孫晉志

（華電國(guó)際電力股份有限公司十里泉發(fā)電廠，山東棗莊277103）

0 引言

火電企業(yè)三大主機(jī)配套大量多種類型的輔機(jī)設(shè)備，無論是汽輪機(jī)輔機(jī)凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵還是鍋爐輔機(jī)磨煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)，亦或是發(fā)電機(jī)密封油泵、內(nèi)冷水泵等設(shè)備，都需要有電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行期間如發(fā)生電動(dòng)機(jī)故障跳閘必然造成主機(jī)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)波動(dòng)，極易導(dǎo)致降出力甚至機(jī)組非停等問題的出現(xiàn)。因此，如何對(duì)作為動(dòng)力的電動(dòng)機(jī)尤其是高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，在降低故障發(fā)生率的同時(shí)確保設(shè)備缺陷可控在控，對(duì)保障負(fù)載設(shè)備及主機(jī)安全運(yùn)行都有著重要意義。

1 交流高壓異步電動(dòng)機(jī)故障原因及預(yù)防

交流高壓異步電動(dòng)機(jī)常見故障如軸承損壞、繞組積灰、受潮、老化、缺相/不平衡運(yùn)行等最終會(huì)發(fā)展為絕緣損壞擊穿、電動(dòng)機(jī)跳閘事件。不同的絕緣異常發(fā)生位置將使電動(dòng)機(jī)最終以相間、匝間或?qū)Φ亟^緣擊穿等形式發(fā)生故障，而從故障原因進(jìn)行分類，則電動(dòng)機(jī)故障可簡(jiǎn)單分為以下兩類：（1）因軸承損壞、負(fù)載過大、斷相/不平衡運(yùn)行等使電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)長(zhǎng)啟動(dòng)、過負(fù)荷、堵轉(zhuǎn)過流等工況進(jìn)而電流異常增加，或因啟停頻繁、冷卻裝置通風(fēng)散熱不良等使電動(dòng)機(jī)在溫度過高的工況下長(zhǎng)期運(yùn)行，均會(huì)使電動(dòng)機(jī)絕緣加速老化進(jìn)而擊穿；（2）因槽楔松動(dòng)脫落、落入金屬異物、絕緣磨損、積灰進(jìn)水受潮、過電壓等使得電動(dòng)機(jī)內(nèi)部在運(yùn)行中尤其是啟動(dòng)瞬間發(fā)生爬電閃絡(luò)、絕緣擊穿。機(jī)械類原因?qū)е碌碾妱?dòng)機(jī)故障，通常會(huì)使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況呈現(xiàn)不斷惡化的情況，振動(dòng)、溫度、聲音、電流等參數(shù)變化以及諧波、超聲波等監(jiān)測(cè)手段均能為判定故障原因進(jìn)而處理提供很好的依據(jù)。而電氣類原因?qū)е碌碾妱?dòng)機(jī)故障，因故障發(fā)生較快，不便于在日常巡檢維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)，主要依靠電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置中各類定值的合理設(shè)定、裝置的可靠性和電氣預(yù)防性試驗(yàn)等手段加以防范。但類似電動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)件如轉(zhuǎn)子風(fēng)扇平衡片脫落或定子繞組端部磨損松動(dòng)造成的電動(dòng)機(jī)燒損情況，因其潛伏性較強(qiáng)，運(yùn)行中不易判斷，一旦發(fā)生電動(dòng)機(jī)極易瞬間燒損，為此需要在檢修時(shí)加強(qiáng)檢查，必要時(shí)可對(duì)上述內(nèi)部構(gòu)件實(shí)施焊補(bǔ)、對(duì)繞組端部采取綁扎并涂刷環(huán)氧樹脂等緊固措施，確保在一個(gè)大修間隔內(nèi)不至發(fā)生松動(dòng)。

2 交流高壓異步電動(dòng)機(jī)故障實(shí)例分析

2.1 案例一：交流高壓異步電動(dòng)機(jī)異常（振動(dòng)、溫度、聲音）運(yùn)行

事件經(jīng)過：2016年12月5日，某廠檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)#5爐甲吸風(fēng)機(jī)電機(jī)運(yùn)行中負(fù)荷側(cè)軸承有異音并且振動(dòng)值超標(biāo)，測(cè)量其溫度在運(yùn)行電流相近的工況下較該機(jī)組乙吸風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷側(cè)軸承高出近30℃，水平方向振動(dòng)值在16～23絲之間竄動(dòng)（該電機(jī)為6極電機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)值要求為10絲），并且軸承有明顯的“哽哽”聲，負(fù)荷側(cè)軸承端蓋下方有潤(rùn)滑脂溢出，油脂中有黃色粉末，用手指捏試溢出的潤(rùn)滑脂有明顯的發(fā)澀感覺，初步判斷軸承保持架已出現(xiàn)磨損。解體后檢查發(fā)現(xiàn)#5爐甲吸風(fēng)機(jī)電機(jī)負(fù)荷側(cè)滾柱軸承（型號(hào)NU1044）上的潤(rùn)滑油脂發(fā)黑，并且油脂內(nèi)有保持架磨損后產(chǎn)生的銅粉末；進(jìn)一步解體發(fā)現(xiàn)電機(jī)負(fù)荷側(cè)滾柱軸承（型號(hào)NU1044)保持架損壞，部分滾柱已經(jīng)脫落（圖1）。隨即更換備品軸承并復(fù)裝就位，經(jīng)品質(zhì)再鑒定和功能再鑒定合格后恢復(fù)正常運(yùn)行。

