三相交流380V異步電機(jī)是水泥廠最常見的拖動(dòng)設(shè)備,5000t生產(chǎn)線,一般配置1200臺(tái)左右,正常使用年故障率在2%~4%,電機(jī)故障有固定單位維修,維修期間有備用電機(jī)使用,不耽誤生產(chǎn),因此,電機(jī)故障是再平凡不過的事,很少引人關(guān)注。海外項(xiàng)目由于工期需要,對(duì)電機(jī)故障處理提出更高要求,處理時(shí)間短,無配套電機(jī)替代,給電氣專業(yè)人員很大的壓力。現(xiàn)以由江蘇恒遠(yuǎn)國(guó)際工程集團(tuán)總承包的俄羅斯奔薩水泥項(xiàng)目為例,介紹發(fā)熱事故的處理,以供同仁參考。
1事故經(jīng)過
2013年8月底,奔薩項(xiàng)目調(diào)試部對(duì)全廠袋收塵進(jìn)行單機(jī)試車,在運(yùn)行過程中,配套卸料設(shè)備 47臺(tái)1.1kW電機(jī)普遍存在發(fā)熱故障,最高溫度在118℃,發(fā)熱最低的電機(jī)也在80℃左右,此時(shí)還沒有帶料運(yùn)行,經(jīng)觀察大多數(shù)負(fù)載缺油,且有刮擦響聲,打開內(nèi)部旋轉(zhuǎn)葉片已銹蝕,考慮到設(shè)備到現(xiàn)場(chǎng)近1年,安裝部認(rèn)為是機(jī)械故障,由機(jī)械部處理。9月初,機(jī)械部全部處理負(fù)載完畢,再開機(jī),電機(jī)仍然發(fā)熱,業(yè)主對(duì)袋收塵設(shè)備不驗(yàn)收,要求電氣處理發(fā)熱故障。
電氣部人員把電機(jī)拉回維修庫(kù),逐臺(tái)空載試機(jī),電機(jī)無異常雜聲,無振動(dòng),20min后溫度開始上升,45min到達(dá)峰值120℃,故障依舊,空載試機(jī)實(shí)測(cè)電流3.4A左右,負(fù)載4.0A左右,與銘牌一致,打開電機(jī)檢查,內(nèi)部線圈整齊完好,絕緣漆顏色新亮,無老化跡象,耐壓值正常,絕緣電阻100MΩ。
電氣部工程師認(rèn)為電機(jī)有本身缺陷,是電機(jī)效率低,硅鋼片質(zhì)量問題,造成磁阻大,內(nèi)耗高,導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱,結(jié)論是該批電機(jī)質(zhì)量整體不合格。發(fā)函總部,要求更換電機(jī)。
此時(shí)距點(diǎn)火還有21天時(shí)間,國(guó)內(nèi)發(fā)貨需要60天才能到達(dá)現(xiàn)場(chǎng),無法滿足工程需要,發(fā)動(dòng)翻譯部俄語翻譯到莫斯科找滿足要求的電機(jī),7天后未能找到,由于兩國(guó)電機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)有差異,在俄羅斯購(gòu)買電機(jī)合適的電機(jī)更是不可能,該電機(jī)的安裝方式是B5,輸出軸徑20mm,此時(shí)距點(diǎn)火時(shí)間還有14天,機(jī)械部開始做準(zhǔn)備,把星型 改成重錘閥,作為臨時(shí)替代。等待國(guó)內(nèi)60天后,電機(jī)發(fā)到現(xiàn)場(chǎng)再換上。
業(yè)主方就此事對(duì)我方提出嚴(yán)正交涉,要求總承包方在點(diǎn)火前,解決電機(jī)問題。
2破解故障
電機(jī)故障除自身原因外,通常還和負(fù)載有些關(guān)系。電機(jī)故障個(gè)別發(fā)生的多,大面積群發(fā)故障還是頭一回遇到,47臺(tái)電機(jī)都有問題,這個(gè)結(jié)論是否正確?而且本次故障和負(fù)載沒有任何關(guān)系。經(jīng)同意暫不對(duì)此批電機(jī)改進(jìn)和重新發(fā)貨,再一次深究事故原因再做處理。
2.1核算電機(jī)參數(shù)
大膽推測(cè),從計(jì)算開始,發(fā)現(xiàn)了新問題,電機(jī)參數(shù)不對(duì):
電機(jī)銘牌:Y90L-4額定功率,1.1kW;額定電壓,380V;額定電流,3.7A;絕緣等級(jí)為B級(jí),外殼防護(hù)IP44,冷卻方式IC411,生產(chǎn)日期2011年:
根據(jù)公式
Pe=姨3×Ue×Ie×cosθ×η
式中:
Pe為額定功率,1.1kW;
Ue為額定電壓,380V;
Ie為額定電流,3.7A;
Ne為額定轉(zhuǎn)速,1430r/min;
η為電機(jī)效率(銘牌上無該數(shù)據(jù));
cosθ為電機(jī)功率因素(銘牌上無該數(shù)據(jù));
由此:cosθ×η=1100÷(姨3×Ue×Ie)=0.4517;
