一线B水泥磨主电机放电事故案例分析
一线B水泥磨主电机放电事故案例分析
事故性质：特大设备事故
事故经过：
2005年9月17日11:45，44.11B主电机跳闸，主变告知中控说水泥磨系统有接地信号，中控通知电工到现场检查，高压盘上51SSM2和51SM1两个继电器翻牌，复位后检查高压盘和主电机都正常。13:00，值班主任联系电气责工，联系主变开磨，当中控开到选粉机机组时（磨主机的前一个机组），44.11B主电机跳闸，电工到现场检查未见异常。13:45中控主任联系主变开磨，当开到磨主机时，A、B两磨全跳闸，电工在电气室将高压小车拉出，去现场检查电机时发现电机西北侧着火，立即用灭火器灭灭。此时，高压盘上的4个保护继电器全部翻牌。检查着火处有烂笤帚和油污，判断应为电机打火引燃了笤帚和油污引起着火。于是值班主任联系公司相关领导到现场。
1．现场检验确认和处置过程：
公司相关领导赶到现场，听了岗位人员和电工的描述后，首先安排检查电机滑环室、电机主接线处、高压盘内外情况，外观检查没有异常。于是安排值班钳工拆主电机风筒和前端盖子，电工到主变借2500V高压摇表，办理主变停电手续，给主电机停电。同时联系机电公司作试验，检验主电机和主变接地信号问题。机电公司答复没有人，且仪器在六九水泥公司，且联系不上。在征得公司领导刘总同意的情况下，联系湘潭电机修理厂（位于丰润西马庄，该厂距离我公司最近，较有能力的大型高压电机修理厂），带仪器来厂进行鉴定。
16:00左右，电机前端打开，检查电机定子、转子线没有发现放电打火痕迹，只是定，转子间隙发生了变化，两侧相差大概有3mm左右，间隙东侧大西侧小，检查定子和转子两个瓦座地脚螺栓没有松动，定位销位置没有变化，基础没有发现裂纹。于是决定把电机所有端盖全打开检查，安排钳工继续卸端盖和风筒，准备进一步检查。此时湘潭电机修理厂也带仪器来到，我们一同打开高压盘的接线端，解开电机线，拉掉互感器保险，检测到主变电缆正常，高压开关正常，到电机侧接地。又在电机下解开电机接线，检测电机接地，电缆正常。至此确认电机已接地。
此时，电机所有端盖都已打开，大家仔细检查，找不到接地放电的痕迹。将此情况汇报给股份公司设备部李部长，指示我们说这种情况一定要抽转子检查。由于我们现场不具备抽转子的条件，考虑到湘潭电机修理厂在修理高压大电机方面具有一定实力，于是就决定拉到那里去抽转子检查。拆至18日凌晨5:00左右开始起运。
2．电机损坏程度确认和修理过程：
18日凌晨6:30，电机运到湘潭电机修理厂，将转子抽出彻底检查，寻找电机接地点。
通过检查发现：
1）定子线圈中部有2处硬币大小的放电烧痕，对应转子铁心中部也有2处硬币大小的放电烧痕；
2）定子上网格状的通风孔内部风蚀较严重（此电机防护等级较低，为IP23），定子槽楔处风蚀最明显，其中间部位最重，边缘磨蚀近1mm。转子上的两点烧痕较轻，只是铁心矽钢片略有损伤，并未伤及转子线圈；但转子上网格状的通风孔内部也有风蚀；转子端部开裂较严重。
3）定子转子之间没有发现电机扫堂的痕迹。以上三项检查结果都进行了拍照记录。
4)对电机进行试验确认及维修：测得定子三相对地电阻分别为500MΩ、0.3MΩ、0MΩ；测得转子对地电阻500MΩ，直阻0.0065Ω，初步判定转子线圈问题不大。决定逐步拆解定子把线进行排除检查。18日，对地绝缘试验，明显放电的2个把线对地电阻0Ω，拆解2个把线。耐压试验，4个把线打压6500V放电，其余打压8500V没问题，再拆解4个把线。19日，再次做定子耐压试验，又发现2个把线打压6500V放电，再拆解2个把线。20日，先做转子耐压试验，3000V、60s，没发现问题。对转子清扫，处理端部绝缘开裂部分（填充固化），并对整个转子浸漆，以改善风蚀转子的绝缘状况，进烘炉120℃烘干24小时。下午再次做定子耐压试验，又发现1个把线打压6500V放电， 1个把线打压2000V放电，再拆解2个把线。拆解10把线后，再进行试验，耐压9000V、60s，一切正常。21日，按照回装工艺要求，回装电机定子完毕，作定子浸漆前直流耐压试验，定子合格，进行定子整体浸漆，进烘炉120℃烘干24小时，转子出炉，进行直流耐压试验，电压升不上去，判定仪器容量小，转子电容大导致。（因第一次耐压检验正常，没有怀疑转子问题，第二天回装前的验收试验，证明是转子耐压时击穿了）。于是就认为22日电机可以拉回来了。22日，定子出炉进行各项试验均合格。转子进行回装前试验，打压到1700V时产生了击穿放电。将滑环与转子分开，发现转子接地，滑环不接地。将转子两端钢丝捆扎带割开试验，发现3处打压放电，并沿线圈绝缘基带爬电。检查发现三处放电点在同一组线上（即直流的负极线），这组线有明显的过热现象，颜色为暗红色，对应滑环为最内部的两个环，磨损也最严重。判定原因为这组线绝缘老化，处理绝缘后烘干不彻底，打压试验时产生了击穿放电，再烘干一夜。23日，与设备部李部长协商，降低试验电压到1500V，再次对烘干后的转子进行耐压试验，1500V、60s，合格。于是，进行端部绝缘处理，填充固定，缠无纬带，再次浸漆烘干固化，120℃烘干24小时。24日下午，电机定，转子试验都合格，电机组装回运。
