韓俊升

（河北國(guó)華定洲發(fā)電有限責(zé)任公司，河北 定州 073000）

2006年3月某發(fā)電廠11循環(huán)水泵電機(jī)在運(yùn)行差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，發(fā)生定子繞組絕緣故障，同年5月，12凝結(jié)水泵電機(jī)在預(yù)防性試驗(yàn)中又發(fā)現(xiàn)定子繞組絕緣缺陷。事故發(fā)生后，為了找出絕緣損壞的真正原因，將電機(jī)進(jìn)行解體，解剖線棒放電部位，并同制造廠技術(shù)人員對(duì)事故發(fā)生的原因進(jìn)行了深入分析，為同類型電機(jī)檢修提供參考。

1 設(shè)備介紹

11循環(huán)水泵電機(jī)主要參數(shù)：型號(hào)：YKSL-3700-16/2600-1；功率：3 700 kW；功率因素：0.81；電流：466.6A；轉(zhuǎn)速：373 r/min；絕緣：F 級(jí)；接法：4-Y；防護(hù)等級(jí)：IP44；冷卻方式：IC81W；重量：44 100 kg；編號(hào)：X02008；生產(chǎn)日期：2002年11月；投產(chǎn)日期：2004年4月26日。

12凝結(jié)水泵電機(jī)主要參數(shù)：型號(hào)：YKKL2500-4/1180-1；功率：2 500 kW；功率因素：0.88；電流：297.1 A；轉(zhuǎn)速：1 492 r/min；絕緣：F級(jí)；接法：Y；防護(hù)等級(jí)：IP44；冷卻方式：水－空冷；重量：15700kg；編號(hào)：X02033；生產(chǎn)日期：2002年11月；投產(chǎn)日期：2004年4月26日。

2 定子繞組絕緣缺陷發(fā)現(xiàn)過(guò)程

2.1 11循環(huán)水泵電機(jī)

事故發(fā)生前，1號(hào)機(jī)組負(fù)荷530 MW，11、12循環(huán)水泵雙泵運(yùn)行。11循環(huán)水泵電機(jī)電流422.1 A，約為額定電流的90.5%，線圈溫度：52～66℃，上軸瓦溫度：65℃，下軸承溫度：29℃，電機(jī)運(yùn)行正常。2006年3月25日，11循環(huán)水泵跳閘，檢查為11循環(huán)水泵電機(jī)C相差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘（C相對(duì)應(yīng)電機(jī)標(biāo)注的U相）。拆除11循環(huán)水泵電機(jī)兩側(cè)冷卻器，檢查定子線圈，用2 500 V搖表檢查線圈，發(fā)現(xiàn)定子U相有一槽，槽部有放電現(xiàn)象。2006年3月26日，抽出11循環(huán)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)子，進(jìn)一步檢查，無(wú)明顯短路痕跡，用放電法進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)槽部自上而下第二排鐵芯通風(fēng)孔內(nèi)距槽口大約150 mm處，有一個(gè)孔有放電現(xiàn)象，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)該處定子繞組上層線圈絕緣損壞，對(duì)鐵芯擊穿放電，確認(rèn)電機(jī)故障點(diǎn)，并做出記號(hào)，見(jiàn)圖1、圖2。

2.2 12凝結(jié)水泵電機(jī)

12凝結(jié)水泵電機(jī)正常運(yùn)行電流255 A左右，約為額定電流的86%，線圈溫度：80℃左右，上軸瓦溫度：75℃，下軸承溫度54℃。2006年5月2日，＃1機(jī)組D級(jí)檢修期間，12凝泵電機(jī)進(jìn)行大修，解體檢查中發(fā)現(xiàn)有21槽定子槽楔破碎脫落，見(jiàn)圖3。定子槽楔修復(fù)后，2006年5月4日進(jìn)行電氣預(yù)防性試驗(yàn)，在進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)V1相升至交流電壓8.3 kV時(shí)，試驗(yàn)儀器控制臺(tái)保護(hù)動(dòng)作，后搖測(cè)絕緣為0，經(jīng)用ZGS-J2型充電式雷擊計(jì)數(shù)器校驗(yàn)儀查找，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)位于槽口，見(jiàn)圖4。

