高壓電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的原因分析及處理措施

鄧永新，劉明星

(安徽晉煤中能化工股份有限公司， 安徽臨泉 236400)

高壓電動(dòng)機(jī)同其他電機(jī)一樣，是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，在高電磁場(chǎng)作用下和自身技術(shù)條件及外部環(huán)境、運(yùn)行條件等綜合作用下，電機(jī)將在一定運(yùn)行期內(nèi)產(chǎn)生各種電氣、機(jī)械故障。本文對(duì)高壓電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的故障歸類后進(jìn)行分析，著重介紹了在高壓電動(dòng)機(jī)的日常管理中，加強(qiáng)維護(hù)維修，認(rèn)真執(zhí)行停機(jī)例行檢查制度，把事后檢修轉(zhuǎn)為事前預(yù)防，平時(shí)注意查找電機(jī)隱患并及時(shí)消除，最終達(dá)到減少高壓電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障的目的。

1 存在問(wèn)題

在當(dāng)前嚴(yán)峻的安全環(huán)保形勢(shì)下，要確保煤化工生產(chǎn)裝置長(zhǎng)周期安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少非正常停車次數(shù)，開(kāi)好開(kāi)穩(wěn)現(xiàn)有裝置至關(guān)重要，尤其是電氣裝置。高壓電動(dòng)機(jī)(通常指3～10kV供電電壓的電動(dòng)機(jī))能適應(yīng)大型化、自動(dòng)化、復(fù)雜化、連續(xù)化的生產(chǎn)要求。安徽晉煤中能化工股份有限公司(簡(jiǎn)稱中能化工)現(xiàn)有高壓(6kV)電動(dòng)機(jī)168臺(tái)，在生產(chǎn)裝置中起著重要作用，一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障，輕則生產(chǎn)波動(dòng)，重則系統(tǒng)停車，并可能伴隨安全環(huán)保事件發(fā)生。近年來(lái)電動(dòng)機(jī)故障頻發(fā)，給中能化工造成很大的損失。高壓電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，一般是由于部分高壓電動(dòng)機(jī)防護(hù)等級(jí)較低，運(yùn)行工況復(fù)雜，加上全壓?jiǎn)?dòng)，電流大[1-3]，沖擊大，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電機(jī)溫升過(guò)高，風(fēng)葉斷裂,接線盒內(nèi)部發(fā)生故障等現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)造成系統(tǒng)停電、停車事故，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。2015年5月22日，1#系統(tǒng)9#氫氮壓縮機(jī)電機(jī)由于定子溫度高達(dá)132 ℃，被迫停機(jī)檢修，影響26臺(tái)時(shí)。2016年5月11日，2#系統(tǒng)4#氫氮壓縮機(jī)電機(jī)在運(yùn)行時(shí)風(fēng)葉斷裂脫落，嵌在定子繞組中，相間短路著火燒毀繞組，影響1 908臺(tái)時(shí)，更換定子繞組費(fèi)用32萬(wàn)元。2016年7月10日，2#系統(tǒng)2#氫氮壓縮機(jī)電機(jī)接線盒內(nèi)引出線短路著火，繼電保護(hù)動(dòng)作滯后，斷路器越級(jí)跳閘，擴(kuò)大了事故范圍[4]，造成2#系統(tǒng)停電、停車，影響116臺(tái)時(shí)，經(jīng)濟(jì)損失約30萬(wàn)元。

2 原因分析

在高壓電動(dòng)機(jī)停機(jī)例行檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，接線盒內(nèi)部積塵多，瓷瓶出現(xiàn)裂紋，節(jié)點(diǎn)裸露，螺栓松動(dòng)，有放電痕跡，用2 500V兆歐表檢測(cè)有絕緣值低于1MΩ/kV的現(xiàn)象。通過(guò)儀器檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，110kV變電所6kV高壓室機(jī)械式繼電保護(hù)器，存在選擇性不及時(shí)、靈敏性差、快速性滯后、可靠性不足等缺陷。錘擊振動(dòng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)葉有裂紋，且部分?jǐn)嗔衙撀洹?duì)于定子溫度超溫的高壓電動(dòng)機(jī)，觀察發(fā)現(xiàn)電機(jī)下部排出的熱氣，又從側(cè)面吸入形成環(huán)流，熱量聚集不易排散。

