大型绕线式异步电动机转子绕组烧损原因分析

大型绕线转子异步电动机烧损原因分析王云峰王红娟（焦作电厂，河南焦作454001）某电厂#2炉甲送风机电机原为哈尔滨电机厂生产的Y800-1-8型鼠笼式三相异步电动机，额定功率1600kW，额定电压6kV，投产于2001年10月。该电动机于2005年12月改造为绕线转子式三相异步电动机，配套液体电阻实现调速及软启动。改造后电机型号变更为YR800-1-8，定子参数不变，转子额定电流634A，绝缘等级：B，接法：Y。整套设备于2006年3月投入运行。同年6月，该电机启动后定、转子突然扫膛，导致定子相间短路，电机烧毁。1事故经过：2006年6月25日9：00，运行人员启动该电机后约15秒，其电源开关跳闸。就地巡捡人员听到电机内发出数声爆响，并看到电机本体内有火光及浓烟冒出。后经运行人员检查发现：#2炉甲送风机“过流I段”（即“速断”）保护动作。开关解备后，从电源开关下口测量电机定子绕组绝缘（中性点连接未打开）：相间通，对地绝缘电阻50MQ。调阅该电机的后台监控历史记录发现，该电机从启动到烧毁，其保护装置共起动过2次，分别如下：（1）、启动指令发出后后42ms（以下时间均由启动指令发出后算起），保护装置按照设定程序（电机电源开关合闸时自动投入，电流返回后复归至待机状态）起动。13’331ms，电机电流回落，保护装置复归。现该电机尾端绕组已经扫膛焦黑（图1）。转子非轴伸端绕组并头套有6处开焊脱落（图2），其中两处为转子引线与槽内线棒连接处，并头套脱落的转子端部线棒径向外张。将外部包裹的无纬带拉断。无纬带断裂翘起后，大量碎片甩至定子端部和气隙中，刮伤定子端部绕组（图3），使其多处绝缘严重破损、露铜，其中两处有明显短路放电痕迹。转子铁芯上有一处短路放电痕迹与之位置照应，该处硅钢片局部烧熔。图4电机转子结构图3原因分析：3.1过程分析。（1）电机启动瞬间，转子绕组感应电流最大，所受电磁力亦达到峰值。在大启动感应电流和强磁场力的共同作用下，转子绕组并头套（铜皮包裹、搪锡焊接）虚焊部位载流受热后，搪锡熔化流出，并头套约束力下降，致使转子端部线圈外其B相绕组绝缘磨穿接地。B相接地后，定子绕组电位中性点发生偏移，A、C两相相电压升高。（4）随着定子尾端扫膛情况的加剧，A相绕组绝缘也被磨穿，并通过转子铁芯与B相发生相间短路，保护装置再次起动，“过流I段”（即“速断”）保护动作，电源开关跳闸。3.2原因分析。该电机转子并头套焊接采用了1.5mm紫铜皮包裹、内外部搪锡工艺。由于标准焊锡的熔点较低（熔点183°C）,该工艺处理的焊口耐高温能力较差；且温度掌握不好时，焊锡无法充满整个并头套内部空间，容易造成电气连接不良。由于虚焊部位电阻较大，承载较大电流（如电机启动）时又会产生较高温升，往复恶性循环，进而造成转子回路完全开路。4处理方法（1）旧线圈拆除后，更换烧损铁芯，重新嵌线、浸漆并按标准进行耐压试验。（2）转子所有并头和三相引出线并头均改为渗透力相对较强的QJV-15BM银铜焊条（含银量约60%,熔点705°C以上）进行焊接。（3）耐压试验及转子线圈端部绝缘打箍后,所有转子连接并头处均采用HUAPU125°CVW-1OFT绝缘热缩护套套牢。（4）转子校动平衡及校正调试、喷漆。定、转子修复后，该电机于2006年7月15日重新安装并投入运行，至今工作正常。6预防措施：（1）将厂内其它大型绕线式电机转子所有并头和三相引出线并头都改用银铜焊，确保焊接工艺，避免发生转子运行中焊接部位开路。（2）利用检修时间，测量转子三相绕组直流电阻，比较相间直阻及历史数据，差别超标时及机械强度更高的绝缘材料固定，以便在转子端部开焊时箍紧端部线棒，防止其变形外张损坏定子。附图1：2006年6月25日08：59：51201ms电机启动指令发出后电压电流波形0营序lUSStf作niMH：5L0100.OnTjnnnnTnnTjnnnnnTnTjnTnTnnTTTrjTTnTnnnnTjnniTTTnnTTjnnnnTnnTpTnTTffnnTTpnTTnniTinjnTiTnTnnnjTnnnnTTnTpTnnnnnnjTTnTTnTn»*H4*M5"K€"11T*H•*!<Vlt10•:ll*rH：5L0100.O附图2：2006年6月25日09：附图2：2006年6月25日09：00：04847ms+1192ms,HWJ返回前后电压电流后波形ICc«*网INUfUulUHBm11\[Iiiiimumtminniniimimniinnnnn|HfiiiHP