别是热态下间隔的启动次数，即在正常情况下，允许冷态启动2次，每次启动间隔时间≥5min；允许热态启动1次；只有在处理事故时可多启动1次，启动间隔时间为1h以上。
3.2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线圈绝缘状况的检查。对有龟裂现象的引出线，要及时进行更换并进行加固；对三相引出线，再套装一层绝缘套管；对定子线圈主绝缘老化的部位，浸刷环氧树脂漆。
当定子线圈端部伸出长度超过250mm时，在定子线圈端部外侧增加一道绑环，在线圈与绑环之间加适应毡，以吸收定子端部线圈的振动能量。防止在电机运行中，定子端部线圈及引出线绝缘发生振动磨损，造成短路。
铁芯移位属设计缺陷，利用检修机会在铁芯和机座间沿圆周分4点，每点焊接约80mm，确保铁芯不位移。
在清扫、擦拭定子线圈时，要合理使用清洁剂，防止清洁剂中的过量水份渗入线圈主绝缘，降低绝缘强度。线圈端部过线和线圈间缝隙处，使用0.2MPa压缩空气吹扫，杜绝使用锋利物体清理绝缘污垢。
3.3检查转子鼠笼条
在检修中，检查转子鼠笼条有无松动。若鼠笼条与铁芯槽间间隙比较大，在间隙内浇灌环氧树脂，使鼠笼条紧固在槽内；检查转子鼠笼条与短路环连接是否良好，发现有裂纹或断裂时，采用中频焊接以防止端环产生热变形。
3.4采用高启动性能的高压电机
逐渐更换高启动性能的电机来解决重载、频繁启停电机的问题，避免电机损坏。根据这个思路，该厂已逐步将排粉机电机转子由铸铝转子改为深槽式铜鼠笼条转子，从而增加了启动转矩，改善了运行工况，大大提高了设备安全可靠性和健康水平。河北电力技术
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