3 處理措施

針對(duì)上述常見(jiàn)問(wèn)題，在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，借鑒大修廠技術(shù)，結(jié)合公司實(shí)際，編制科學(xué)的施工方案，經(jīng)車間和動(dòng)力處審批后，利用設(shè)備檢修機(jī)會(huì)，對(duì)造成高壓電動(dòng)機(jī)故障的原因逐項(xiàng)進(jìn)行排查并實(shí)施相應(yīng)措施。

(1) 針對(duì)部分高壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)行溫升過(guò)高，在散熱氣孔暢通的情況下，定子溫度仍高達(dá)132 ℃，儀表顯示超溫報(bào)警。根據(jù)電機(jī)安裝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)加裝一套強(qiáng)制抽風(fēng)換熱裝置，使電機(jī)定子溫度低于120 ℃；讓下面定子鐵芯氣孔排出的熱氣，不再被電機(jī)從側(cè)面吸入，通過(guò)風(fēng)管排出，效果很好，目前電機(jī)在夏季高溫時(shí)定子溫度顯示最高只有115 ℃。

(2) 針對(duì)高壓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的碳鋼風(fēng)葉材質(zhì)差、易斷裂，研制了一種不銹鋼新型風(fēng)葉來(lái)取代，提高了風(fēng)葉的強(qiáng)度和韌性，自2017年5月實(shí)施以來(lái)，未發(fā)生過(guò)高壓電動(dòng)機(jī)風(fēng)葉斷裂的現(xiàn)象。

(3) 經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)接線盒組件也是導(dǎo)致高壓電動(dòng)機(jī)故障的重要因素，為此在全公司范圍內(nèi)進(jìn)行了一次電機(jī)接線盒專項(xiàng)大檢查。檢查內(nèi)容包括接線盒加固、孔洞膠泥封堵、外用雨布包裹、引出線防震、接點(diǎn)處理、絕緣子清污除塵，使其達(dá)到防水、防潮、防污染、防震動(dòng)的要求，對(duì)查出的問(wèn)題和缺陷及時(shí)解決，建立檔案，并形成定期檢查制度。

(4) 為了最大限度地保護(hù)電機(jī)，防止故障擴(kuò)大，將傳統(tǒng)機(jī)械式繼電保護(hù)組件改為智能綜合保護(hù)器，動(dòng)作更精準(zhǔn)，功能更強(qiáng)大，不僅提高了智能化控制水平，也杜絕了斷路器越級(jí)跳閘和單系統(tǒng)停電事件的發(fā)生。

4 效果檢驗(yàn)

在2017年5月—7月高壓電動(dòng)機(jī)大檢查中，發(fā)現(xiàn)高壓電動(dòng)機(jī)隱患9起并及時(shí)予以消除，避免了合成氨單系統(tǒng)停車事故2次，使高壓電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障次數(shù)明顯減少，未發(fā)生因高壓電動(dòng)機(jī)溫升過(guò)高、風(fēng)葉斷裂、接線盒內(nèi)部故障以及繼電保護(hù)失靈等現(xiàn)象，確保了生產(chǎn)裝置的長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2017年9月2日，2#系統(tǒng)3#氫氮壓縮機(jī)電機(jī)在運(yùn)行中意外嚴(yán)重進(jìn)水，該機(jī)的智能綜合保護(hù)器發(fā)揮作用，不僅最大限度地保護(hù)了電機(jī)，也避免了1次2#合成氨系統(tǒng)停電停車事故。

中能化工訂立了新的高壓電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化檢查程序，每年根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修訂，經(jīng)車間和動(dòng)力處審批后，嚴(yán)格執(zhí)行，確保公司的高壓電動(dòng)機(jī)完好率達(dá)100%。

5 結(jié)語(yǔ)

采用上述措施和方法，提高了高壓電機(jī)適應(yīng)復(fù)雜工況的能力，減少了電氣設(shè)備事故的發(fā)生，為裝置的長(zhǎng)周期、安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障，并為中能化工的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)還減少了高壓電動(dòng)機(jī)的非正常停車次數(shù)、原料氣的排放及對(duì)大氣的污染，降低了能源消耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到了節(jié)能減排增效的目的。