故障分析
由于生產(chǎn)需求,高壓電機(jī)開(kāi)動(dòng)頻繁,振動(dòng)大,機(jī)械沖力大,很容易導(dǎo)致電機(jī)循環(huán)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障,這主要包括以下幾個(gè)類(lèi)型:
1電機(jī)外部冷卻管道出現(xiàn)損壞,導(dǎo)致冷卻介質(zhì)的流失,進(jìn)而降低了高壓電機(jī)冷卻系統(tǒng)的冷卻能力,冷卻能力受阻,導(dǎo)致電機(jī)溫度升高;
2冷卻水出現(xiàn)變質(zhì)后,冷卻管道遭到雜質(zhì)的腐蝕與堵塞,導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱的問(wèn)題;
3部分冷卻散熱管對(duì)于散熱功能與導(dǎo)熱性要求較高,不同材質(zhì)的物體間因收縮程度不同而留下空隙,兩者結(jié)合位置出現(xiàn)氧化與銹蝕的問(wèn)題,冷卻水滲透到其中就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)“放炮"事故,電機(jī)組將自動(dòng)停機(jī),導(dǎo)致電機(jī)組不能正常工作。
修理方法
對(duì)外部冷卻管路進(jìn)行監(jiān)管,最大限度地降低外部冷卻管路介質(zhì)的溫度。提高冷卻水水質(zhì)的質(zhì)量,減少冷卻水雜質(zhì)腐蝕管道,冷卻通道堵塞的機(jī)率。潤(rùn)滑劑滯留在冷凝器會(huì)降低冷凝器的散熱速度,并制約液態(tài)制冷劑的流動(dòng)。針對(duì)鋁制的外部冷卻管路漏水現(xiàn)象,檢漏儀的探頭在所有可能滲漏的部位附近移動(dòng),在需要檢查的部位,如各連接頭、焊縫等,次運(yùn)行系統(tǒng)使檢漏劑再次隨之循環(huán),采取沖壓、填塞、密封的檢修方法的實(shí)際方案。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢修時(shí),必須在高壓電機(jī)鋁制外部冷卻管路漏水處涂抹膠水,可以很有效地防止鋼與鋁的接觸,達(dá)到很好的防氧化效果。
電機(jī)在啟動(dòng)與過(guò)載運(yùn)行過(guò)程中在各種力的影響下,電機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的短路環(huán)與銅條焊接上,致使電機(jī)轉(zhuǎn)子銅條慢慢發(fā)生松動(dòng),一般由于端環(huán)不是整塊銅料鍛成,其接焊縫焊接不良,在運(yùn)行中受熱應(yīng)力容易造成開(kāi)裂。銅條與鐵芯配合過(guò)松致使銅條在槽內(nèi)發(fā)生振動(dòng),可引起銅條或端環(huán)斷裂。此外,安裝工藝執(zhí)行不到位, 在線棒表面產(chǎn)生細(xì)微的糙化作用,不能及時(shí)散熱的話,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致膨脹變形,引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)加劇。首先,應(yīng)該對(duì)高壓電機(jī)轉(zhuǎn)子焊接斷點(diǎn)進(jìn)行檢查,仔細(xì)清理鐵心槽內(nèi)的雜物,主要檢查有無(wú)斷條、裂紋等缺陷,使用銅質(zhì)材料在焊接斷裂處進(jìn)行焊接,將所有的螺絲緊固完畢以后再開(kāi)始正常運(yùn)行。對(duì)轉(zhuǎn)子繞組作細(xì)微檢查,做到預(yù)防為主,一旦發(fā)現(xiàn)需要及時(shí)的更換,避免出現(xiàn)鐵芯的嚴(yán)重?zé)龘p。定期檢查鐵芯拉近螺栓情況,進(jìn)行轉(zhuǎn)子的重新安裝,必要時(shí)測(cè)定鐵芯損耗。在高壓電機(jī)故障中,由定子繞組絕緣損壞引起的故障占到了 40%以上。高壓電機(jī)在快速啟停或快速變負(fù)荷時(shí),機(jī)械振動(dòng)會(huì)使得定子鐵心與定子繞組產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),在熱劣化下即發(fā)生了絕緣擊穿現(xiàn)象。溫度的升高加速了絕緣表面的劣化,改變了絕緣表面的狀況,從而引起了與絕緣表面狀況相關(guān)的一系列變化。由于繞組表面油污、水汽、污穢,定子繞組不同相間的放電,接觸部位的高壓引線絕緣層表面紅色防暈漆已變成黑色。高壓引線部分檢查,高壓引線斷裂部位正處在定子機(jī)座棱角部,續(xù)在潮濕環(huán)境下運(yùn)行,導(dǎo)致定子繞組高壓引出線絕緣層老化,使得繞組絕緣電阻值有下降現(xiàn)象。