本特利内华达 交流电动机状态监测 Part 1 – 电动机及其失效模式 3 / GE / November 6, 2011 失效模式及其分布 4千伏以下 4千伏及以上 滚动轴承 故障 51% 定子故障 25% 转子故障 6% Others 18% 定子故障 66% 转子故障 13% 轴承故障 13% 其他 6% AnomAlert AnomAlert 4 / GE / November 6, 2011 交流电动机典型故障模式交流电动机典型故障模式 • 电气不平衡电气不平衡 – 电压不平衡 – 转子导条故障 • 定子问题定子问题 – 铁芯松动 – 定子偏心 – 匝间短路 • 绕组绕组 – 发热 – 反相 – 总谐波失真 – 负载 – 脏污 • 定子问题定子问题 – 转子导条破损/开裂 – 转子导条松脱 – 转子偏心 • 轴承轴承 – 脏污 – 应力，负载，疲劳 – 振动 – 不对中 – 发热 – 润滑 – 放电 • 转子转子 – 质量不平衡 – 转子弯曲 – 冷却不均匀 • 外部不对中外部不对中 – 基础开裂 – 灌浆老化 – 受热偏移错位 机械故障 电气故障 5 / GE / November 6, 2011 电动机机械故障P-F曲线 可闻噪声 1-4周 触感发热 1-5日 P1 P2 P5 P6 F 润滑油分析 1-6个月 P3 P = 潜在故障 某个可辨识的状态预示着一个 功能性失效正在发生，或将要 发生 F = 功能失效 资产设备因故障而无法完成其固有功能 电动机便携式状态监 测技术 4-8周 P4 P7 状 态时间 P 保护继电器 振动 1-9个月 电气/机械异常建模 2 – 3个月 AnomAlert – 电动机 异常检测 红外热成像 6-8周 6 / GE / November 6, 2011 电动机电气故障P-F曲线 触感发热 1-5日 P1 P4 P5 F 红外热成像 1-2周 P6 状 态时间 P 保护继电器 P2 P3 P = 潜在故障 某个可辨识的状态预示着一个 功能性失效正在发生，或将要 发生 4kV及以上电动机2到12个月做一次局部放电（PD） 试验，但很难发现故障；当性能持续下降时需要请技术 专家来分析确定需要修复的故障点 4kV及以上电动机通常每隔1到4年做一次离线局部 放电（PD）和局部绝缘（PI）试验；而定子绕组的 老化会在数周或数个月内发生，因此这样的离线试 验就可能造成漏检此。
定子绕组温度（如果有如果有）5-8周 F = 功能性故障 资产设备因故障而无法完成其固有功能 Multilin及其他保护继电器会在电动机发 生严重损坏之前将其停下来 AnomAlert – 低压、中压、低压、中压、 以及高压交流以及高压交流 电动机异常检电动机异常检 测：测：3-6个月个月 7 / GE / November 6, 2011 关键程度关键程度 – 决定维护策略的制定决定维护策略的制定 资产设备关键程度分级将关系到采用哪种状态监测技术分 析方法和数据采集频率 不监测不监测 资产分级资产分级 中度关键中度关键 一般关键一般关键 高度关键高度关键 非关键非关键 关键关键 ~ 10 to 20%~ 10 to 20% ~ 30 to 40%~ 30 to 40% ~ 5 to 10%~ 5 to 10% ~ 45 to 55%~ 45 to 55% 保护与状态保护与状态 监测监测 异常检测异常检测 定期数据采集定期数据采集 RCM FMEA MTC Templates RTF AnomAlert检测出正在发 生的故障及其严重程度 ，并给出故障的发展趋 势 对维护策略进行优化 – 在正确的时间运用正确 的工具来管理、证实和 修正 缩减定期便携式数据采 集时间 数据的可重复性和 可再现性提供更好的数 据趋势分析 Part 2 – 为什么选择AnomAlert？ 9 / GE / November 6, 2011 AnomAlert的价值在哪里？ • 低温机泵 • 泥浆机泵 • 水下应用 • 食品医药 • 核工业 • 海上钻井平台 • 远方 • 危险区 • 运行及维护人员难 以靠近，比如鳍片 空冷换热器 • 中度到高度关键电 动机 • 周期性负载 价值体现价值体现 优势强项优势强项 应用目标应用目标 • 迎合电气设备状态监 测的需要 • 易于组态，安装成本 低廉 • 更少的专业技术来支 持状态监测 • 更少的专业人力来支 持状态监测 • 能源效率优化 • 远程诊断服务 • 节能减排 •电动机与负载异 常检测 • 电动机与转子动力学 • 简单，有效，易于安 装 •诊断工具箱 •自动报告 • 远程OEM服务与支持 • 与System 1集成 • 3年质保 • 本特利技术支持协议 10 / GE / November 6, 2011 电动机状态监测方法 • 振动 • 温度 • 电动机电路分析 – 电流 – 电压 • 热成像 • 超声 • 局部放电 • 润滑分析 • 绝缘电阻测试 AnomAlert提供了一种检测异常状况及 其成因的技术 。