原因分析：該電機(jī)2016年3月因運(yùn)行中負(fù)荷側(cè)軸承溫度偏高、振動(dòng)大，結(jié)合小修更換了備品電機(jī)，備品電機(jī)軸承使用的是經(jīng)驗(yàn)收過的進(jìn)口SKF軸承，測(cè)量軸承間隙符合標(biāo)準(zhǔn)，投運(yùn)后共運(yùn)行不到9個(gè)月。分析電機(jī)軸承保持架磨損的原因，是近期負(fù)載側(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行過程中振動(dòng)值較大，風(fēng)機(jī)振動(dòng)大加速了軸承的磨損，造成軸承間隙超標(biāo)、保持架磨損損壞。

預(yù)防措施：對(duì)機(jī)械部分長(zhǎng)期處在異常運(yùn)行狀態(tài)（如振動(dòng)超標(biāo)、竄軸等）的設(shè)備，加強(qiáng)巡檢、維護(hù)的同時(shí)，適當(dāng)縮短檢修周期，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備隱患，避免缺陷擴(kuò)大導(dǎo)致電機(jī)燒損；同時(shí)，在電機(jī)大修和更換軸承時(shí)測(cè)量軸承間隙，確保各參數(shù)符合檢修規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 負(fù)荷側(cè)滾柱軸承磨損情況

2.2 案例二：頻繁啟停導(dǎo)致的交流高壓異步電動(dòng)機(jī)燒損

事件經(jīng)過：2015-01-17T06：34，某廠#7爐A磨煤機(jī)A電機(jī)啟動(dòng)后即跳閘，運(yùn)行人員在就地發(fā)現(xiàn)電機(jī)接線盒處冒煙，檢查電動(dòng)機(jī)綜合保護(hù)裝置“速斷保護(hù)”動(dòng)作，聯(lián)系檢修人員現(xiàn)場(chǎng)檢查電機(jī)底部有明顯放電痕跡，立即更換備品電機(jī)，經(jīng)試轉(zhuǎn)正常后恢復(fù)運(yùn)行。故障電機(jī)解體檢查發(fā)現(xiàn)端部引線相間短路、引線燒斷（圖2）。

原因分析：該機(jī)組采用的是鋼球磨煤機(jī)中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)，與送風(fēng)機(jī)、凝結(jié)水泵、循環(huán)水泵等不同，機(jī)組運(yùn)行中磨煤機(jī)需要配合粉倉內(nèi)粉位頻繁啟停；查閱設(shè)備臺(tái)賬，該電機(jī)1994年出廠，2003年9月更換F級(jí)絕緣定子線圈，2013年10月跟隨機(jī)組大修，更換F級(jí)絕緣后運(yùn)行不足12年（該廠同期投運(yùn)磨煤機(jī)電機(jī)亦曾有多臺(tái)在運(yùn)行約十年后發(fā)生類似情況，而同期投運(yùn)的送風(fēng)機(jī)電機(jī)、凝結(jié)水泵電機(jī)等設(shè)備并無此問題）。分析#7爐A磨煤機(jī)A電機(jī)燒損是因端部引線在頻繁啟停的運(yùn)行工況下受振動(dòng)產(chǎn)生了金屬疲勞、絕緣磨損，同時(shí)故障前最近一次啟動(dòng)過程中絕緣薄弱處在大電流沖擊下發(fā)生擊穿，B、C相間短路、端部引線燒斷，故障電流達(dá)到速斷保護(hù)高值動(dòng)作、開關(guān)跳閘。

圖2 電動(dòng)機(jī)定子端部引線燒損情況

預(yù)防措施：加強(qiáng)設(shè)備壽命管理，針對(duì)此類頻繁啟停的重載電機(jī)建立壽命管理報(bào)警系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)備投運(yùn)年限逐漸縮短電機(jī)大修間隔，通過電氣交、直流耐壓試驗(yàn)及解體檢查等方式判斷電機(jī)老化情況，將其定子線圈更換時(shí)間縮短（上述類型中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)電機(jī)建議控制到十年以內(nèi)，直吹式制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)電機(jī)及送風(fēng)機(jī)電機(jī)等設(shè)備可根據(jù)絕緣材料的等級(jí)及長(zhǎng)期運(yùn)行的溫度、電流等工況適當(dāng)延長(zhǎng)，但不建議超過絕緣材料正常使用壽命）。

3 結(jié)語

高壓電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中可能因機(jī)械、電氣等各方面原因發(fā)生故障，除案例中提到的措施，及通過增加變頻器、永磁調(diào)速、軟啟動(dòng)等裝置的方式降低電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流、減小振動(dòng)或加強(qiáng)通風(fēng)散熱等外部手段，還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)基礎(chǔ)工作的管控：（1）新到貨及大修后的電動(dòng)機(jī)按照電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程要求進(jìn)行交接預(yù)試結(jié)果合格；（2）做好軸承及潤(rùn)滑脂備品的選購、驗(yàn)收、安裝等過程管控，解體檢查電動(dòng)機(jī)軸承、潤(rùn)滑脂及線圈絕緣等情況良好；（3）電動(dòng)機(jī)安裝時(shí)基礎(chǔ)制作平整，電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器同心度校正合格，各部件檢查緊固；（4）運(yùn)行期間嚴(yán)格控制設(shè)備冷熱態(tài)啟停次數(shù)及運(yùn)行電流，減輕絕緣因啟動(dòng)沖擊磨損和過熱老化的程度；（5）建立滾動(dòng)軸承電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑脂添加及排出工作臺(tái)賬記錄，執(zhí)行好潤(rùn)滑脂定期更換工作；（6）嚴(yán)格按照周期對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行校驗(yàn)，認(rèn)真核算保護(hù)定值并執(zhí)行壽命管理，確保裝置可靠性。