幾起高壓電動機(jī)故障的處理和分析
感謝 xue_dong 提供,由中國工控網(wǎng)(a.gongkong.com)整理 一、 零序電流互感器一次側(cè)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(jī)是一臺600KW的同步電動機(jī),經(jīng)過技術(shù)改造后定子電壓由3KV升為6KV,高壓柜、差動保護(hù)柜、電動機(jī)高壓電纜都進(jìn)行了更新改造。在竣工后的生產(chǎn)中,主電機(jī)發(fā)生了幾次跳閘,經(jīng)檢查每次跳閘發(fā)出的都是零序信號,隨即對電纜、電機(jī)做絕緣檢查,測量均無異常后,又做直流泄漏試驗(yàn)也沒有發(fā)現(xiàn)問題。只好繼續(xù)投入生產(chǎn)運(yùn)行,經(jīng)現(xiàn)場觀察,發(fā)現(xiàn)每次跳閘,都是磨機(jī)附近使用交流電焊機(jī)作業(yè)引起的。并作了驗(yàn)證。 2. 事故分析 從現(xiàn)象上看,一定是現(xiàn)場交流電焊機(jī)在焊接時的焊接電流串入零序保護(hù)回路引起的。經(jīng)過現(xiàn)場檢查電動機(jī)零序電流互感器一次側(cè)接線(見圖1),在焊接時部分焊接電流I流經(jīng)電纜鋼甲、零序電流互感器一次側(cè)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(guān)跳閘。在停機(jī)時,經(jīng)過多次模擬試驗(yàn),在現(xiàn)場幾個不同點(diǎn)使用交流電焊機(jī)時,用鉗形電流表測量 I的值為5~21A。而零序保護(hù)的整定值在一次側(cè)為7A。因此焊接電流會引起電動機(jī)零序保護(hù)動作而跳閘。 怎樣消除這種干擾呢?只要按圖2的方法接線就可消除。因?yàn)镮電流值相同而方向相反,則。相對于零序保護(hù)的整定值,電焊機(jī)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(jī)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(cè)。我們也由此斷定圖2是一種正確的接線方法,而圖1的接線是錯誤的,后來,經(jīng)過查找相關(guān)技術(shù)書籍也證明了這一點(diǎn)。將接線改動后,經(jīng)過一段時間的運(yùn)行再沒發(fā)生此事故。 正反轉(zhuǎn)高壓真空斷路器示意圖 正反轉(zhuǎn)高壓真空斷路器 3. 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) (1)在生產(chǎn)車間使用電焊機(jī)時,一定要保證電氣設(shè)備的安全。必須將接地線可靠的連接。 防止圖1所示電流I1過大,它產(chǎn)生的熱量會給電纜造成損傷。 ?。?)電氣施工時,一定要按照“圖2有選擇性的零序電流保護(hù)”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(jī)的現(xiàn)象。 二、電動機(jī)定子線圈接地故障 1.事故過程:某廠窯尾高溫風(fēng)機(jī)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(jī)跳閘,電動機(jī)綜合保護(hù)裝置顯示“失壓”,經(jīng)現(xiàn)場檢查沒發(fā)現(xiàn)問題。而后,各高壓電動機(jī)均正常開車。只有F1M開車時,PT柜電壓二次線總開關(guān)ZK5(規(guī)格為C45N3P/3A)跳閘。當(dāng)時用搖表檢測F1M一、二次側(cè)回路均正常。后來將ZK5改為6A的就不跳閘了。各電機(jī)都已正常工作。 次日下午1點(diǎn),起動生料磨循環(huán)風(fēng)機(jī)電動機(jī)B2M時,安裝在B2M平臺上,B2M反負(fù)荷側(cè)方位的該電機(jī)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(xiàn)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(lián)鎖取消,才正常開車。下午2點(diǎn)后,F(xiàn)1MC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(jiān)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(jī)C相定子溫度偏高。在接線時,監(jiān)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(jī)跳閘。 “失壓”保護(hù)再次動作,PT柜高壓熔斷器熔斷一相。經(jīng)測量高壓電機(jī)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(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 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(jī)起動時產(chǎn)生的高壓,使事故點(diǎn)對地放電,造成6KVI段母線(采用母線中性點(diǎn)不接地系統(tǒng))兩相相電壓升高一相相電壓降低。在電壓互感器二次側(cè)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(dāng)電機(jī)出現(xiàn)一相溫度偏高時就停機(jī)檢查。在電機(jī)修理過程中也驗(yàn)證了這正是電機(jī)定子過熱燒損的前兆。此測溫電阻距事故點(diǎn)有一定的距離,顯示的溫度不是故障點(diǎn)的最高溫度。