从AnomAlert得出故障及其严重程度可 以让用户确定研究和解决故障所需的 其他状态监测技术 Part 3 – 工作原理 12 / GE / November 6, 2011 中压 – 500V及以上 低压 – 500V以下 逆变器 – 低压 AnomAlert产品型号 逆变器 – 中压 需要安装测量用CT；但 电压可直接连接到 AnomAlert监测器上 通常测量用CT和电压PT已 在电动机上安装就绪；CT 和PT次级出线连接到 AnomAlert监测器上 需要安装霍尔效应电流传 感器；电压可直接连接到 AnomAlert监测器上 需要同时安装霍尔效 应电流传感器和电压 PT 3 X 3 X 电源 Ct 霍尔效应传感器 3 X Ct Pt 3 X Pt 霍尔效应传感器 13 / GE / November 6, 2011 电压与电流连接 注意：出于监测或计量之目的，可能已安装PT或CT 0.5级测量电流互感器级测量电流互感器CT 副边电流：副边电流：5A 注：不得采用保护注：不得采用保护CT 0.5级电势（电压）互感器级电势（电压）互感器PT 副边电压：副边电压：100V,110V,120V 用于变频驱动（逆变器）的霍用于变频驱动（逆变器）的霍 尔效应电流传感器尔效应电流传感器 14 / GE / November 6, 2011 技术 – 基于模型的故障检测 Frequency (Hz) 故障识别 模型 Frequency (Hz) 输入 输出 测量电流值测量电流值 电压电压 Σ 预测电流值预测电流值 差异差异 + - 电动机 AnomAlert 电动机实际实际行为表现与预测预测行为表现相比较， 从而检测出异常状况，并诊断出故障类型 从频谱中识别出故障类型 进行三种评估： • 输入（线电压分析） • 输出（电动机电流，功率因数） • 功率谱密度差异 Threshold Overlay on PSD Plot 15 / GE / November 6, 2011 1. 安装与调试 2. 学习/训练 – 10天 3. 投运 把电动机作为传感器 AnomAlert根据电气与机械负载的变 化自动建立电动机模型 自动检测 电气与机械 异常状态 AnomAlert工作原理 功率谱密度 (PSD) 16 / GE / November 6, 2011 MONITOR OK WATCH LINE（（供电电压异常变化）供电电压异常变化） 供电电压的临时性变化导致该报警的发生。
如果 报警持续出现，请检查：谐振电平 - 电容 - 电缆 的绝缘 - 电动机接头或端子松动 - 接触器触点 WATCH LOAD（（观察到异常改变在继续发展）观察到异常改变在继续发展） 如果并未故意改变变化过程，请检查：泄漏 – 阀门及导叶失 调 – 压力表故障 – 测压管 – （风机、压缩机）滤网脏污 Examine 1（（第一级报警）第一级报警） 应制定维修计划检查：不平衡 – 不对中 – 轴承轴承箱 – 电 动机转子 – 转子铜条是否折断 – 定子绕组绝缘 – 皮带传动设 备（齿轮箱、压缩机、风机、泵、输送机等）机械问题产生 的润滑过度以润滑渗漏 – 摩擦及风机叶片折断 – 泵密封破损 – 传送链条张力不正确问题 – …等等 Examine 2（（第二级报警）第二级报警） 该报警发生后，需要采取维修措施 MONITOR 电动机状态显示 17 / GE / November 6, 2011 功率谱与报警阈值 功率谱显示了理想 电动机与被监测电 动机之间的差异（ 残值）以红色表 示的阈值展示了每 个差异分量的可接 受限值 Standard deviations Part 4 – 与System 1集成 20 / GE / November 6, 2011 AES OPC服务器 700+台电动机 电动机AnomAlert小型网络 – 多达31台电动机联网 每个System 1 DAQ服 务器管理100台 AnomAlert 或者大型系统网络 每个System 1 DAQ服 务器管理100台 AnomAlert 21 / GE / November 6, 2011 Portable Data Collector Wireless Vib / Temp Sensor Mesh Network Phase II any dynamic data 3500 Rotating & Reciprocating Machinery Condition Monitoring & Protection Plant Distributed Control System Unit or Motor Control Protection Process Data Historian System 1状态监测平台 OSI PI Cimplicity Wonderware Emerson Honeywell Invensys Yokogawa, etc …. AnomAlert GE Mark Vie Multilin Protective Relay PLC or ESD system Fast Scanning Trendmaster HSCT HSCT HSCT Thank You 。