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  • 水泥廠磨主電機兩突然跳停故障描述及維修方案

      1. 故障描述

      2009年5月某日11:20山東山水水泥集團某公司的水泥磨主電機在運行中突然跳停電氣人員迅速到達現場發現主電機高壓柜微機保護裝置顯示:“一段過流速斷動作”。

      微機保護裝置的參數及歷史數據顯示:一段過流速斷定值設為7.34 A;電機跳停時的三相電流分別為8.62 A、8.68 A、8.81 A均超過動作值系 “一段過流”保護動作而引起主電機跳停。根據上述情況電氣人員進行了如下排查:

      (1)測量定子電纜絕緣:高壓開關柜至主電機、高壓柜至電容補償柜的電纜相間、對地絕緣值都在200 MΩ以上(2 500 V搖表)屬于正常;

      (2)測量轉子電纜絕緣:相間、對地絕緣值都在200 MΩ以上(500 V搖表)亦正常;

      (3)測量定子繞組絕緣:相間、對地絕緣值都在200 MΩ(2 500 V搖表)以上正常;

      (4)測量轉子對地絕緣:也在200 MΩ(500 V搖表)以上正常;

      (5)檢查水電阻啟動柜的短接接觸器、銅排等未發現異常;

      (6)檢查電機集電環、碳刷、引線等未發現異常;

      (7)測量電機定子直流電阻情況亦正常;

      (8)測量電機轉子直流電阻時發現轉子一相開路。

      于是將電機前、后端蓋打開發現電機前端(負載端)轉子端部的三個星形連接點一處開焊、一處裂紋、第三處沒有異常接點處環形銅排存在松動跡象。

      由于受工具、材料的限制公司立即聯系當地一家電機專業維修廠其專業人員到現場查看情況后認為:銅排松動引起轉子星形連接點開焊斷裂,拉力試驗機斷裂瞬間引起運行電流增大導致一段過流保護跳停。于是用銀焊修復開焊的連接點并固定松動的銅排。

      搶修工作至次日8∶15結束歷時約20 h 8∶20磨機正常開啟。

      運行約4 h(中午12:11)電機再次跳停微機保護裝置顯示“一段過流速斷動作”。三相電流分別為19.87 A、19.75 A、19.25 A都大大超出動作設定值;有了上次經驗斷定是電機故障引起保護跳停并推測故障情況較為嚴重。

      電氣人員直接將電機前、后端蓋打開檢查電機定、轉子繞組發現定子端部附近多處絕緣擊穿、接地放炮;通過測量后斷定電機定子一相接地、轉子接地。昨日處理過的部位(即星點焊接處)完好無損;將電機轉子抽出約400 mm后看到電機轉子鐵芯端面一處壓板松動、甩出將電機定子繞組多處劃傷在損傷嚴重處擊穿接地。


      2. 應對措施

      根據情況判定該電機短時間內不可能修復時值生產銷售旺季公司隨即第一時間向集團匯報懇請集團協調可暫時代用的電機。

      得知集團某個正在建設的項目有同廠家、同規格型號的電機后公司派人連夜趕往項目工地組織調運同時迅速邀請具備此類電機維修能力的數家企業的技術人員來公司進行招投標明確要求他們提出自己的技術方案、工期保證、工程報價等。

      借用的新電機經過調運、安裝、調試僅用54 h就順利實現了帶負荷運轉最大限度地減少了水泥磨停機時間。


      3. 原因分析

      兩次電機跳停前的生產過程中電機的各種運行參數都一直很穩定。電機負荷不高一直維持在80%左右(該電機額定電流241 A運行電流194.6 A);電機軸瓦溫度不高一直維持在50~55 ℃左右;電機繞組溫度雖然較穩定但自生產線投運以來此電機的繞組溫度一直保持很高的水平(5月份為110 ℃)夏季都在130 ℃左右。

      分析認為該電機的兩次故障都是由于電機質量存在著較大缺陷造成但也與平時的維護、保養不及時有很大的關系。該電機自投產以來,德圖PH計運轉率一直處于比較高的水平卻從沒有進行較全面的維護、保養(只是更換過碳刷)。轉子星形連接點的焊接裂紋、開焊主要是由于銅排松動引起運轉過程中受力加大造成但也可能是存在虛焊、焊不透等問題在運行中受力和熱的作用造成焊點裂紋、脫焊。運行中轉子星形連接點的開焊導致負荷電流突然增高引起一段過流速斷保護動作造成前面提到的第一次停機。

      第二次停機也是由于電機存在著較大的質量缺陷(主要是壓板的焊點焊接質量較差)。電機長期運行中在轉子的離心力、轉子電流發熱等因素作用下出現壓板焊點開焊、松動、脫落導致壓板甩出將定子繞組劃傷、絕緣破壞并在損壞最嚴重處造成定子擊穿接地定繞組多處燒毀;轉子壓鐵在刮擦定子線圈的同時受到定子的反作用力使轉子線棒變形斷裂造成轉子接地。


      4. 維修方案及效果

      由于轉子、定子線圈多處擊穿、放炮且自2003年以來電機長期高溫運行造成的繞組多處絕緣老化、開裂為了不給以后的生產運行留下安全隱患分清甲乙雙方責任在調查論證的基礎上公司制定了整機大修方案:定子繞組、轉子繞組全部更換并盡可能地進行適當的擴容、增大負載能力以降低定子溫度;維修方(乙方)對設備的整體性能負全部責任保證維修出廠電機的所有技術參數、性能指標都能達到行業或國家標準;維修方對維修周期作出承諾,粗糙度儀維修確保按時完工并返廠;具體實施方案和技術保證措施由維修方以合同附件的形式提出。

      由于決策正確、組織有力、措施得當維修方只用了15 d的時間就完成了整機大修和測試。電機重新安裝調試后由于進行了適當的擴容(約10%)電機運行電流下降了15 A(約8%)定子溫度下降了20 ℃效果非常理想。


      5. 經驗教訓

      通過這次事故使我們深刻認識到:對于高壓大型電機應樹立定期保養、定期大修、定期進行預防性測試的觀念。預防性測試包括線圈直流電阻值、絕緣材料交直流電壓的耐壓值都非常重要。電動機在運行過程中其絕緣材料會隨著運行周期、工況變化而逐步老化因此測量各相線圈的直流阻值是否平衡以便發現線圈匝間、相間有無短路焊接點、接頭部位有無缺陷發熱問題。通過這些預防性測試結合運行狀態檢測可以發現電動機本身存在的靜態事故隱患以便將這些易造成重大毀壞性事故的問題消滅在萌芽狀態避免造成更大的經濟損失。這項工作非常重要對于已經運轉多年的或運行狀況欠佳的設備每年均應進行。對于技術力量、設備(工具)有限的企業可與專業維修廠家建立長期合作關系借助他們的力量搞好高壓大型電機的定期保養、維護工作。



    (責任編輯:鐘婷)