珠江電廠裝機容量為4×300 MW。其鍋爐給水方式為2臺小汽輪機給水泵加1臺電動給水泵(以下簡稱：電給泵)，在通常情況下電給泵作為小汽輪機給水泵的備用泵。
電給泵配哈爾濱電機廠生產(chǎn)的Y9000-2-4型電機，額定功率為5 500 kW，額定電壓為6 kV，額定電流為596 A。電機繞組的接線形式為：雙層迭式繞組，總槽數(shù)為72，節(jié)距為16；線圈接線為二路星形并聯(lián)(即2Y)。
該廠自投產(chǎn)以來，電給泵電機在啟動時端部放炮共計4臺次；定子線圈直流電阻不平衡(經(jīng)進一步檢測確定，為線圈引出的極間連線存在嚴重缺陷)為1臺次。電機端部故障造成機組多次啟動失敗，嚴重影響機組的安全運行。
1 故障部位及現(xiàn)象
1.1 1號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
(1) 1995年5月，1號電給泵電機啟動時在前置泵端，一極間連線被燒斷。斷口平整，被燒斷的兩端端口尚在同一軸線上，端部墊塊、綁扎線完好無損、無位移。
(2) 1999年6月，在對1號電給泵電機進行定期檢測時，三相直流電阻不平衡系數(shù)達4%，其中B相直阻明顯偏大。通過試驗，找出過熱點在前置泵端二點半處的一線圈引出線靠近線圈的直線部位。剝開絕緣后，4根并繞線圈中有兩股線已被燒斷。
1.2 2號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
1997年4月，2號電給泵電機啟動時在前置泵端的端部4點鐘的位置，有一極相繞組引出線靠近線圈的直線部位被燒斷。斷口平整，被燒斷的兩端導線尚在同一軸線上，端部墊塊、綁扎線完好無損、無位移。
1.3 3號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
1997年3月，3號電給泵電機啟動時在前置泵端的端部4點鐘的位置，有一極相繞組引出線在線圈根部燒斷。斷口平整，被燒斷的兩端導線尚在同一軸線上，端部墊塊、綁線完好無損、無位移。
1.4 4號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
1999年6月，4號電給泵電機啟動時在前置泵端的端部有2處被燒斷。其一是在11點鐘的位置，同一極相繞組相鄰兩槽線圈的連線拐角處，其燒斷的斷口平整，斷口兩端引線沒有位移，被燒斷的兩端導線尚在同一軸線上；其二是在1點鐘的位置上，是極相繞組引出線在引線根部緊靠線圈的部位，將線圈和引線同時燒斷，斷口處的三組線均沒有位移，端部墊塊、綁線完好無損、無位移。
1.5 電給泵電機故障的特點
綜合上述電給泵電機故障部位及其現(xiàn)象，可以歸納總結(jié)出電機故障的幾個特點。
(1) 電機故障全部發(fā)生在電機啟動時，這時的沖擊電流大。
(2) 電機的故障部位，全部都在前置泵端。即在電機各定子線圈繞組下線完成后進行極間連接的最后工作面處，具體部位有：
①線圈的彎角(定子線圈機械加工成型的彎角)部位；
②在進行電機極相繞組最后連接需要進行煨彎的部位；
③線圈或引線的直線部位；
④引線的焊接部位。
(3) 所有被燒斷口兩側(cè)的導線仍在同一軸線上。
(4) 所有被燒斷的斷口都比較平整，導線固化了的外包絕緣沒有崩裂現(xiàn)象。
(5) 電機端部墊塊、綁扎線完好無損、無松動、無位移現(xiàn)象。
(6) 所有斷口處，沿斷口向兩側(cè)導線方向有一段絕緣層空殼(導線已被燒毀，但包纏其表面的絕緣尚未完全燒毀)。
2 電機端部故障原因分析
2.1 極間連接焊口質(zhì)量存在問題
極間連線焊口質(zhì)量存在問題，如氣孔、夾渣等，表現(xiàn)為直阻值偏大。在電機啟動時，會產(chǎn)生大量的熱量(缺陷點所釋放的熱量與此點的直阻成正比，與通過它的電流平方成正比)，使缺陷點的溫度急劇上升，造成該處的缺陷進一步惡化，直阻進一步增大。這樣，在下次啟動時，在同樣的啟動電流沖擊作用下，缺陷焊口的損傷比上一次更大，即每一次足夠大的啟動電流的沖擊都會進一步惡化焊口的缺陷。如此循環(huán)往復，直至燒斷。在導體被燒斷的瞬間，斷口兩側(cè)拉弧，導體進一步被燒毀，同時纏在導體外層的絕緣層被弧光燒斷、絕緣層斷口兩端包纏在被燒毀導線外層的絕緣被部份燒毀形成一段空殼。
