工程机电设备安装施工完成之后,通常要进行机电设备安装试运行。本文分析了电机启动前的检查及电机发生故障的原因,并在此基础上提出了解决措施。
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机电设备安装试运行是在工程机电设备安装施工完成之后,对电动机及其要所带的机械作单机的起动调试。在施工单位人员的操作下,按照正式生产或使用的条件和要求进行较长时间的工作运转,与项目设计的要求进行对比,以此来调试运行设备。目的是考验设备设计、制造和安装调试的质量,验证设备连续工作的可靠性,对设备性能作一次检测,并将检测的数据与设备制造出厂记录的数据进行比较,对设备工程的质量作出评价。
1 电机起动前的检查
(1)检查电机内部有无杂物,用干燥、清洁的200~300kPa 的压缩空气吹净内部,但不能碰坏绕组。
(2)检查二次回路接线是否正确。二次回路接线检查可以在未接电机时先模拟动作一次,确认各环节动作无误,包括信号灯显示正确,检查电机引出线的连接是否正确,相序和旋转方向是否符合要求,接地或接零是否良好,导线截面积是否符合要求。
(3)新安装的或停用3个月以上的电机,用兆欧表测量电机各项绕组之间及每项绕组与地(机壳)之间的绝缘电阻。测试前应拆除电机出线端子上的所有外部接线,通常对 500V 以下的电机用500MΩ兆欧表测量;对 500V以上电机用 1000MΩ兆欧表测量其绝缘电阻。按要求:电机每 1kV 工作电压,绝缘电阻不得低于1MΩ,电压在1kV 以下容1000KW 的电机,其绝缘电阻应不低于0.5MΩ 若绝缘电阻较低,则应先将电机进行烘干处理,然后再测其绝缘电阻,合格后才可通电使用。
2 电机发生故障的原因
机电设备安装试运行时有时会出现一些异常现象其发生故障的原因可分为内因和外因两类。
2.1 故障外因
(1)电源电压过高或过低。
(2)起动和控制设备出现缺陷。
(3)电机过载。
(4)馈电导线断线 包括三项中的一项断线或全部馈电导线断线。
(5)周围环境温度过高 有粉尘 潮气及对电机有害的蒸汽和其它腐蚀性气体。
2.2 故障内因
(1)机械部分损坏,如轴承和轴颈磨损、转轴弯曲或断裂、支架和端盖出现裂缝、所传动的机械发生故障(有摩擦或卡涩现象) 引起电机过电流发热,甚至造成电机卡住不转,使电机温度急剧上升,绕组烧毁。
(2)旋转部分不平衡或联轴器中心线不一致。
(3)绕组损坏。如绕组对外壳和绕组之间的绝缘击穿匝间或绕组间短路,绕组各部分之间以及换向器之间的接线发生差错,焊接不良绕组断线等。
(4)铁心损坏,如铁心松散和益片间短路;或绑线损坏,如绑线松散、滑脱、断开等。
(5)集流装置损坏,如电刷、换向器和滑环损坏、绝缘击穿、展摆和刷握损坏等。
3 电机起动失败的原因分析与对策
电机起动失败的异常现象有许多, 一次回路的短路保护是使用断路器OF(或熔断器)、控制电器接触器K、热继电器F-I-作过载保护(有时Fr接在TA 二次侧回路中)为例,来分析其起动失败的原因及采取的对策。
3.1 电机的控制与保护
3.1.1 瞬动跳闸
即:电机一起动立即跳闸
(1)断路器OF瞬动跳闸OF 瞬动跳闸,有可能是发生了短路故障,通常:设备安装完毕,在有关的开关柜内先将导电物等清除干净再作绝缘耐压试验。各部位都符合要求后方可带电试车,所以短路故降可能较少,而且凡发生短路故障均有迹象可查或有火花或有焦烟气味,同时兼有异常声音。事后再做绝缘试验,能发现绝缘已损坏,但一切都好。断路器仍然发生瞬动跳闸,此时应确认断路器选择的脱扣电流值是否合理,如 40kw 的电机,其额定电流约50A 在选择用断路器时,选用脱扣电流100A 似乎可以了,而且瞬时电流倍数为10 可达1000A 足以躲开电机6IN的起动电流,似乎不应该有问题。但如果考虑下列因素之后,原因便清楚了。
(2)熔断器的瞬时熔断与短延时分断。如果一次回路是用熔断器作保护电器 一般而言,凡是新设备且熔断器规格选择合理的,在故障时不会发生瞬时熔断的现象。但下列情况应予以重视:熔断器熔断体严重受伤,但还维持着薄弱的电气导通性能,一旦起动电流通过时,该熔断体即熔断;如果正好是控制回路所接的一相,那么接触器线圈失电即造成接触器失压跳闸,合闸失败。
