電動機起動失敗的原因分析與解決對策

ID:107593 · 發表于 2016-3-10 23:33

本文分析了機電設備安裝試運行期間，電動機（以下簡稱電機）起動失敗的主要情況，分析起動失敗的原因，并提出了相應的解決對策。
　　1.電機發生故障的原因
　　1.1故障外因
　　(1)電源電壓過高或過低。
　　(2)起動和控制設備出現缺陷。
　　(3)電機過載。
　　(4)饋電導線斷線，包括三相中的一相斷線或全部饋電導線斷線。
　　1.2故障內因
　　(1)機械部分損壞，如軸承和軸頸磨損、轉軸彎曲或斷裂、支架和端蓋出現裂縫。所傳動的機械發生故障(有康擦或卡澀現象)，引起電機過電流發熱，甚至造成電機卡住不轉，使電機溫度急劇上升，繞組燒毀。
　　(2)旋轉部分不平衡或聯軸器中心線不一致。
　　(3)繞組損壞，如繞組對外殼和繞組之間的絕緣擊穿、匝間或繞組間短路、繞組各部分之間以及換向器之間的接線發生差錯、焊接不良、繞組斷線等。
　　2.電機起動失敗的原因分析與對策
　　一次回路的短路保護是使用斷路器OF(或熔斷器)、控制電器接觸器K、熱繼電器F-I-作過載保護(有時Fr接在TA二次側回路中)為例，來介紹電機起動失敗的異�，F象，并分析其起動失敗的原因及采取的對策。
　　2.1電機的控制與保護
　　2.1.1瞬動跳閘
　　(1)斷路器OF瞬動跳閘。OF瞬動跳閘，有可能是發生了短路故障。通常，設備安裝完畢，在有關的開關柜內先將導電物等清除干凈，再作絕緣耐壓試驗，各部位都符合要求后方可帶電試車。所以短路故降可能較少，而且凡發生短路故障均有跡象可查或有火花，或有焦煙氣味，同時兼有異常聲音，事后再作絕緣試驗，能發現絕緣已損壞。但一切都好，斷路器仍然發生瞬動跳閘，此時應確認斷路器選擇的脫扣電流值是否合理。如40kw的電機，其額定電流約50A。在選擇用斷路器時，選用脫扣電流100A似乎可以了，而且瞬時電流倍數為10，可達1000A，足以躲開電機61、的起動電流，似乎不應該有問題。但如果考慮下列因素之后，原因便清楚了。
　　(2)熔斷器的瞬時熔斷與短延時分斷，如果一次回路是用熔斷器作保護電器，一般而言，凡是新設備且熔斷器規格選擇合理的，在故障時不會發生瞬時熔斷的現象。但下列情況，應予以重視:熔斷器熔斷體嚴重受傷，但還維持著薄弱的電氣導通性能，一旦起動電流通過時，該熔斷體即熔斷。如果正好是控制回路所接的一相、那么接觸器線圈失電，即造成接觸器失壓跳閘。
　　有兩種情況能使熔斷器受傷:①是機械外力作用，外殼破裂，導致熔斷體受傷，此種情況是可觀察到的; ②是已在其它場合使用過的熔斷器，曾發生過相間短路故障(這種情況發生的可能性極少)。如果熔斷的一相不是控制回路的同相，接觸器不會因此而失壓跳閘，表現為電機缺相運行。此時電機轉矩不足，無法起動，表現堵轉狀態，電流值始終維持在6IN左右。熱保護因此而動作，接觸器跳閘，起動失敗。此時應更換全部熔斷器(因為其它兩相熔斷器也因長時期61、工作電流而影響其特性)，排除其它原因后再起動。當然在此過程中，必須注意電流表指示值，確保無其它異常情況。
　　(3)接觸器K瞬動跳閘、K起動時瞬動跳閘有兩個原因:①二次回路故障，如果從電壓表上看，起動時電壓沒有太大的跌落，原因便在二次回路，可以從以下幾個方面逐一檢查。a.二次回路熔斷器FU熔斷;比合閘回路接觸器K自保持觸點故障;c.自控聯鎖觸點工作不正常。在跳閘按鈕55下p與Fr之間串聯相關的自控聯鎖觸點，在單機試車時，應將自控聯鎖觸點臨時短接。在聯動試車時，應解除臨時短接線。自控聯鎖觸點工作狀態不良，那么合閘便有困難(這種事故有時是因觸點抖動而瞬動跳閘，有時是合不上閘)。
