高压电动机发生故障的原因分析及处理措施

邓永新，刘明星

(安徽晋煤中能化工股份有限公司， 安徽临泉 236400)

高压电动机同其他电机一样，是建立在电磁感应基础上的，在高电磁场作用下和自身技术条件及外部环境、运行条件等综合作用下，电机将在一定运行期内产生各种电气、机械故障。本文对高压电机经常出现的故障归类后进行分析，着重介绍了在高压电动机的日常管理中，加强维护维修，认真执行停机例行检查制度，把事后检修转为事前预防，平时注意查找电机隐患并及时消除，最终达到减少高压电动机发生故障的目的。

1 存在问题

在当前严峻的安全环保形势下，要确保煤化工生产装置长周期安全稳定运行，减少非正常停车次数，开好开稳现有装置至关重要，尤其是电气装置。高压电动机(通常指3～10kV供电电压的电动机)能适应大型化、自动化、复杂化、连续化的生产要求。安徽晋煤中能化工股份有限公司(简称中能化工)现有高压(6kV)电动机168台，在生产装置中起着重要作用，一旦电动机出现故障，轻则生产波动，重则系统停车，并可能伴随安全环保事件发生。近年来电动机故障频发，给中能化工造成很大的损失。高压电动机发生故障，一般是由于部分高压电动机防护等级较低，运行工况复杂，加上全压启动，电流大[1-3]，冲击大，经常会出现电机温升过高，风叶断裂,接线盒内部发生故障等现象，有时还会造成系统停电、停车事故，严重影响生产。2015年5月22日，1#系统9#氢氮压缩机电机由于定子温度高达132 ℃，被迫停机检修，影响26台时。2016年5月11日，2#系统4#氢氮压缩机电机在运行时风叶断裂脱落，嵌在定子绕组中，相间短路着火烧毁绕组，影响1 908台时，更换定子绕组费用32万元。2016年7月10日，2#系统2#氢氮压缩机电机接线盒内引出线短路着火，继电保护动作滞后，断路器越级跳闸，扩大了事故范围[4]，造成2#系统停电、停车，影响116台时，经济损失约30万元。

2 原因分析

在高压电动机停机例行检查时发现，接线盒内部积尘多，瓷瓶出现裂纹，节点裸露，螺栓松动，有放电痕迹，用2 500V兆欧表检测有绝缘值低于1MΩ/kV的现象。通过仪器检测发现，110kV变电所6kV高压室机械式继电保护器，存在选择性不及时、灵敏性差、快速性滞后、可靠性不足等缺陷。锤击振动发现风叶有裂纹，且部分断裂脱落。对于定子温度超温的高压电动机，观察发现电机下部排出的热气，又从侧面吸入形成环流，热量聚集不易排散。

3 处理措施

针对上述常见问题，在查阅有关资料的基础上，借鉴大修厂技术，结合公司实际，编制科学的施工方案，经车间和动力处审批后，利用设备检修机会，对造成高压电动机故障的原因逐项进行排查并实施相应措施。

(1) 针对部分高压电动机运行温升过高，在散热气孔畅通的情况下，定子温度仍高达132 ℃，仪表显示超温报警。根据电机安装特点，设计加装一套强制抽风换热装置，使电机定子温度低于120 ℃；让下面定子铁芯气孔排出的热气，不再被电机从侧面吸入，通过风管排出，效果很好，目前电机在夏季高温时定子温度显示最高只有115 ℃。

(2) 针对高压电动机转子上的碳钢风叶材质差、易断裂，研制了一种不锈钢新型风叶来取代，提高了风叶的强度和韧性，自2017年5月实施以来，未发生过高压电动机风叶断裂的现象。

(3) 经过调查统计，发现接线盒组件也是导致高压电动机故障的重要因素，为此在全公司范围内进行了一次电机接线盒专项大检查。检查内容包括接线盒加固、孔洞胶泥封堵、外用雨布包裹、引出线防震、接点处理、绝缘子清污除尘，使其达到防水、防潮、防污染、防震动的要求，对查出的问题和缺陷及时解决，建立档案，并形成定期检查制度。

(4) 为了最大限度地保护电机，防止故障扩大，将传统机械式继电保护组件改为智能综合保护器，动作更精准，功能更强大，不仅提高了智能化控制水平，也杜绝了断路器越级跳闸和单系统停电事件的发生。

4 效果检验

在2017年5月—7月高压电动机大检查中，发现高压电动机隐患9起并及时予以消除，避免了合成氨单系统停车事故2次，使高压电动机发生故障次数明显减少，未发生因高压电动机温升过高、风叶断裂、接线盒内部故障以及继电保护失灵等现象，确保了生产装置的长周期、安全稳定运行。

2017年9月2日，2#系统3#氢氮压缩机电机在运行中意外严重进水，该机的智能综合保护器发挥作用，不仅最大限度地保护了电机，也避免了1次2#合成氨系统停电停车事故。

中能化工订立了新的高压电动机标准化检查程序，每年根据实际情况进行修订，经车间和动力处审批后，严格执行，确保公司的高压电动机完好率达100%。

5 结语

采用上述措施和方法，提高了高压电机适应复杂工况的能力，减少了电气设备事故的发生，为装置的长周期、安全稳定运行提供了保障，并为中能化工的稳产、高产奠定了基础。同时还减少了高压电动机的非正常停车次数、原料气的排放及对大气的污染，降低了能源消耗，提高了经济效益，达到了节能减排增效的目的。