3．电机大修后回装过程和遗留问题：
24日下午电机运回现场，至次日凌晨1:00左右回装完毕，打表发现联轴器对中不好（联轴器左右差3.62mm）。如要彻底找正联轴器，需要重新找正电机、减速机、磨机中心线，再用一天时间也不见得可以找正完毕。经过与设备部李部长协商，决定先解决主要问题，进行主电机试车及单机运转考核。然后再决定是否进行中心线彻底找正。25日2:30～5:30进行主电机单机考核运转。6:00左右，由中控主任联系机械人员确定是否连接联轴器，机械人员说不能连。上午8点多开始打表，领导确定不再找正，连接联轴器。大约11点钟开磨。经过带负荷运转考核，电机可以正常运转。但是，电机中心线偏的问题还未解决。
停机时间及经济损失：
此设备事故造成一线B水泥磨停机191小时，直接经济损失1万元。
事故主要原因：
1．该电机防护等级较低（IP23），冷却方式为外引风强制冷却，且工作在水泥车间的较多粉尘环境中（近几年粉煤灰系统跑灰和磨机系统正压跑灰影响最严重），造成一些细小的粉尘微粒，随着冷却风长期磨损定子和转子的网格状通风孔内壁，即定、转子绕线的绝缘层。随着线圈绝缘磨损越来越严重，电机的绝缘等级也越来越低。在修理过程中发现此电机是三层绝缘结构，是很薄的一种（我们国家是九层）。为电机发生局部放电事故埋下了隐患。环境问题是造成电机损坏的根源。
2．我们的四台同步电机担负着公司内功率因数补偿的任务，为补偿电网的功率因数，励磁电流调节得较高，这台电机励磁电流长期运行在1700A～1800A之间，功率因数调在超前0.97。长期运行在较高的电流下，转子温升很高，加剧了绝缘材料的老化。这是造成电机损坏的一个间接原因。
3．该电机投入使用20多年，已接近其设计使用寿命，在老设备管理上，对定，转子间隙检查频率低，每年一次，造成定、转子间隙发生了较大变化也没有检查出来，是造成电机损坏的的一个因素；在年度预防性试验项目中，由于考虑电机绝缘试验对电机的破坏作用，就没有安排进行，造成对这些老电机的绝缘状况掌握不够；据电机修理厂的经验判断，电源中较强的5次和7次谐波的作用是造成电机绝缘薄弱部位放电的最直接因素。
4．在对电机故障判断处理过程中，缺乏理性的手段。在主变通知B段有接地信号，电气室高压盘翻牌的情况下，没有摇测判断电机是否接地，就又指挥开机两次。是造成电机损伤恶化的一个重要因素。
事故教训及今后的防范措施：
1．在设备管理上，对全公司范围内的所有防护等级较低，运行环境较差的电机，如生料磨，水泥磨，煤磨，二线水泥2#循环风机等，严格要求各责任车间，专业巡检人员，充分利用停机机会，采用目测检查和定期塞尺检查相结合的办法，加大定转子间隙检查频次；同时，采用试验手段，对这些电机进行一次摸底普查，以确定运行中的这些设备实际状况，对绝缘损坏较严重的，要准备进行大修处理；并且，固定每年对这些电机进行预防性试验检验工作；对那些长期工作在温度高，恶劣环境下的电机，要定期检查内部积灰清况，有机会时，安排抽转子检查，彻底清理内部油泥和积灰，以免加剧电机绝缘的老化进度，降低电机寿命。
2．丰润公司尽快出台一个高压电机出现故障时的处理规范，用理性的手段判断电机故障，尤其是各种信号继电器翻牌和出现接地信号时，更应进行理性的判断，不能草草收场，作出武断的决定，以免故障扩大，危机主机设备，造成无法挽回的损失。如主电机报故障跳闸后，所有故障信号在没有查清前不要复位；有过流，接地等信号出现时，一定要检查电机的接线，电机的滑环电刷，断电用2500V摇表摇测电机绝缘状况，进行排除判断。中控主任在未能确认故障彻底排除之前，不得指挥开启设备。
3．在环境卫生方面，加强对这些电机所处环境的治理、管理工作，封堵可能进灰的地方，用墩布墩地而不是清扫，以免形成二次扬尘，严格电机冷却风机过滤网的检查更换制度，减少灰尘进入电机内部的机会。要坚持经常的把环境治理放在一个重要的高度来抓。
4．配合公司设备部，在合理的范围内，逐步缩减用同步机补偿功率因数的额度，以降低励磁电流，保护电机转子绕组的绝缘，尽量延长电机的使用寿命。
5．电机联轴器不正问题，对分体式电机的危害很大，需要在有较长的听机机会时，进行彻底找正。
责任人处理结果：略。