火電廠廠用電動機常見故障分析及防范措施

劉 勇

江蘇大唐國際呂四港發電有限責任公司, 江蘇啟東 226246

0 引言

電動機是火力發電廠重要的廠用電氣設備之一。某火電廠現裝有高壓6kV 廠用電動機共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。投運十幾年來，由于設計、制造、安裝、維護及運行環境等各方面的原因，已相繼發生了高壓電動機故障近10 臺次，低壓電動機故障一百多臺次，對安全穩定發電產生了一定影響，同時也造成了較大的經濟損失。

1 廠用電動機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，約占高低壓電動機各類故障總數的30%，一旦繞組燒損,修理的費用很高，高壓電動機均需外送或返廠家修理,故造成的經濟損失最大。主要原因如下：

1）運行環境不好

因制粉系統長期存在泄漏，使電動機內積粉、積灰嚴重，造成電動機絕緣不良，先后發生兩起磨煤機端部線圈短路燒壞故障；酶雨季節時，空氣濕度大，地面長期潮濕，備用中的電動機絕緣經常受潮，特別是安裝在戶外的高、低壓電動機受潮更為嚴重。

2）機械卡澀

這是造成低壓電動機繞組損壞的最主要的原因，并已出現了許多臺低壓電動機繞組燒壞故障。電動機所拖動的風機、水泵等機械設備一旦卡澀，很容易使電動機過載，電流超限。由于低壓電動機一般均未裝設過流繼電器等保護元件，只靠熱繼電器起一定的過載保護作用，若其靈敏度不好或熱元件選用不合適，便容易因電動機較長時間過流運行而燒毀燒組。

3）缺相運行

由于電動機接線盒內接頭發熱燒斷、熔斷器選配偏小熔斷等原因，經常易造成低壓電動機缺相運行，電動機缺相運行時，正常相的電流會增加并超過額定電流，從而造成電機本體發熱，長期運行造成定子線圈損壞。

4）冷卻器泄漏造成電動機進水

對于采用工業水進行冷卻的電動機，冷卻器銅管受到腐蝕發生泄漏，即使輕微的泄漏使少量的工業進入定子膛內，在很短的時間內就會造成電機短路燒毀。

1.2 軸承損壞

電動機軸承損壞故障較為常見，約占高低壓電動機各類故障總數的40%，導致軸承損壞的原因主要有：

1）軸承本身質量差，間隙大，材質不好或加工工藝不良；

2）滾動軸承潤滑脂選用不當、油量太多或太少，運行中油發熱流走造成軸承缺油損壞。軸承長時間運行后缺油、磨損未能及時檢查發現使之損壞；

3）機械設備振動、地腳松動、轉子斷條后電磁不平衡振動等原因導致軸承損壞；

4）電動機與拖動機械設備裝配不良、中心不一致或機械設備卡澀使電動機軸承損壞，甚至造成電動機轉子彎曲變形；

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，輕者會導致瓦溫升高，無法長時間運行，重者甚至使軸瓦鎢金脫落、整個軸系下沉，進而造成電動機定、轉子掃膛損壞。

1.3 轉子鼠籠斷條

高壓電動機轉子鼠籠斷條，約占高壓電動機各類故障總數的30%。通過對兩起磨煤機電動機斷條故障的檢查分析，認為主要是以下幾點原因造成：

1）負載變化使鼠籠條產生切向交變應力。運行中由于負載變化，特別是磨煤機這類負載，具有周期性的沖擊阻力矩。在周期變化的負載作用下，鼠籠條與端環的連接部位受到周期變化的切向應力作用，在長期交變應力的作用下，致使金屬疲勞損傷最終發生斷裂；

2）制造或檢修工藝差。國產鼠籠電動機制造時大多采用氧焊，焊接技術落后，加上焊接時溫度控制不好，焊口附近材料過熱變形容易產生內部應力，導致材料的機械強度下降。而國外技術多采用氬弧焊接和高頻或中頻焊接，焊接時先將端環預熱，焊接后再進行保溫自然冷卻，從而消除熱應力。另外，在修復電動機斷條故障時，由于檢修人員技術水平差，沒有采取正確的焊接工藝，電動機投入運行后不久又發生焊接點再次斷裂故障；

3）運行人員操作不當。鼠籠式異步電動機啟動時，啟動電流比較大，將會造成電機發熱，特別是籠條和端環的溫度會達到很高。如果第一次啟動時大電流產生的熱量不能夠及時散發，緊跟著再次啟動，那樣將會使溫度繼續抬高，機械強度嚴重下降，導致焊接處開焊和斷條事故。但在實際運行中，運行人員往往對此不夠重視，短時間內連續兩次甚至多次啟停電動機，特別是事故處理時，熱態下強行反復啟動電動機，雖然當時電動機沒有暴露出明顯故障現象，但其實電動機已經受到損傷，其壽命將大受影響；

