发布于：2006-01-03 23:44:03
来自：电气工程/电站工程
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电机故障与保护类型
厦门万谱总工程师：李欣
1．同步发电机 max：1500mw/单机海轮 700mw/单机水轮。
2．同步电动机
3．异步电动机
4．直流电动机
传 动 类 型
1．恒速：转速与负荷无关 同步
2．变速：转速与负荷有关 异步
3．变速：直流、绕线
运行方式：按GB755-87分为九类
绝缘等级：Y A E B F H
90 105 120 130 155 180
电机损坏原因分析：
1 电源产生：
1．1 过电压：来自四个方面，由于具有极高的冲击电压，极易造成绝缘损坏
1．1．1 单相接地振荡过电压
1．1．2 系统操作过电压 结果导致单相接地故障产生，相向短路，如金山石化
1．1．3 感应雷击 炼化部UPS电源损坏。
1．1．4 直接雷击
1．2 三相不平衡
1．2．1 高压侧断相引起；
1．2．2 单相接地故障引起，中性点偏移，在电机中产生负序电流，负荷不变，电机容差和Ie增大，导致铜损增加，电机过热损坏，占比重较大。
1．3 失相：是造成电机损坏最多的一种
1．3．1 熔丝选择偏小，熔断器在接近Ie的过负荷条件下运行，是繁重的运行，这时熔体被加热到很高的温度，达到热平衡时→稳定，而熔断器的作用是用于短路保护（在电机网络），用于过负荷保护将很难实现，相反会因为选用偏小，造成单相熔断，使电机失相运行损坏，就是说：用降低容量的办法（熔体）实现过负荷保护，往往造成过热熔断，导致电机断相运行，已确应为I=Iq/1.5或I=Iq；
1．3．2 由于接线原因开断：如福州洪盛橱房设备公司引风机损坏。
1．4 高次谐波
1．4．1 由主变Y→Y产生
1．4．2 由非线性负荷产生， 4、7、10谐波引起电机铁损上升
互相迭加，导致谐波过载
在三相四线制中，一部分谐波可以抵消另外一些
结果：2、5、8谐波……造成……隆低电机转短，主要加在N线上。
3、6、9谐波造成剩余保护器误动，主要加在N线上。
1．5 过压：
1．5．1 单相接地，在过压的同时，也出现严重不平衡；
1．5．2 电力 产生
过压在初期、定子电流往往减少，然后是随着增加，铜损与铁损都增加，造成电机过热损坏。
全部回复（2 ）
只看楼主 我来说两句抢地板3．状态维修（Condition Maintenance or Predictive Maintenance）
19世纪后出现的：
1．蒸汽机和电机的出现，手工业落后，生产规模小，故障未引起重视。
2．工业化大生产的出现，故障对生产带来的损失，编制大修计划。
3．计算机和电子技术的发展，通过材料分析，概率统计方式，诊断设备。
诊断以USA最早成立：国家标准局NBS、机械工程师学会，电子研究所。
英国：曼彻斯特大学、南安普顿大学、米歇尔公司、钢铁公司。
电机的五个组成部分：电路系统、磁路、绝缘、机械、通风。
电机诊断的技术分为：
1．电流分析法：Current Analysis x（t）→F（f）变换， 称频谱分析
2．振动诊断：Vibration diagnosis
3．温度诊断：Temperature diagnosis
方法：
诊断技术手段 机械检测：振动、噪声、铁谱、声发射
电气检测：绝缘、换面、轴电流、电流分析
温度检测：红外、热象、光纤、直接PTC
其它检测：谐波、传递 、检漏
预知诊断软件：USA思泰克、贝克公司MTA4.5、丹麦PK公司7615。专家系统
具备以下8个特点：
1．具专家级专门知识：在处理问题的质量、速度和运用启发式规则能力方面；
2．符号处理能力：使用符号、准确表示相关领域知识，并进行处理；
3．问题求解能力：具备公共智能行为、能用试探性推理；
4．知识具有复杂和难度：处理问题涉及知识应有深度和难度；
5．具有解释功能：能够提问和解释“为什么”“如何”；
6．具有知识获取能力：从运行的经验中不断总结和更新，自动转化适合专家系统处理的表示；