在電機(jī)運(yùn)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(jī)定子繞組測溫儀表在此事故前后均無異常出現(xiàn)。這也許就是因F1M有一相輕微接地產(chǎn)生的干擾。還和測溫儀表箱安裝位置有關(guān)。 4、由于旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)和工藝上的特點(diǎn),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?yàn)殡姍C(jī)繞組不象變壓器那樣浸在油中,而是全靠固體介質(zhì)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(fā)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(jī),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(jī)主絕緣的沖擊系數(shù)很低,接近于1(變壓器的沖擊系數(shù)為2~3)。電機(jī)絕緣在運(yùn)行中容易受潮,受臟污及臭氧的侵蝕,還受機(jī)械力的作用(振動、短路電流的力效應(yīng)以及熱脹冷縮的作用等)。電機(jī)絕緣(如支母等),特別在導(dǎo)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(jī)進(jìn)行破壞性操作。事故原因系出自電機(jī)本身。 三、正反轉(zhuǎn)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(jī),在錘頭一側(cè)磨損后,可倒換錘頭轉(zhuǎn)向。因此破碎機(jī)電動機(jī)主回路采用高壓熔斷器、高壓真空接觸器的正反轉(zhuǎn)控制,起動時采用轉(zhuǎn)子回路串聯(lián)液體變阻器起動。 在試生產(chǎn)過程中,正轉(zhuǎn)高壓真空接觸器的A相真空滅弧室損壞。由于廠內(nèi)沒有備件,生產(chǎn)任務(wù)又很緊,決定反轉(zhuǎn)運(yùn)行。但在反轉(zhuǎn)開車時,電動機(jī)綜合保護(hù)裝置速斷動作,并使高壓電源進(jìn)線柜跳閘,很明顯有短路故障存在。用搖表檢查:電纜、電動機(jī)、正反轉(zhuǎn)真空接觸器的主接點(diǎn)都正常。拉下隔離開關(guān)空試電動機(jī)控制回路仍然正常。經(jīng)過討論分析,懷疑是由于損壞的正轉(zhuǎn)A相真空滅弧室造成。將正轉(zhuǎn)接觸器聯(lián)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(nèi)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(dāng)反轉(zhuǎn)合閘時,由于接觸器通斷會產(chǎn)生瞬間高電壓,此電壓將正轉(zhuǎn)A相真空滅弧室擊穿,導(dǎo)致A、B相相間短路,速斷保護(hù)動作。 3、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn):真空滅弧室損壞后,導(dǎo)通電流的能力和絕緣能力都降低了,應(yīng)及時更換或?qū)p壞的接觸器及時從線路中拆除。 四、15MW發(fā)電機(jī)定子線圈接地故障 1、事故過程 某廠新建15MW發(fā)電機(jī)組在試運(yùn)行期間,中控室發(fā)現(xiàn)正在并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)定子繞組C相溫度顯示為零度。調(diào)試隊(duì)電工拆下發(fā)電機(jī)測溫接線盒內(nèi)的熱電阻接線端,測量到此電阻已經(jīng)短路。又過了十幾分鐘現(xiàn)場維護(hù)人員聞到發(fā)電機(jī)附近有輕微的焦糊味,許多人員到現(xiàn)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(fā)電機(jī)絕緣監(jiān)查儀表報警。發(fā)電機(jī)跳閘。經(jīng)過測量定子繞組C相已接地。在拆下發(fā)電機(jī)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(fā)電機(jī)中部。相鄰的兩個位于槽底的線圈也輕微的燒焦了。在現(xiàn)場由生產(chǎn)廠家更換了三組線圈后,經(jīng)耐壓試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)均合格。此故障發(fā)生的同時,發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的勵磁三相旋轉(zhuǎn)熔斷器也熔斷了兩相,在第二次開車時,勵磁加不上才發(fā)現(xiàn),給公司造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。 2、故障分析 由于制造缺陷,事故點(diǎn)處絕緣質(zhì)量不佳,出現(xiàn)電流泄漏發(fā)熱。最終擊穿接地。 3、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn) 由于測溫電阻正好在事故點(diǎn)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(fā)現(xiàn)故障將事故的損失降到最低。在電機(jī)運(yùn)行中人工測量發(fā)電機(jī)鉑熱電阻具有危險性,要絕對禁止這種操作。發(fā)電機(jī)定子線圈接地故障發(fā)生后,一定要檢查發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的勵磁三相旋轉(zhuǎn)熔斷器
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