圖1 11循環(huán)水泵電機(jī)故障點(diǎn)位置

圖2 11循環(huán)水泵電機(jī)故障點(diǎn)放大圖

圖3 12凝泵電機(jī)磁性槽楔整槽脫落

圖4 12凝泵電機(jī)放電部位

3 解體檢查及處理情況

11循環(huán)水泵電機(jī)解體后，故障點(diǎn)位于C相上層線棒側(cè)面，自上而下第二個(gè)通風(fēng)孔處，有明顯的放電點(diǎn)。12凝結(jié)水泵電機(jī)，拆除故障線圈后，發(fā)現(xiàn)V相有1根被擊穿的定子線圈，其擊穿點(diǎn)在定子鐵芯槽內(nèi)，離鐵芯槽口約20 mm左右，屬定子線圈的上層邊直線部分。有一個(gè)孔絕緣擊穿，對(duì)鐵芯放電，放電點(diǎn)位于線棒下面（下層線棒側(cè)），而該線棒槽楔存在松動(dòng)現(xiàn)象，見(jiàn)圖5。因?yàn)槎ㄗ泳€圈是整體結(jié)構(gòu)，真空壓力浸漆，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法修復(fù)。為了徹底消除隱患，確保今后長(zhǎng)期安全運(yùn)行，將11循環(huán)水泵電機(jī)和12凝結(jié)水泵電機(jī)返廠修理，更換定子繞組。

圖5 12凝泵電機(jī)故障線圈

4 原因分析

（1）2002年，交流高壓電機(jī)開(kāi)始應(yīng)用推廣少膠云母帶真空壓力浸漆工藝，線圈包扎少膠云母帶后，直接嵌入鐵芯，然后整個(gè)定子用無(wú)熔劑樹(shù)脂VIP處理，漆液進(jìn)入鐵芯槽內(nèi)填充線圈與鐵芯壁之間的空隙，同時(shí)要求漆液進(jìn)入線圈內(nèi)部，將線圈和鐵芯團(tuán)固成為一個(gè)整體，浸漆的黏度比多膠工藝更低。2003年以前的產(chǎn)品，在真空壓力浸漆后再入烘房烘干時(shí)，部分縫隙處浸漬的漆流出，在加熱過(guò)程中，流動(dòng)性加大，漏出定子鐵芯槽，致使槽楔和線圈固定性能變差。

（2）磁性槽楔制造質(zhì)量不合格。機(jī)械強(qiáng)度和幾何尺寸是影響脫落的主要因素，機(jī)械強(qiáng)度過(guò)低時(shí)，裝配時(shí)容易造成損壞。磁性槽楔的兩端寬度差和厚度差超過(guò)規(guī)定值后，裝入槽內(nèi)會(huì)一端緊一端松，松的一端容易產(chǎn)生磨損。而槽楔的燕尾楔角度與標(biāo)準(zhǔn)值相差較大時(shí)，將使槽楔與鐵芯的接觸面積減小，從而使磁性槽楔與槽口的結(jié)合力降低。這些都容易造成磁性槽楔的松動(dòng)和脫落。

（3）磁性槽楔脫落，造成槽楔粉碎、鐵屑等雜物在定子線圈四周飛濺，如擊中定子線圈會(huì)造成定子線圈損傷，槽楔脫落造成定子線圈在槽內(nèi)松動(dòng)，運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，若長(zhǎng)期振動(dòng)，會(huì)引起定子發(fā)生絕緣損傷、破裂等絕緣損壞現(xiàn)象。

（4）電機(jī)定子線圈絕緣被擊穿的部位存在絕緣薄弱點(diǎn)，如該處云母絕緣層有一點(diǎn)雜質(zhì)或是固化不緊密，存在一點(diǎn)氣隙，運(yùn)行一段時(shí)間后，受振動(dòng)影響和局部放電影響，會(huì)引起絕緣損傷。這種制造時(shí)遺留的缺陷，出廠試驗(yàn)無(wú)法發(fā)現(xiàn)，只有在運(yùn)行中，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，才會(huì)逐步顯現(xiàn)出來(lái)。

5 結(jié)論

（1）雖然磁性槽楔能起到一定的節(jié)能降耗的作用，也是電機(jī)制造的趨勢(shì)，但是從目前應(yīng)用情況看，存在磁性槽楔脫落造成定子線棒絕緣損壞的重大隱患。所以，為保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行、消除重要輔機(jī)存在的設(shè)備隱患，應(yīng)利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)，檢查該類型電機(jī)槽楔是否松動(dòng)、脫落，如果發(fā)現(xiàn)槽楔松動(dòng)、脫落，應(yīng)將其更換為非磁性槽楔。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行檢修預(yù)試規(guī)程和檢修周期，檢查所有電機(jī)絕緣狀況。如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行有針對(duì)性的處理，防止類似故障的重復(fù)發(fā)生。

（3）電動(dòng)機(jī)冷態(tài)、熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間間隔和次數(shù)嚴(yán)格按運(yùn)行規(guī)程執(zhí)行，避免電動(dòng)機(jī)頻繁啟動(dòng)。

（4）加強(qiáng)設(shè)備巡檢，執(zhí)行點(diǎn)檢制度。發(fā)現(xiàn)電機(jī)振動(dòng)、溫度及聲音異常時(shí)，及時(shí)分析，采取相應(yīng)措施予以消除。

（5）加強(qiáng)設(shè)備制造或修理過(guò)程中的監(jiān)造，避免在制造或修理過(guò)程中發(fā)生因材質(zhì)、工藝不良等造成的先天性設(shè)備隱患。