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件,對(duì)電機(jī)繞組的高壓引線段先采用絕緣膠帶包扎。按檢修電工常用的“吊把"工藝,單獨(dú)將故障線圈上槽邊緩緩吊離定子鐵芯內(nèi)壁30~40毫米處,并設(shè)法固定。用簡(jiǎn)易烘壓夾具初夾新包扎的絕緣部位, 用粉云母帶半疊包上層邊直線段對(duì)地絕緣10~12層, 接著包扎其鄰槽線圈兩頭鼻部對(duì)地絕緣, 線圈端部斜邊段涂高阻半導(dǎo)體漆,徐刷長(zhǎng)度12mm。最好加熱、冷卻各進(jìn)行兩次。第二次加熱前要再次上緊壓模螺絲。高壓電機(jī)用得最多的是深溝球軸承和圓柱滾子軸承,造成電機(jī)軸承故障的主要原因有安裝不合理,沒(méi)有按照相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行安裝。潤(rùn)滑劑不合格,如果溫度異常,油脂的性能變化也很大。這些現(xiàn)象都導(dǎo)致軸承很容易出現(xiàn)問(wèn)題,導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障。如果線圈固定不牢,會(huì)使線圈與鐵心發(fā)生振動(dòng),定位軸承承受了過(guò)大的軸向負(fù)荷,會(huì)導(dǎo)致軸承燒毀。電機(jī)專(zhuān)用軸承有開(kāi)式和封閉式的,具體選擇要根據(jù)實(shí)際情況。軸承而言,需要通過(guò)選擇特殊的游隙和潤(rùn)滑脂,軸承在安裝的時(shí)候,潤(rùn)滑的選擇要注意,有時(shí)候要用有EP添加劑的潤(rùn)滑脂,可在內(nèi)套上涂上一層薄薄的潤(rùn)滑脂,可提高電機(jī)軸承運(yùn)行壽命。正確選用軸承及精確使用軸承,減少裝機(jī)后軸承工作徑向游隙和采用淺度外圈滾道結(jié)構(gòu)來(lái)防止。電機(jī)組裝時(shí),還需仔細(xì)檢查軸承安裝時(shí)軸承與轉(zhuǎn)子軸的配合尺寸。
如果環(huán)境潮濕,電氣和導(dǎo)熱性能較差,容易造成電機(jī)溫升過(guò)高,導(dǎo)致橡膠絕緣變質(zhì)甚至剝落,致使引線松動(dòng),發(fā)生斷裂甚至弧光放電問(wèn)題。軸向的振動(dòng)會(huì)造成線圈表面與墊塊和鐵心發(fā)生摩擦,造成線圈外側(cè)半導(dǎo)體防暈層的磨損,嚴(yán)重時(shí)直接破壞主絕緣,導(dǎo)致主絕緣擊穿。高壓電機(jī)受潮導(dǎo)致其絕緣材料電阻值難以達(dá)到高壓電機(jī)規(guī)定的要求,致使電機(jī)出現(xiàn)故障;高壓電機(jī)使用年限過(guò)長(zhǎng),防暈層與定子鐵心接觸不良出現(xiàn)電弧,電機(jī)繞組出現(xiàn)擊穿導(dǎo)致電機(jī)最終出現(xiàn)故障;高壓電機(jī)的內(nèi)部油污浸入主絕緣之后,容易引起定子線圈匝間短路等,高壓電機(jī)內(nèi)部接觸不良,也很容易導(dǎo)致電機(jī)出現(xiàn)故障。
修理方法
絕緣技術(shù)是電機(jī)制造和維修環(huán)節(jié)中重要的工藝技術(shù)之一。為保證電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定度,因此必須提高絕緣的耐熱能力。在主絕緣內(nèi)部放置半導(dǎo)體材料或金屬材料的屏蔽層,來(lái)改善沿面的電壓分布。完善的接地系統(tǒng)是系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。
電磁方面的故障
1定子繞組的相間短路
定子繞組的相間短路是電機(jī)最嚴(yán)重的故障,將引起電機(jī)本身繞組絕緣嚴(yán)重?fù)p壞、鐵芯燒傷,同時(shí)將造成電網(wǎng)電壓的降低,影響或破壞其他用戶的正常用電。因此要求盡快切除故障電機(jī)。
2一相繞組的匝間短路電機(jī)
一相繞組匝間短路時(shí),故障相電流增大,其電流增大程度與短路匝數(shù)有關(guān),匝間短路破壞電機(jī)的對(duì)稱(chēng)運(yùn)行,并造成局部嚴(yán)重發(fā)熱。
3單相接地短路
高壓電機(jī)的供電網(wǎng)絡(luò)一般是中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng),高壓電機(jī)發(fā)生單相接地故障時(shí),如果接地電流大于10A ,將造成電機(jī)定子鐵芯燒毀。另外單相接地故障還可能發(fā)展成匝間短路或相間短路,視接地電流大小可切除故障電機(jī)或發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
4電源或定子繞組一相斷路