7．针对性强：体现某一特定领域，在深度方向提高有效性；
8．知识与知识处理机构相对独立：系统中有独立的知识库、解释模块，便于扩充维护。
实例：USA思泰克：Explore-ex 诊断专家系统
1．适用：电动机、大中型离心风机、泵、压缩机……
直接式轴、直接式弹性、刚性联轴节、滚动轴承、合金轴瓦、可倾轴瓦
2．可诊断故障类型：
①．旋转机械不平衡性、不对中、轴弯曲、轴裂纹、固定件松动；
②．轴承：内环、外环、滚动体、支架、油膜振裂、止推……
③．共振：系统共振、横向、执振、支撑共振；
④．电动机：笼条松动、裂纹、断条、转子不中、动态、静态偏心。
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1．6．1 电力 负荷重
电机轴功率MV2 正比端电压平方
1．6．2 大型设备的起动
1．6．3 电机空载时，定子电流减少，而转子电流在任何时候均增加。当电机有负荷时，定子电流增加，而转子电流导致电机转子过热。
在V下降使轴功率低于负荷时，电机S减少，向疲倒方向发展到堵转，此时的电压称为监界电压，以此脱扣的为欠压保护，以低于此脱扣的为失压保护，目的是除保护本电机外，也是为了切除次要电机，保证重要电机在V恢复后能起动，失压的危害如茂名石化。
2 电机本身
2．1 轴承
脉动：不平衡、失相
2．1．1 轴电压过高，由火花产生 单极效应：环绕轴的多分量轴强化
电容电流
2．1．2 轴承烧坏、振动、 发射 Vibration Diagnosis
2．1．3 密封失效
轴承无论滚动、滑动，出现轴电流异物、磨损、点蚀、摔裂、锈蚀、胶合等，振动位于在时域及频域上变动。
2．2 转子：工作时承受各种复杂和交变的应力，如离心、电磁、热应、线性，附加强迫振动力等。转子偏心产生不对称强拉力，转轴弯曲，轴颈椭圆等，将使转子产生振动。
2．2．1 断条、发展：部位过热、应力→断裂、电弧→相邻条Ie大增→更多断条。
在断条情况下，在基频傍出现边频，幅值随负荷而增大，电流出现摆动。
2．2．2 不平衡：偏心产生单边强拉力，损坏轴承。
2．3 绕组：
2．3．1 单相接地：GB50055-93 2．4．2条，接地故障保护划归为短路保护，主要防止火灾和人身安全，2．4．3IEC 473．3．1：适中保护剪作接地故障，保护时必要的，注：不能采用熔断器作接地保护！
2．3．2 过流：过流→有条件温升，除危及绝缘外，定子、转子电阻增加，损耗和转拒改变，温升在电机的分布和绕组对铁芯有20℃温差。
2．3．3 匝间短路：三相电流不对称，电机振动、短路处局部温升高。
2．4 定子铁芯：
2．4．1 铁芯振动、起动、运行噪声大，振动加大；
2．4．2 局部过热：短路、铁损增大。
电机保护
3 保护类别
3．1 故障现象保护：根据采样信号达到某一定值。
故障类型 保护器类型
1．1 过压 过电压保护器
1．2 三相不平衡 电子型保护器
1．3 失相 电子型保护器
1．4 高次谐波 电子型保护器
1．5 过压 电子型保护器
1．6 欠压 电子型保护器
CURRENT ANalysis
2．1 轴承 监控系统、专家系统 Vibretion Diagnosis
Temperature Diagnosis
2．2 转子 监控系统、专家系统
2．3．1 绕组接地 电子型保护器
2．3．2 绕组过流 热继电器 电子型保护器
2．3．3 匝间短路 电子型保护器
2．4 定子铁芯 监控系统
3．2 监控值保护：根据传感器采样，运行参数达到电机极限耐受值。
绕组过温：PTC、NTC、红外、热象、光纤 电子型保护器
绕组电晕：放电、造成绝缘迅速恶化
转子偏心扫膛： 监控系统
3．3 预知性保护：
专家系统 x（t）→F（f）
电 机 故 障 诊 断
经历了三个阶段：
1．事后维修（Breakdown Maintenance）
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