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1、大型高压异步电动机定子温度偏高故障分析与排除技术总结 粱晓红 严福超 周强 周小斌 中国航发四川燃气涡轮研究院 摘 要： 介绍某气源系统大型高压异步电动机在近几年运行过程中定子温度逐渐升高的故障现象, 针对可能引起该故障的原因, 对整个相关系统进行了全面的分析检查与处理。关键词： 故障现象; 定子温度; 原因分析; 故障检查; 处理过程; 收稿日期：2017-05-08Received： 2017-05-081 情况概述在近几年的试验中, 某气源厂房 13#电机定子温度逐渐升高, 定子平均温度接近 100, 查阅了 13#电机正常运行时定子平均温度约 65, 电机定子温度明显升高。该电机基本参
2、数型号为 YSK4500-2, 额定电压 6 k V, 额定功率 4500 k W, 额定电流 507.3 A, 额定转速 2966 r/min, 额定频率 50 Hz, 温升 75, 绝缘等级 F 级。2 电机定子温度偏高的一般原因(1) 电机运行参数的原因:电网电压异常;电网频率异常;电机三相电流严重不平衡;电机长时间过载运行。(2) 通风散热方面的原因:电机冷却器故障;通风道堵塞;电机风扇故障;电机绕组内灰尘、污垢过多。(3) 电机本体的原因:电机定子测温元器件损坏;电机定子温度变送器损坏;电机绝缘受潮;电机轴承故障;定转子发生摩擦发热;电机内部轻微故障 (如绕组相间、匝间短路或接地等)
3、 。3 故障检查及处理过程3.1 电机运行参数检查(1) 电机运行电压为, U ab:6.3 k V, Ubc:6.3 k V, Uca:6.3 k V, 三相电压平衡。(2) 电机运行时频率为 49.9 Hz, 接近电机的额定频率 50 Hz, 正常。(3) 电机运行电流分别为 A 相 386 A, B 相 375 A, C 相 384 A, 三相电流平衡, 且低于电机额定电流 507.3 A。(4) 电机运行功率为 3099 k W, 低于电机额定功率 4500 k W, 正常。3.2 通风散热方面检查(1) 电机冷却器检查:电机冷却器供水压力为 70k Pa, 使用红外测温仪检测电冷进水
4、温度为 16.1, 回水温度为 16.8, 温度差值为 0.7, 正常;脱开电机冷却器进回水管道, 拆除电机冷却器, 打开冷却器进回水端盖, 逐一检查冷却器铜管, 没有发现堵塞的现象, 并对其进行冲洗, 全部检查完毕后进行打压恢复。(2) 通风道检查:打开电机冷却器与风道连接帆布并进行检查, 风道帆布与电机连接处正常, 风道内没发现杂物。(3) 电机风扇检查:电机开盖、抽芯后, 检查电机风扇没有破损、变形、松脱等现象。3.3 电机本体检查(1) 电机定子测温元器件检查。1 点:阻值 109.2, 对应温度 24;2 点:阻值109.5, 对应温度 24;3 点:阻值 109.5, 对应温度 2
5、4;4 点:阻值109.2, 对应温度 24;5 点:阻值 109.5, 对应温度 24。经检测 13#电机定子 5 个测温点显示正常。(2) 电机定子温度变送器检查。采用变阻箱对温度变送器进行检查, 检查数据如表 1 所示。表 1 温度变送器测试数据 下载原表 通过以上测试数据可以看出温度变送器工作正常。(3) 电机绝缘检查。1) 检查电机定子绕阻的绝缘电阻和吸收比。采用 2500 V 兆欧表, 测量各相对地的绝缘电阻要求换算至 75时大于 6 M, 吸收比 R60/R15 大于 1.3。绝缘电阻:Rao 200 M, Rbo 200 M, Rco 200M;吸收比 R60/R15=200