4）斷條后檢查不及時和沒有及時處理。轉子少量鼠籠斷條后雖可以保持電動機運行，沒有明顯特征而難以發現，若不及時檢修處理，極易導致進一步斷條，不但影響電動機穩定運轉，使負荷不穩定，而且最終將導致轉子損壞，刮傷定子線圈和鐵心并使之損壞的嚴重后果。

2 防止電動機故障的技術措施

針對以上各類高、低壓廠用電動機故障及原因分析，該廠技術人員結合實際，不斷摸索，通過設備改造、檢修管理及運行維護等方面采取一些具體措施，以防止電動機故障發生。

2.1 防止定子繞組燒損

1）電動機大修時，應仔細檢查槽楔及端部線圈綁扎情況。凡發現松動、不緊等情況，均應及時加固。在更換松動的定子槽楔時，應認真仔細，不得傷及電棒，若萬一不慎將線棒局部打傷，應選用合適的絕緣材料補填絕緣，并經耐壓試驗合格后方可回裝轉子；

2）改善電動機運行環境，設法治理消除“八漏”現象，電動機周圍要保持清潔和通風良好，對于環境惡劣的地方要定期吹灰、干燥；在易受潮的場所（如磨煤機、給水泵等），可安裝加熱器等防潮措施；

3）運行人員應選配合格的低壓電動機熔斷器，檢修人員選配合格的熱繼電器，必要時可加裝低壓電動機電流繼電器作為過流、短路保護；

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

5）機務檢修人員應定期檢查設備松緊情況，安裝聯軸器（靠背輪）前必須手動盤動靈活，防止因機械卡澀造成電動機過流損壞；

6）定期清洗帶水箱冷卻的高壓電動機水冷箱管子，并做水壓試驗合格，防止電動機線圈因溫度過高或水管漏水導致損壞。空冷電動機應定期檢查冷卻器管內有無堵塞，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，在缺陷的軸承必須更換，更換軸承時應選用與原型號相同的質量合格的新軸承，有條件的選用進口軸承，不論國產還是進口軸承，都必須是正規廠家生產且有質量保證的產品，嚴禁使用三無產品；

2）軸承潤滑油應選用標準牌號的潤滑油，加油時應使用相同牌號油，嚴禁不同牌號的油混用，加油量要適量；

3）經常巡檢運行中的電動機軸承溫度、測量電動機軸承振動值不超標，用聽針聽軸承響聲是否正常，及時消除電動機振動缺陷，發生異常及時停運檢查處理；

4）對于采樣外部油循環潤滑的電動機油站，應定期對油進行化驗，油中雜質、水份不得超標；油站冷油器在檢修時應做水壓試驗，避免冷油器泄漏造成油中進水進而造成潤滑油乳化；運行中油系統濾網必須定期進行切換，定期清洗，避免濾網堵塞造成軸承缺油；

5）機務檢修人員應認真地校驗電動機與機械設備的中心，采用千分表等較精密的儀器進行，不得人工估計或采用的尺子測量兩者中心，保證中心值誤差在規定范圍內。

2.3 防止轉子籠條斷裂和開焊

1）加固籠條伸長部位。為防止籠條在運行中發生竄動，將一短銅條補焊在籠條兩端伸長部位，一端頂在鐵心上，另一端焊在端環上。經過這樣處理，即使籠條與端環連接處開焊，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）改造端環與籠條連接方式，在端環平面上開一矩形孔，同時將籠條加長穿過矩形孔延伸到端環外側再進行焊接，這樣既提高了端環的機械強度，又降低了端環的啟動電流密度，可有效防止斷條故障；

3）運行人員應嚴格遵守《電動機運行規程》，任何情況下不得在短時間內反復啟動電動機。對于沖擊性負載，可采取機械性能較好的深槽式鼠籠或雙鼠籠異步電動機；對于需頻繁啟停的低壓電動機，可采用低壓變頻器實現軟啟動；

4）每次電動機大修時，應仔細檢查轉子籠條的情況，發現有斷裂和開焊情況，采取措施自行補焊；對斷條嚴重的電動機轉子，送專業電動機修理廠修理。

3 結論

除做好上述技術措施外，在日常檢修、運行維護中必須嚴格按廠家說明書及《電動機檢修工藝規程》進行電動機及控制、電源設備的安裝和檢修，做到計劃檢修，修必修好，提高檢修質量。有關檢修、運行人員應加強技術學習，提高責任心，不斷增強判斷和識別各類電動機故障的能力；加強對運行電動機的日常巡回檢查，發現異常情況和缺陷及時報告、處理，把故障隱患消除在萌芽狀態。

[1]電動機檢修工藝規程.

[2]電動機運行規程.