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600MW机组电动给水泵电机损坏原因分析
作者:管理员    发布于:2017-07-07 09:00:52    文字:【】【】【

  北仑电厂二期机组的电动给水泵电机为日本东芝产的封闭式笼型异步电动机,额定功率6950kW额定电流460A,额定转速1中压10.5kV系统,Y型接线,配置差动、速断、过流、接地和温度保护,并通过液力耦合器与电动给水泵相连。5号机电泵电机曾在运行过程中发生电机接地保护动作而跳闸事故。

  1事故经过和电机损坏情况5号机组的电动给水泵电机预试通过C级定检,启动后电泵电机电流值正常,振动、温度、声音等都无异常。运行一天后,集控室中压母线5BX报警,中压开关室确认电泵电机开关由于接地保护动作跳闸;拆开电泵电机中性点,测得电机定子线圈A、C相对地绝缘电阻分别为11 10000皿(正常),8相对地绝缘电阻为0皿将电机移出,拆开风道,初步检查发现定子线圈烧损。对电泵电机解体查看,损坏状况如下。

  5°的固定穿心螺杆下的外侧间隔片脱落,此外侧间隔片的两侧定子线圈熔损,脱落的外侧间隔片掉在下端部两外侧间隔片上,熔损后残留一半左右(如所示)另外BFP侧的外侧间隔片有6片弯曲。

  发现固定定子线圈的绑扎环有2处松动,定子线圈外周的绳扎部位发现有白色粉末。由于定子线圈的烧损导致定子铁芯、定子线圈、定子罩壳内表面及防风板等受烧损产生的烟雾使表面变黑。

  转子状况,转子棒从铁芯端部到短路环约18mm(大)之间发现有86片外侧间隔片的划痕(如所示)。在BFP侧转子铁芯的表面由于受定子线圈的烧损产生的烟雾使表面变黑。其它如转子绕组无松动,短路环及支持环无外观变形损伤情况。

  轴承状况,轴承箱外观无变形损伤情况,轴瓦内径尺寸正常,故轴承部件无特别问题。

  2原因分析分析电机损坏状况发现定子绕组外侧间隔片脱落部位的固定用的穿心螺杆上有毛边并有树脂脱落,而且在BFP侧外间隔片有6片弯曲,两侧松动,据此初步断定是由于穿心螺杆原因而导致外侧间隔片脱落。查电动机设计资料发现穿心螺杆材质应为非磁性SUS材质,而实际上使用了磁性SS材质。

  2.1SUS与SS材质在性能上的区别SS材质为磁性材质,在材质未被磁化前,这些磁畴的磁矩排列杂乱,使材质上的总磁通为零,而不显示磁性。但如有外界磁场作用时,磁畴磁矩即倾向于沿着外磁场方向排列,产生一附加磁场叠加于外磁场上,使得总的磁通密度比激磁电流单独产生的外磁场磁通密度要大得多。因此磁性材质中的磁通密度B与外施磁场强度H的比值一般称为该材质的磁导率(或导磁系数)其值比真空中的磁导率押要大得多。

  而SUS材质为非磁性材质,其磁导率可认为等于真空的磁导率而磁通密度B与外施磁场强度H成正比,即:另一方面,由于激磁电流为交流电,磁性材质等将受到反复磁化,磁畴不断转方向,相互摩擦消耗能量,因此引起损耗,称作磁滞损耗。当Bmax值愈大,磁滞回线面积也愈大,则磁滞损耗愈大。试验证明,磁滞损耗Ph与磁通的交变频率f成正比,而与磁通密度幅值Bmax的a次方成正比,即:在相同的铁芯背面磁场强度下,用SS做材质的穿心螺杆的磁通密度大,产生的磁束多,表面交练密集,其结果为导致此穿心螺杆磁滞损耗大,表面发热严重,热伸严重。而SUS材质为非磁性材质,在相同的铁芯背面磁场强度下,用SUS做材质的穿心螺杆的磁通密度小,产生的磁束少,磁滞损耗、表面发热及热伸都比用SS材质做的穿心螺杆要小。

  根据设计规范要求,电机穿心螺杆与铁芯间温差应小于40°C,且铁芯背面磁通密度(螺杆底部)要求小于2.5T,如所示。当铁芯背面磁通密度小于2.2T,穿心螺杆所用材质为SS材质时,穿心螺杆与铁芯间温差小于40C;当铁芯背面磁通密度大于2.2T,用SS做材质的穿心螺杆与铁芯间温差满足不了设计要求,穿心螺杆所用材质只有为SUS材质时,穿心螺杆与铁芯间温差才会小于4)°c. 2.2电泵电机损坏原因分析磁滞损耗与磁通密度幅值的a次方成正比,而磁通密度B与磁场强度H、磁动势F及电流关系表示如下:由以上2个方程式可得出:磁通密度与电流值成正比关系。

  损坏的电泵电机额定电流为46)A,比其它同类型电机(如送风机、引风机、一次风机)电流都要大得多,故其铁芯背面磁通密度相对要高,查设计资料为2.4T,为了降低穿心螺杆磁滞损耗以防止螺杆发热而热伸严重,其穿心螺杆材质应使用SUS非磁性材质。

  而实际上误用了SS磁性材质,导致穿心螺杆与铁芯间温差有70°c远大于规定的4)°c.由于SS材质为磁性材质,比透磁高,铁芯背面的漏磁束对螺杆穿透交练密集,从而造成穿心螺杆内部磁滞损耗严重,引起螺杆发热,导致螺杆热伸张。

  另一方面,定子铁芯由于内部铁耗发热而热伸张。但使用SS材质的穿心螺杆的热伸张量大于定子铁芯的热伸张量,导致外侧间隔片的紧固力的降低,运行中电泵电机的振动导致点焊断开,从而使外侧间隔片脱落。脱落的外侧间隔片与转子接触而掉落,摩擦定子线圈使得定子线圈绝缘损坏,终导致电泵电机由于接地短路而跳闸。

  3修复措施定子铁芯全部更换,穿心螺杆材质更换成SUS(非磁性)材质,外侧间隔片全部焊在压板上,以防止脱落。定子线圈由于有熔损,此次全部更换,并对线圈端部强化绑扎,以防止由于振动而产生过多的线圈粉末。

  对转子棒上的划痕全部进行处理。对短路环、支持环实施环氧树脂处理,并对转子进行了动平衡试验,确认无问题。

  组装完成后,出厂前试运行情况良好,电流值、振动、温度及声音等都无异常。

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