6、M/130 M=1.531.3。经核算 13#电机定子绕组吸收比符合技术要求。2) 测量电机定子绕组的直流电阻。按照规范, 电动机各相绕组直流电阻相互差别不应超过最小值的 2%, 测试数据为:Rab:56.64 M, Rac:56.71 M, Rbc:56.58 M。经核算 13#电机绕组的直流电阻符合技术要求。(4) 电机轴承故障检查。打开电机轴承盖, 对电机轴承进行全面彻底地检查, 未发现异常情况。(5) 定转子间隙检查。打开电机两端端盖, 测量转子气隙, 要求最大值或最小值与平均值之差不大于平均值的 10%, 并与之前的进行比较。经核算 13#电机转子气隙符合技术要求。(6) 电机内部检
7、查及处理。1) 检查项目。电机定子检查情况:定子线圈绕组表面有较严重的灰尘和油污;定子铁芯有小部分通风沟被红色防锈漆堵住, 电机出厂时表面喷漆后没进行彻底清理所致, 影响定子铁芯通风效果;电机制造时定子线圈端部斜边尺寸过大, 并且绑扎较松, 电机整体浸漆后, 导致间隙太小, 影响线圈端部通风效果。电机转子检查情况:电机转子除单通风槽钢处的通风沟较正常外, 转子两头的齿胀较严重, 局部堵塞了通风沟, 影响电机转子通风效果。2) 处理情况。电机定子处理情况:用毛刷及抹布清理定子线圈绕组灰尘、油污, 并用带电清洗剂进行清洗;清理定子铁芯通风沟上覆盖的红色防锈漆, 疏通通风沟;采用电加热器对定子线圈进
8、行烘干处理;定子线圈表面喷 188 红色防锈漆。电机转子处理情况:用毛刷及抹布清理转子表面灰尘、油污;用毛刷清理转子通风沟内部灰尘;用带电清洗剂清洗转子线圈表面;将转子通风沟处弹开的齿片打紧, 扩大通风沟的间隙;转子线圈表面喷 188 红色防锈漆。4 原因分析通过对整个相关系统全面的分析检查与处理, 可以锁定为以下两方面的原因造成电机定子温度超高:由于原始的设计及制造工艺, 即电机定子铁芯的通风沟有局部堵塞现象, 并且定子线圈端部斜边间隙太小;在长期的运行过程中, 定子线圈绕组表面积有较严重的灰尘和油污及电机转子两头的齿胀较严重, 局部堵塞了通风沟。这两个因素会影响电机定转子通风效果, 导致电
9、机定子温度升高。鉴于已经进行了全面的排查及相应的处理, 可先对 13#电机进行调试并观察其运行温度, 根据调试结果再做下一步的处理措施。5 电机调试5.1 调试前的检查在调试前对电机进行了相关检查试验, 均符合技术要求。按照正常的起车程序对参与调试的机组的机械、电气系统进行预检。5.2 电机的负载调试按照某气源厂房 13#机组电机检修后调试卡片的要求逐步进行调试, 使 13#机组出口压力不超过 3.3 MPa。在运行过程中注意观察电机运行状态并每 10 min 记录一次运行参数。13#电机在起动后逐渐增加负荷到最大运行工况 (压缩机出口压力 3328 k Pa, 功率 3274k W) , 运
10、行约 4h, 电机定子温度最高值达到 80, 平均温度 72左右, 定子温升每小时不超过 1。与 13#电机检修处理以前的调试数据 (压缩机出口压力 2707 k Pa, 功率 3216 k W, 电机运行 5 h, 定子最高值为 103, 平均温度为 97) 进行比较, 可以看出 13#电机定子温度在检修处理后改善较为明显。6 结语13#电机在进行全面的排查与相应处理后, 其定子温度改善较为明显, 但与原来正常状态时电机定子温度相比较仍然稍微偏高, 然后采用轴流风机进行辅助降温, 经过多次观察使用, 对电机定子温度也具有一定的改善效果。13#电机通过近一年时间的运行检验, 运行良好, 工作稳定可靠, 其定子温度均在正常范围内, 保证了设备运行的安全、可靠运行。参考文献1陈家斌.电机故障查找与处理M.郑州:河南科学技术出版社, 2006. 2赵永秀, 付周兴, 李忠, 等.高压电动机故障的原因分析与改进措施J.工况自动化, 2009, 35 (12) :101-104. 3张增耀.三相异步电动机常见故障的分析与处理J.科技信息, 2011 (7) :74.