有两种情况能使熔断器受伤:一是机械外力作用外壳破裂,导致熔断体受伤 此种情况是可观察到的;二是已在其它场合使用过的熔断器,曾发生过相间短路故障(这种情况发生的可能性极少) 。如果熔断的一相不是控制回路的同相,接触器不会因此而失压跳闸,表现为电机缺相运行,此时电机转矩不足,无法起动 表现堵转状态。电流值始终维持在 6IN 左右,热保护因此而动作,接触器跳闸。起动失败,此时应更换全部熔断器(因为其它两相熔断器也因长时期 6 IN工作电流而影响其特性) 排除其它原因后再起动。当然在此过程中,必须注意电流表指示值,确保无其它异常情况。
3.1.2 降压起动失败跳闸
(1)在未切至全电压时即跳闸。这种情况往往是电机端电压不足造成的,此时从监测到电压情况便可判断,造成端电压过低的原因:一方面可能是变电所至配电室供电线路过长;另一方面可能是降压电抗(或电阻)值偏大,致使电机端电压过低,起动转矩不足以克服负荷转矩,电机如堵转一般,电流始终不衰减,热保护到时动作跳闸。起动失败如果是供电线路过长可设法用电容补偿方法,提高配电室母线电压,当然电容器应是可调节的,以免电机停机时母线电压过高;若是电抗过大,则设法减小电抗值,使得母线电压与电机端电压均有妥当的数值各方面工作都正常。
(2)降压过程是成功的。在投切至全电压运行时跳闸,在电机从降压阶段至全电压工作的切换过程中,有一供电间隙(如不起动)此时因电机有剩磁。它的电磁场的情况与停机是不同的,有自己的极性方向类似发电机。当合至电网时由于相位不一致,有时会造成大的冲击,其电流甚至会超过全电压起动的情况,出现意料不到的断路器过流动作,或接触器失压跳闸。这种情况往往是有时起动能成功,有时起动要失败有很大的偶然性。这种情况400kW 以上的电机发生的较多 因为其剩磁能量大,遇到该情况应使用电抗器降压,用短接电抗来达到全电压起动目的,其过程中问没有供电间隙,就不会产生上述情况。
3.2电动机常见故障及排除方法
异步电动机的故障可分为机械故障和电气故障两类。机械故障如轴承、铁心 、风叶、机座、转轴等故障,一般比较容易观察与发现;电气故障主要是定子绕组 电刷等导电部分出现的故障。由于电动机的结构型式制造质量、使用和维护情况的不同,往往可能出现同一故障有不同外观现象,或同一外观现象引起不同的故障。因此要正确判断故障,必须先进行认真细致的观、研究和分析,然后进行检查与测量,找出故障所在,并采取相应的措施予以排除。
3.2.1 调查
首先了解电机的型号、规格、使用条件及使用年限,以及电机在发生故障前的运行情况,如所带负荷的大小、温升的高低、有无不正常的声音、操作情况等等,并认真听取操作人员的反映。
3.2.2察看故障现象
察看的方法要按电机故障情况灵活掌握,有时可以把电动机上电源进行短时运转,直接观察故障情况,再进行分析研究;有时电机不能上电源,通过仪表测量或观察来进行分析判断,然后再把电机拆开,测量并仔细观察其内部情况,找
出其故障所在。
3.2.3电动机运行中的监视与维护
电动机在运行时,要通过听、看、闻等及时监视电动机,以及当电动机出现不正常现象时能及时切断电源,排除故障。具体项目如下:听电动机在运行时发出的声音是否正常,电动机正常运行时,发出的声音应该是平稳、轻快均匀。有节奏的,如果出现尖叫、沉闷、摩擦、撞击振动等异声时,应立即停机检查。观察电动机有无振动,噪声和异常气味,电动机若出现振动,会引起与之相连的负载部分不同程度增高,形成电动机负载增大,出现超负荷运行,就会烧毁电动机通过多种渠道经常检查。检查电动机的温度及电动机的轴承、定子、外壳等部位的温度有无异常变化,尤其对无电压,电流指示及没有过载保护的电动机,对温升的监视更为重要。电动机轴承是否过热,缺油,若发现轴承附近的温升过高,就应立即停机检查。轴承的滚动体,滚道表面有无裂纹,划伤或损缺,轴承间隙是否过大晃动,内环在轴上有无转动等。
保持电动机的清洁,特别是接线端和绕组表面的清洁,不允许水滴,油污及杂物落到电动机上,更不能让杂物和水滴进入电动机内部。要定期检修电动机,清洁内部,更换润滑油等。电动机在运行中,进风口周围至少3米内不允许有尘土、水渍和其他杂物,以防止吸人电机内部,形成短路介质,或损坏导线绝缘层,造成匣间短路,电流增大,温度升高而烧毁电动机。
4 结束语
控制设备及电动机的技术性能不断日益完善。控制设备及其控制方式往往与电动机的保护有一定关系,即控制中有保护,保护中有控制。因此,使用中往往与起动器串联在主回路中一起使用,此时由起动器中的接触器来承载接通起动电流的考核,而其他电器只承载通常运转中出现的电动机过载电流分断的考核,至于保护功能,由配套的保护装置来完成。
参考文献
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