電源或定子繞組一相斷路造成電機(jī)缺相運(yùn)行,導(dǎo)通相電流增大,電機(jī)溫度急劇上升,噪聲加大,振動(dòng)加大。要盡快停機(jī),否則將造成電機(jī)燒毀。
5電源電壓過(guò)高或過(guò)低
電壓過(guò)高,導(dǎo)致定子鐵芯磁路飽和,電流急速增大;電壓過(guò)低,電機(jī)轉(zhuǎn)矩下降,帶負(fù)荷運(yùn)行的電機(jī)定子電流增大,電機(jī)發(fā)熱,嚴(yán)重時(shí)燒毀電機(jī)。
機(jī)械方面的故障
1軸承磨損或缺油
軸承故障易使電機(jī)溫度上升,噪聲加大,嚴(yán)重時(shí)軸承抱死,電機(jī)燒毀。
2電機(jī)配件裝配不良
電機(jī)裝配時(shí),螺絲把的不勻,電機(jī)內(nèi)外小蓋與軸相擦,造成電機(jī)溫度高,噪聲大。
3聯(lián)軸器裝配不良
軸的傳動(dòng)力使軸承溫度升高,電機(jī)振動(dòng)加大。嚴(yán)重時(shí)會(huì)損傷軸承,進(jìn)而燒毀電機(jī)。
即電流速斷或縱差保護(hù),反應(yīng)電機(jī)定子燒組相間短路故障。容量小于2MW的電機(jī)裝設(shè)電流速斷保護(hù);容量在2MW及以上或容量小于2MW但電流速斷保護(hù)靈敏度不能滿足要求,而且有六根出線的重要電機(jī)可裝設(shè)縱差保護(hù)。電機(jī)的相間短路保護(hù)動(dòng)作于跳閘;對(duì)于具有自動(dòng)滅磁裝置的同步電機(jī),保護(hù)還應(yīng)動(dòng)作于滅磁。作為電機(jī)匝間、斷相、相序接反以及電壓較大不平衡的保護(hù),也可作對(duì)電機(jī)的三相電流不平衡,相間短路故障主保護(hù)的后備作用。負(fù)序電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。高壓電機(jī)的供電網(wǎng)絡(luò)一般為小電流接地系統(tǒng) ,發(fā)生單相接地時(shí),僅有接地電容電流流過(guò)故障點(diǎn),-般危害較小。只有接地電流大于5A時(shí)才考慮裝設(shè)單相接地保護(hù),接地電容電流為10A及以上時(shí),保護(hù)可帶時(shí)限動(dòng)作于跳閘;接地電容電流為10A以下時(shí),保護(hù)動(dòng)作于跳閘或信號(hào)。電機(jī)單相接地保護(hù)的接線和整定與線路單相接地保護(hù)相同。電源電壓短時(shí)降低或中斷后又恢復(fù)時(shí),許多電機(jī)同時(shí)啟動(dòng),可能造成電壓恢復(fù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),甚至不能恢復(fù)。為了保證重要電機(jī)的自啟動(dòng),在不重要的電機(jī)或者工藝、安全方面的原因,不允許自啟動(dòng)的電機(jī)上裝設(shè)低電壓保護(hù),延時(shí)動(dòng)作于跳閘。長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷會(huì)使電機(jī)溫升超過(guò)允許值,使絕緣老化甚至|起故障。故運(yùn)行過(guò)程中易發(fā)生過(guò)負(fù)荷的電機(jī)應(yīng)裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。根據(jù)電機(jī)的重要程度及發(fā)生過(guò)負(fù)荷的條件可以設(shè)置動(dòng)作于信號(hào)、自動(dòng)減負(fù)荷或跳閘。6、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)反應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),當(dāng)電機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)整定的允許時(shí)間時(shí),保護(hù)動(dòng)作于跳閘。反應(yīng)任何原因引起的定子正序電流增大或出現(xiàn)負(fù)序電流,導(dǎo)致電機(jī)過(guò)熱,保護(hù)動(dòng)作于報(bào)警、跳閘。過(guò)熱禁止再啟動(dòng)。8、堵轉(zhuǎn)保護(hù)(正序過(guò)電流保護(hù))反應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中或運(yùn)行中發(fā)生堵轉(zhuǎn),保護(hù)動(dòng)作于跳闡。對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)還應(yīng)增設(shè)失步保護(hù)、失磁保護(hù)、非同步?jīng)_擊保護(hù)。