大型繞線式異步電動機轉子繞組燒損原因分析

大型繞線轉子異步電動機燒損原因分析王云峰王紅娟（焦作電廠，河南焦作454001）某電廠#2爐甲送風機電機原為哈爾濱電機廠生產(chǎn)的Y800-1-8型鼠籠式三相異步電動機，額定功率1600kW，額定電壓6kV，投產(chǎn)于2001年10月。該電動機于2005年12月改造為繞線轉子式三相異步電動機，配套液體電阻實現(xiàn)調速及軟啟動。改造后電機型號變更為YR800-1-8，定子參數(shù)不變，轉子額定電流634A，絕緣等級：B，接法：Y。整套設備于2006年3月投入運行。同年6月，該電機啟動后定、轉子突然掃膛，導致定子相間短路，電機燒毀。1事故經(jīng)過：2006年6月25日9：00，運行人員啟動該電機后約15秒，其電源開關跳閘。就地巡撿人員聽到電機內(nèi)發(fā)出數(shù)聲爆響，并看到電機本體內(nèi)有火光及濃煙冒出。后經(jīng)運行人員檢查發(fā)現(xiàn)：#2爐甲送風機“過流I段”（即“速斷”）保護動作。開關解備后，從電源開關下口測量電機定子繞組絕緣（中性點連接未打開）：相間通，對地絕緣電阻50MQ。調閱該電機的后臺監(jiān)控歷史記錄發(fā)現(xiàn)，該電機從啟動到燒毀，其保護裝置共起動過2次，分別如下：（1）、啟動指令發(fā)出后后42ms（以下時間均由啟動指令發(fā)出后算起），保護裝置按照設定程序（電機電源開關合閘時自動投入，電流返回后復歸至待機狀態(tài)）起動。13’331ms，電機電流回落，保護裝置復歸?，F(xiàn)該電機尾端繞組已經(jīng)掃膛焦黑（圖1）。轉子非軸伸端繞組并頭套有6處開焊脫落（圖2），其中兩處為轉子引線與槽內(nèi)線棒連接處，并頭套脫落的轉子端部線棒徑向外張。將外部包裹的無緯帶拉斷。無緯帶斷裂翹起后，大量碎片甩至定子端部和氣隙中，刮傷定子端部繞組（圖3），使其多處絕緣嚴重破損、露銅，其中兩處有明顯短路放電痕跡。轉子鐵芯上有一處短路放電痕跡與之位置照應，該處硅鋼片局部燒熔。圖4電機轉子結構圖3原因分析：3.1過程分析。（1）電機啟動瞬間，轉子繞組感應電流最大，所受電磁力亦達到峰值。在大啟動感應電流和強磁場力的共同作用下，轉子繞組并頭套（銅皮包裹、搪錫焊接）虛焊部位載流受熱后，搪錫熔化流出，并頭套約束力下降，致使轉子端部線圈外其B相繞組絕緣磨穿接地。B相接地后，定子繞組電位中性點發(fā)生偏移，A、C兩相相電壓升高。（4）隨著定子尾端掃膛情況的加劇，A相繞組絕緣也被磨穿，并通過轉子鐵芯與B相發(fā)生相間短路，保護裝置再次起動，“過流I段”（即“速斷”）保護動作，電源開關跳閘。3.2原因分析。該電機轉子并頭套焊接采用了1.5mm紫銅皮包裹、內(nèi)外部搪錫工藝。由于標準焊錫的熔點較低（熔點183°C）,該工藝處理的焊口耐高溫能力較差；且溫度掌握不好時，焊錫無法充滿整個并頭套內(nèi)部空間，容易造成電氣連接不良。由于虛焊部位電阻較大，承載較大電流（如電機啟動）時又會產(chǎn)生較高溫升，往復惡性循環(huán)，進而造成轉子回路完全開路。4處理方法（1）舊線圈拆除后，更換燒損鐵芯，重新嵌線、浸漆并按標準進行耐壓試驗。（2）轉子所有并頭和三相引出線并頭均改為滲透力相對較強的QJV-15BM銀銅焊條（含銀量約60%,熔點705°C以上）進行焊接。（3）耐壓試驗及轉子線圈端部絕緣打箍后,所有轉子連接并頭處均采用HUAPU125°CVW-1OFT絕緣熱縮護套套牢。（4）轉子校動平衡及校正調試、噴漆。定、轉子修復后，該電機于2006年7月15日重新安裝并投入運行，至今工作正常。6預防措施：（1）將廠內(nèi)其它大型繞線式電機轉子所有并頭和三相引出線并頭都改用銀銅焊，確保焊接工藝，避免發(fā)生轉子運行中焊接部位開路。（2）利用檢修時間，測量轉子三相繞組直流電阻，比較相間直阻及歷史數(shù)據(jù)，差別超標時及機械強度更高的絕緣材料固定，以便在轉子端部開焊時箍緊端部線棒，防止其變形外張損壞定子。附圖1：2006年6月25日08：59：51201ms電機啟動指令發(fā)出后電壓電流波形0營序lUSStf作niMH：5L0100.OnTjnnnnTnnTjnnnnnTnTjnTnTnnTTTrjTTnTnnnnTjnniTTTnnTTjnnnnTnnTpTnTTffnnTTpnTTnniTinjnTiTnTnnnjTnnnnTTnTpTnnnnnnjTTnTTnTn?*H4*M5"K€"11T*H?*!<Vlt10?:ll*rH：5L0100.O附圖2：2006年6月25日09：附圖2：2006年6月25日09：00：04847ms+1192ms,HWJ返回前后電壓電流后波形ICc?*網(wǎng)INUfUulUHBm11\[Iiiiimumtminniniimimniinnnnn|HfiiiHP