2.2 繞制定子線圈的線材存在缺陷
繞制定子線圈的線材存在缺陷，如細微裂紋、夾渣、材質(zhì)不均勻，或在對繞制線圈的線材進行退火處理時，由于工藝問題造成退火不均或不充分，或者在制作線圈時某些部位又重新被淬火，造成該部位的直阻偏大。這些缺陷點被啟動電流沖擊后，不斷惡化直至燒斷、放炮。其故障的發(fā)展機理如2.1所述。
2.3 定子線圈在機械成型時產(chǎn)生裂紋
定子線圈在機械成型時，在彎角處產(chǎn)生細微裂紋，或者由于電機在下線完成后，對端部極相繞組引線進行煨彎時，由于工藝掌握不好造成細微裂紋。細微裂紋的出現(xiàn)使該處的直流電阻偏大，在足夠大的電流沖擊下，裂紋缺陷逐步發(fā)展直至將線匝燒斷放炮，其發(fā)展機理如2.1所述。
3 電機的改造方案
根據(jù)以上分析可知，只要能限制在線圈細微缺陷部位所釋放出來的熱量，使其不足以使該部位的細微缺陷進一步惡化，就能解決電機端部放炮的問題。根據(jù)焦耳—楞次定律，將電流降低，使其產(chǎn)生的熱量不足以使線圈缺陷進一步地惡化。據(jù)此，在不改變電機銘牌參數(shù)的前提下，確立了如下電給泵電機的改造方案。
(1) 原電機為二路星形接線，改為四路星形接線。線圈由原四股并繞五匝改為二股并繞十匝，使通過電機每一線圈中的電流減小為原設計的一半；
(2) 原電機二路端部極間聯(lián)線為自由聯(lián)接。改為各支路用導電銅環(huán)聯(lián)接，銅環(huán)牢固綁緊，并且牢固地用鐵支柱支承；
(3) 完善線圈和端部的固定方式，使電機線圈和端部更加緊密地成為一體。
經(jīng)過上述改造的電機投入使用至今，雖經(jīng)頻繁啟動，但在每年一度的預防性試驗中，其直流電阻的不平衡系數(shù)幾乎沒有變化，電機端部故障再未出現(xiàn)，電機的改造達到了預期的效果。(付海金 張零一
電給泵配哈爾濱電機廠生產(chǎn)的Y9000-2-4型電機，額定功率為5 500 kW，額定電壓為6 kV，額定電流為596 A。電機繞組的接線形式為：雙層迭式繞組，總槽數(shù)為72，節(jié)距為16；線圈接線為二路星形并聯(lián)(即2Y)。
該廠自投產(chǎn)以來，電給泵電機在啟動時端部放炮共計4臺次；定子線圈直流電阻不平衡(經(jīng)進一步檢測確定，為線圈引出的極間連線存在嚴重缺陷)為1臺次。電機端部故障造成機組多次啟動失敗，嚴重影響機組的安全運行。
1 故障部位及現(xiàn)象
1.1 1號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
(1) 1995年5月，1號電給泵電機啟動時在前置泵端，一極間連線被燒斷。斷口平整，被燒斷的兩端端口尚在同一軸線上，端部墊塊、綁扎線完好無損、無位移。
(2) 1999年6月，在對1號電給泵電機進行定期檢測時，三相直流電阻不平衡系數(shù)達4%，其中B相直阻明顯偏大。通過試驗，找出過熱點在前置泵端二點半處的一線圈引出線靠近線圈的直線部位。剝開絕緣后，4根并繞線圈中有兩股線已被燒斷。
1.2 2號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
1997年4月，2號電給泵電機啟動時在前置泵端的端部4點鐘的位置，有一極相繞組引出線靠近線圈的直線部位被燒斷。斷口平整，被燒斷的兩端導線尚在同一軸線上，端部墊塊、綁扎線完好無損、無位移。
1.3 3號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
1997年3月，3號電給泵電機啟動時在前置泵端的端部4點鐘的位置，有一極相繞組引出線在線圈根部燒斷。斷口平整，被燒斷的兩端導線尚在同一軸線上，端部墊塊、綁線完好無損、無位移。
