化工厂日内连烧90kw 75kw引风电机及变频器、软启动故障分析
问题简述
6月22日21点，一小化工厂朋友来电求助，其单位白天运行中烧毁90kw引风机电机一台，连同变频器一起烧毁，无备用电机更换75kw电机后，找来电柜制造厂家用软启动装置运行，在启动过程20秒左右电机冒烟，现场电柜空开跳闸，配电室出线空开跳闸，到此化工厂领导不再信任电柜制造厂家，来电求助，22点赶至现场，由于当时不清楚现场具体情况，路上分析最快恢复生产的应急方法，在想能否直接启动？变压器容量多少？开关容量多少？现场有没有直接启动接触器？如果容量不够，能否点动多次逐步启动运转应急生产？
至现场后了解到连接图如下：
1、引风机一直用变频器运行，频率在48Hz左右，电流130A左右，软启动一般作为备用。
2、上午工况一样，突然变频器异响跳闸，电柜厂家检查电机烧毁，变频器IGBT输出全短路。
3、下午找75kw电机更换后，改软启模式，进口风门全关启动电机，三相电流满表（250A）。
4、电机启动后转动但加速不快，20秒左右电机冒烟，空开跳闸。
5、晚上买到二手90kw电机，电柜厂家停电静态检查软启动，暂无异常。
1、检查新装电机相间、对地绝缘，相间通断，进出电缆绝缘，一切正常
2、检查软启动无异常后，上电空试，再带一3kw小电机，正常运转但很快报输出缺相，因电机功率太小，此乃正常，初步判断软启动正常可带90kw电机试机。
3、要求断开联轴器空试电机（之前烧毁75kw电机时厂家没有这样试验）。
4、电机空载启动正常，转向正常，启动完2秒钟后电机自由停机，但软启动屏幕显示运行中，电流为0，怀疑软启动内部旁路接触器故障不能吸合，或根本就没有内置旁路接触器。
5、因生产急用，把变频器隔离接触器KM1直接连接QF1，用软启动把电机带起来后手动转换停止软启动，并马上启动KM1。（曾考虑用软启动运行输出继电器控制KM1，但改动大）
6、QF1至KM1短接线连好关闭风门，启动软启动，因空载约6秒启动完毕，马上停软起转换KM1电流短时满表后恢复正常，操作工反映电机振动一下后方向反转，马上停机检查。
7、详细检查主回路相别，发现电柜厂家安装低级错误，两个接触器电机侧连接母排居然是正反转方式联接，责令厂家改正。
8、再次空载启动软起并手动转至KM1，运行正常。
9、接好联轴器启动软起，观察软起屏幕显示三相电流700A并缓慢下降，电机启动10多秒加速比较缓慢，手动停机。
10、查看软启动参数，模式为电压斜坡方式，启动电压为默认50%，启动时间为40秒，把启动电压改为70%，启动时间改为30秒11、再次启动，电机加速明显，约16秒启动完毕电流降为80A左右，逐步开阀门加负荷电流控制在150A。
12、至此凌晨1点设备应急运行改造完成，因无过载保护，要求操作工严格控制运行电流不超过160A，但还有许多疑惑。
1、90kw电机烧毁后拆开发现轴承损坏转子扫膛，电机扫膛变频器能否保护？电机定子线圈瞬间击穿短路变频器能否反应并保护
2、75kw电机烧毁后拆开发现绕组局部击穿，据了解当时检查对地绝缘正常，但相间绝缘没检查，是2月前正常运行拆下来备用的
3、引风机关闭阀门反转启动会不会引起电机烧毁？其反转启动负荷与正转启动负荷有没有区别，（离心风机）
4、90kw引风机直接启动时间？启动电流？250A（内部固定10倍瞬动）空开能否躲过？
5、变压器应该是足够直接启动的。
6、当时安装是如何试机的，难道变频器与软启动方向相反没看出来？
7、可能是：软启动方向正确，变频器因内部逆变后方向也对？或者变频器方向错误但用设置参数把方向改过来了？
据了解，当时上变频器就是为了启动用，主要目的不是调速，但有时也会调速到35Hz左右运行。
75kw电机烧毁后问遍在场人员都不清楚当时的方向是否正确，因为更换电机后的方向正、反转都有可能，75kw电机启动反转只是猜测。
细想起来90kw电机软启动完成2秒左右是听到内部轻微响了一下，估计是内部旁路接触器动作声音，但既然已响吸合为何无电流，难道其内部接触器还带有熔断器？或者根本就没合上？
小单位好多常识和检查都不太理想的，无非都是想节约用人成本，但本次事故他们损失较大，停产1天，烧毁4台设备。
技术探讨
用户qingdao0532
1.电机扫膛变频器能否保护？
这个需要定量分析了，要看电机扫膛的严重程度。
首先，变频器或者热继都是按照电机的电流数来进行保护的。
其次，一般情况下，风机选型都偏大，变频器一般是和电机同功率。比如说90KW引风机，正常运行电流可能只要130A即可满足工况要求。如果这时发生扫膛故障，比如说电流增加到170A，变频器会认为电机工作在满负荷状态。
而此时电动机的效率急剧下降，所增加的功率全部用于内部机械摩擦，导致电机过热烧坏。而变频器或者热继都不会保护的。
90KW离心风机，叶轮都是独立的轴承箱支承，电机通过联轴器和风机相连，如果电机轴伸端轴承损坏，电机转子可能被联轴器支承，或者电机轴承并未完全失去支承作用等等原因，就可能出现这种情况。
如果电机本身就工作在满负荷条件，或者扫膛比较严重，电机电流必然超过额定值，变频器会报过载故障。
如果电机扫膛非常严重，电机电流剧烈增加，变频器会报过流故障。
如果电机和风机用皮带转动，因为有皮带预拉力，如果发生轴承损坏，电机转子被皮带拉紧到定子上，阻力剧增，变频发生就报过流故障。
电机定子绕组突然击穿，变频器会保护的。
你的现场，电动机和变频器同时烧坏，一旦发生短路，短路电流很大，变频器能否及时保护就很难说了。
3.引风机关闭阀门反转启动会不会引起电机烧毁？其反转启动负荷与正转启动负荷有没有区别？
离心风机关闭阀门反转启动和正转启动负荷相同，正常条件下不会造成电机烧坏。
关闭阀门后，离心风机不进风，启动时叶轮所受转动阻力小，电动机主要是克服叶轮的惯性。所以，反向启动和正向启动，负荷相同。
值得注意的是：第一，离心风机进风越多，负荷越重，关了进风口，负荷很轻。
第二，离心风机反转时，进风口仍然吸风，出风口仍然出风，只是风压风量效率都低，
以上两点和人的直觉相反。
4. 90kw引风机直接启动时间？启动电流？250A（内部固定10倍瞬动）空开能否躲过？
这个要看你风机叶轮的惯性大小了。满压直接启动时，电机堵转，电流1000A左右吧。90KW电机的额定转差率比较小，电动机是一直加速到快要接近同步转速时，电流才降下来。
250A空开能否躲过，那就看启动电流的持续时间和 空开的动作曲线了。
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来源：工控论坛
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