高壓電動機發(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)

高壓電動機同其他電機一樣，是建立在電磁感應(yīng)基礎(chǔ)上的，在高電磁場作用下和自身技術(shù)條件及外部環(huán)境、運行條件等綜合作用下，電機將在一定運行期內(nèi)產(chǎn)生各種電氣、機械故障。本文對高壓電機經(jīng)常出現(xiàn)的故障歸類后進行分析，著重介紹了在高壓電動機的日常管理中，加強維護維修，認真執(zhí)行停機例行檢查制度，把事后檢修轉(zhuǎn)為事前預(yù)防，平時注意查找電機隱患并及時消除，最終達到減少高壓電動機發(fā)生故障的目的。

1 存在問題

在當(dāng)前嚴峻的安全環(huán)保形勢下，要確保煤化工生產(chǎn)裝置長周期安全穩(wěn)定運行，減少非正常停車次數(shù)，開好開穩(wěn)現(xiàn)有裝置至關(guān)重要，尤其是電氣裝置。高壓電動機(通常指3～10kV供電電壓的電動機)能適應(yīng)大型化、自動化、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(簡稱中能化工)現(xiàn)有高壓(6kV)電動機168臺，在生產(chǎn)裝置中起著重要作用，一旦電動機出現(xiàn)故障，輕則生產(chǎn)波動，重則系統(tǒng)停車，并可能伴隨安全環(huán)保事件發(fā)生。近年來電動機故障頻發(fā)，給中能化工造成很大的損失。高壓電動機發(fā)生故障，一般是由于部分高壓電動機防護等級較低，運行工況復(fù)雜，加上全壓啟動，電流大[1-3]，沖擊大，經(jīng)常會出現(xiàn)電機溫升過高，風(fēng)葉斷裂,接線盒內(nèi)部發(fā)生故障等現(xiàn)象，有時還會造成系統(tǒng)停電、停車事故，嚴重影響生產(chǎn)。2015年5月22日，1#系統(tǒng)9#氫氮壓縮機電機由于定子溫度高達132 ℃，被迫停機檢修，影響26臺時。2016年5月11日，2#系統(tǒng)4#氫氮壓縮機電機在運行時風(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臺時，更換定子繞組費用32萬元。2016年7月10日，2#系統(tǒng)2#氫氮壓縮機電機接線盒內(nèi)引出線短路著火，繼電保護動作滯后，斷路器越級跳閘，擴大了事故范圍[4]，造成2#系統(tǒng)停電、停車，影響116臺時，經(jīng)濟損失約30萬元。

2 原因分析

在高壓電動機停機例行檢查時發(fā)現(xiàn)，接線盒內(nèi)部積塵多，瓷瓶出現(xiàn)裂紋，節(jié)點裸露，螺栓松動，有放電痕跡，用2 500V兆歐表檢測有絕緣值低于1MΩ/kV的現(xiàn)象。通過儀器檢測發(fā)現(xiàn)，110kV變電所6kV高壓室機械式繼電保護器，存在選擇性不及時、靈敏性差、快速性滯后、可靠性不足等缺陷。錘擊振動發(fā)現(xiàn)風(fēng)葉有裂紋，且部分斷裂脫落。對于定子溫度超溫的高壓電動機，觀察發(fā)現(xiàn)電機下部排出的熱氣，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

針對上述常見問題，在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，借鑒大修廠技術(shù)，結(jié)合公司實際，編制科學(xué)的施工方案，經(jīng)車間和動力處審批后，利用設(shè)備檢修機會，對造成高壓電動機故障的原因逐項進行排查并實施相應(yīng)措施。

(1) 針對部分高壓電動機運行溫升過高，在散熱氣孔暢通的情況下，定子溫度仍高達132 ℃，儀表顯示超溫報警。根據(jù)電機安裝特點，設(shè)計加裝一套強制抽風(fēng)換熱裝置，使電機定子溫度低于120 ℃；讓下面定子鐵芯氣孔排出的熱氣，不再被電機從側(cè)面吸入，通過風(fēng)管排出，效果很好，目前電機在夏季高溫時定子溫度顯示最高只有115 ℃。

(2) 針對高壓電動機轉(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)葉來取代，提高了風(fēng)葉的強度和韌性，自2017年5月實施以來，未發(fā)生過高壓電動機風(fēng)葉斷裂的現(xiàn)象。

(3) 經(jīng)過調(diào)查統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)接線盒組件也是導(dǎo)致高壓電動機故障的重要因素，為此在全公司范圍內(nèi)進行了一次電機接線盒專項大檢查。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、接點處理、絕緣子清污除塵，使其達到防水、防潮、防污染、防震動的要求，對查出的問題和缺陷及時解決，建立檔案，并形成定期檢查制度。

(4) 為了最大限度地保護電機，防止故障擴大，將傳統(tǒng)機械式繼電保護組件改為智能綜合保護器，動作更精準(zhǔn)，功能更強大，不僅提高了智能化控制水平，也杜絕了斷路器越級跳閘和單系統(tǒng)停電事件的發(fā)生。

4 效果檢驗

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

2017年9月2日，2#系統(tǒng)3#氫氮壓縮機電機在運行中意外嚴重進水，該機的智能綜合保護器發(fā)揮作用，不僅最大限度地保護了電機，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機標(biāo)準(zhǔn)化檢查程序，每年根據(jù)實際情況進行修訂，經(jīng)車間和動力處審批后，嚴格執(zhí)行，確保公司的高壓電動機完好率達100%。

5 結(jié)語

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