　　②一次母線電壓過低。要保證接觸器K可靠吸合，其線圈電壓不得低于額定電壓的85%。如果電機比較大，供電線路離電源又較遠，在起動時由于起動電流較大，線路壓降就要大一些，很可能低于額定電壓85%，接觸器無法吸合，這從電壓表上可以觀察到。對策是在接觸器所處的母線上設置補償電容。因為電機起動時70%是無功電流，設置電容補償以減少流過供電線路的電流。補償的電容量可按電機額定容量的80%考慮。如仍不夠，可增加電容量直至電機能起動時為止，當然也可通過相關的計算來確定。
　　2.1.2降壓起動失敗跳閘
　　(1)在未切至全電壓時即跳閘。這種情況往往是電機端電壓不足造成的，此時從監測到電壓情況便可判斷。造成端電壓過低的原因:一方面可能是變電所至配電室供電線路過長，另一方面可能是降壓電抗(或電阻)值偏大，致使電機端電壓過低，起動轉矩不足以克服負荷轉矩，電機如堵轉一般，電流始終不衰減，熱保護到時動作跳閘，起動失敗。
　　如果是供電線路過長可設法用電容補償方法，提高配電室母線電壓。當然電容器應是可調節的，以免電機停機時母線電壓過高;若是電抗過大，則設法減小電抗值，使得母線電壓與電機端電壓均有妥當的數值，各方面工作都正常。
　　(2)降壓過程是成功的，在投切至全電壓運行時跳閘。在電機從降壓階段至全電壓工作的切換過程中，有一供電間隙(如不△起動)此時因電機有剩磁，它的電磁場的情況與停機是不同的，有自己的極性方向，類似發電機。當合至電網時由于相位不一致，有時會造成大的沖擊，其電流甚至會超過全電壓起動的情況，出現意料不到的斷路器過流動作，或接觸器失壓跳閘。這種情況往往是有時起動能成功，有時起動要失敗，有很大的偶然性。這種情況，40OkW以上的電機發生的較多，因為其剩磁能量大。遇到該情況應使用電抗器降壓，用短接電抗來達到全電壓起動目的。其過程中問沒有供電間隙，就不會產生上述情況。
　　2.1.3短延時跳閘
　　電機起動過程中，跳閘時間不足15的為短延時跳閘。其異�，F象不多見，上述熔斷器不良是其中之一。另外，帶有接地保護的斷路器，其漏電動作整定值偏小，因電機的饋贈電線路在敷設中絕緣受傷，漏電流值偏大，有時會導致接地保護動作。為防止誤動作，接地保護通常有0.2-0.55的短延時，此時，便反映為短延時動作跳閘。這種情況在新線路上不易發生，在舊的線路上此類故障比較多，通過絕緣檢查是能發現此故障的。此外，短延時跳閘原因是上一級保護誤動作。
　　2.2電機常見故障及排除方法
　　異步電機的故障可分為機械故障和電氣故障兩類。機械故障(如軸承、鐵心、風葉、機座、轉軸等故障)，一般比較容易發現;電氣故障主要是定子繞組、電刷等導電部分出現的故障。由于電機的結構型式、制造質量、使用和維護情況的不同，往往可能出現同一故障有不同外觀現象，或同一外觀現象引起不同的故障。
　　3.結束語
　　通常電機的保護往往與控制設備及其控制方式有一定關系，即保護中有控制，控制中有保護。如電機直接起動時，往往產生4-7倍額定電流的起動電流。使用中往往與起動器串聯在主回路中一起使用，此時由起動器中的接觸器來承載接通起動電流，而其他電器只承載通常運轉中出現的電機過載電流分斷的考核，至于保護功能，由配套的保護裝置來完成。此外，對電機的控制還可以采用無觸點方式，即采用軟起動控制系統。電機主回路由晶閘管來接通和分斷。有的為了避免在這些元件上的持續損耗，正常運行中采用真空接觸器承載主回路(并聯在晶閘管上)負載。另外，依賴電子線路，很容易做到如電子式繼電器那樣的各種保護功能�？傊�，不管采用何種保護裝置，必須考慮過載保護裝置與電機、過載保護裝置與短路保護裝置的協調配合。

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