1.4 4號電給泵電機故障部位及現(xiàn)象
1999年6月，4號電給泵電機啟動時在前置泵端的端部有2處被燒斷。其一是在11點鐘的位置，同一極相繞組相鄰兩槽線圈的連線拐角處，其燒斷的斷口平整，斷口兩端引線沒有位移，被燒斷的兩端導線尚在同一軸線上；其二是在1點鐘的位置上，是極相繞組引出線在引線根部緊靠線圈的部位，將線圈和引線同時燒斷，斷口處的三組線均沒有位移，端部墊塊、綁線完好無損、無位移。
1.5 電給泵電機故障的特點
綜合上述電給泵電機故障部位及其現(xiàn)象，可以歸納總結(jié)出電機故障的幾個特點。
(1) 電機故障全部發(fā)生在電機啟動時，這時的沖擊電流大。
(2) 電機的故障部位，全部都在前置泵端。即在電機各定子線圈繞組下線完成后進行極間連接的最后工作面處，具體部位有：
①線圈的彎角(定子線圈機械加工成型的彎角)部位；
②在進行電機極相繞組最后連接需要進行煨彎的部位；
③線圈或引線的直線部位；
④引線的焊接部位。
(3) 所有被燒斷口兩側(cè)的導線仍在同一軸線上。
(4) 所有被燒斷的斷口都比較平整，導線固化了的外包絕緣沒有崩裂現(xiàn)象。
(5) 電機端部墊塊、綁扎線完好無損、無松動、無位移現(xiàn)象。
(6) 所有斷口處，沿斷口向兩側(cè)導線方向有一段絕緣層空殼(導線已被燒毀，但包纏其表面的絕緣尚未完全燒毀)。
2 電機端部故障原因分析
2.1 極間連接焊口質(zhì)量存在問題
極間連線焊口質(zhì)量存在問題，如氣孔、夾渣等，表現(xiàn)為直阻值偏大。在電機啟動時，會產(chǎn)生大量的熱量(缺陷點所釋放的熱量與此點的直阻成正比，與通過它的電流平方成正比)，使缺陷點的溫度急劇上升，造成該處的缺陷進一步惡化，直阻進一步增大。這樣，在下次啟動時，在同樣的啟動電流沖擊作用下，缺陷焊口的損傷比上一次更大，即每一次足夠大的啟動電流的沖擊都會進一步惡化焊口的缺陷。如此循環(huán)往復，直至燒斷。在導體被燒斷的瞬間，斷口兩側(cè)拉弧，導體進一步被燒毀，同時纏在導體外層的絕緣層被弧光燒斷、絕緣層斷口兩端包纏在被燒毀導線外層的絕緣被部份燒毀形成一段空殼。
2.2 繞制定子線圈的線材存在缺陷
繞制定子線圈的線材存在缺陷，如細微裂紋、夾渣、材質(zhì)不均勻，或在對繞制線圈的線材進行退火處理時，由于工藝問題造成退火不均或不充分，或者在制作線圈時某些部位又重新被淬火，造成該部位的直阻偏大。這些缺陷點被啟動電流沖擊后，不斷惡化直至燒斷、放炮。其故障的發(fā)展機理如2.1所述。
2.3 定子線圈在機械成型時產(chǎn)生裂紋
定子線圈在機械成型時，在彎角處產(chǎn)生細微裂紋，或者由于電機在下線完成后，對端部極相繞組引線進行煨彎時，由于工藝掌握不好造成細微裂紋。細微裂紋的出現(xiàn)使該處的直流電阻偏大，在足夠大的電流沖擊下，裂紋缺陷逐步發(fā)展直至將線匝燒斷放炮，其發(fā)展機理如2.1所述。
3 電機的改造方案
根據(jù)以上分析可知，只要能限制在線圈細微缺陷部位所釋放出來的熱量，使其不足以使該部位的細微缺陷進一步惡化，就能解決電機端部放炮的問題。根據(jù)焦耳—楞次定律，將電流降低，使其產(chǎn)生的熱量不足以使線圈缺陷進一步地惡化。據(jù)此，在不改變電機銘牌參數(shù)的前提下，確立了如下電給泵電機的改造方案。
(1) 原電機為二路星形接線，改為四路星形接線。線圈由原四股并繞五匝改為二股并繞十匝，使通過電機每一線圈中的電流減小為原設計的一半；
(2) 原電機二路端部極間聯(lián)線為自由聯(lián)接。改為各支路用導電銅環(huán)聯(lián)接，銅環(huán)牢固綁緊，并且牢固地用鐵支柱支承；
(3) 完善線圈和端部的固定方式，使電機線圈和端部更加緊密地成為一體。
經(jīng)過上述改造的電機投入使用至今，雖經(jīng)頻繁啟動，但在每年一度的預防性試驗中，其直流電阻的不平衡系數(shù)幾乎沒有變化，電機端部故障再未出現(xiàn)，電機的改造達到了預期的效果。(付海金 張零一
環(huán)保知識
職業(yè)衛(wèi)生