查三相電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn):GB12497-90《三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》,小型電機(jī)功率因素不小于0.84;
故: 電機(jī)效率η=0.4517÷0.75=53.77%
查電機(jī)能效國(guó)標(biāo):GB18613-200X,2005年國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),1.1kW4級(jí)電機(jī)能效應(yīng)該不低于83.8%,故2011年生產(chǎn)的電機(jī)能效不可能是53.77%。
由此發(fā)現(xiàn),電機(jī)參數(shù)不對(duì),進(jìn)一步計(jì)算:
45臺(tái)電機(jī)空載實(shí)測(cè)電流都在2.8A左右,最大4.1A,三相電流都平衡,實(shí)測(cè)相電壓390V,根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),功率因素不小于0.84,電機(jī)能效應(yīng)該不低于83.8%,實(shí)測(cè)電流取3.5A,推算空載實(shí)際功率:
接上負(fù)載試機(jī),平均電流實(shí)測(cè)4.1A,那么,負(fù)載實(shí)際功率,也就是電機(jī)額定功率Pe實(shí);
實(shí)際功率比銘牌功率大,銘牌可能是標(biāo)錯(cuò)了,或者是繞組功率做大了,大膽猜測(cè),該電機(jī)應(yīng)該是改裝電機(jī),1.1kW電機(jī)在改裝時(shí)把功率提高,實(shí)際功率做成了2kW電機(jī),電機(jī)吸收的電能過大,散熱不了,導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱?
2.2求證
(1) 試機(jī)中的怪現(xiàn)象,映證猜測(cè),詳見表1:連續(xù)試機(jī)5臺(tái),數(shù)據(jù)表基本一致,輸出軸溫度上升最快,兩端溫度高,中間低,按常規(guī),電機(jī)發(fā)熱主要是繞組區(qū)發(fā)熱,難道是軸承問題,更換這5臺(tái)電機(jī)軸承,再試機(jī),結(jié)果還是如此,證明熱是轉(zhuǎn)子發(fā)出的,硅鋼片不存在問題。
當(dāng)電機(jī)冷卻到40℃時(shí),打開電機(jī)檢查,檢查轉(zhuǎn)子,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子仍然非常燙手,實(shí)測(cè)溫度68℃,5臺(tái)現(xiàn)象均如此,經(jīng)檢查轉(zhuǎn)子無斷裂,無破損,推測(cè),轉(zhuǎn)子過流,引發(fā)輸出軸及兩端軸承區(qū)溫度高。轉(zhuǎn)子溫度高,可能原因是轉(zhuǎn)子過流,或是轉(zhuǎn)子不配套。電機(jī)解體檢查定子、轉(zhuǎn)子磁間隙正常,確認(rèn)轉(zhuǎn)子、定子尺寸是配套的,可能原因應(yīng)該是定子繞組功率過大?
(2)對(duì)電機(jī)進(jìn)行實(shí)際測(cè)繪:
發(fā)現(xiàn)(a)電機(jī)中心高為80mm,因此,電機(jī)實(shí)際型號(hào)應(yīng)是Y80L-4[1];
(b)查手冊(cè),Y80L-4,1.1KW電機(jī)數(shù)據(jù),額定電流2.49A[3];
(c)查手冊(cè),Y90L-4,1.5KW電機(jī)數(shù)據(jù),額定電流3.65A[3];
(d)檢查硅鋼片,無開裂,無縫隙,整齊密實(shí),硅鋼片無銹蝕,且槽數(shù),槽距等均正常;
(3)結(jié)論:
(a)電機(jī)銘牌錯(cuò)誤嚴(yán)重,實(shí)際中心高80mm,銘牌標(biāo)注的中心高90mm[1]。
(b)繞組按Y90L-4,2kW電機(jī)來繞制,造成定子功率過大,轉(zhuǎn)子過流發(fā)熱嚴(yán)重,是發(fā)熱主要原因;
(c)電機(jī)吸收的電能過大,超出該電機(jī)電磁轉(zhuǎn)換的正常范圍,是電機(jī)發(fā)熱的次要原因;
(d)該電機(jī)為組裝電機(jī),銘牌根據(jù)實(shí)際試機(jī)數(shù)據(jù)臨時(shí)制作,出廠時(shí),只考慮應(yīng)對(duì)負(fù)載異常,增大力矩,把繞組功率做大,避免因負(fù)載大而跳停電機(jī),反而弄巧成拙;
(e)該電機(jī)型號(hào)是:Y80L-4,1.1kW電機(jī);
3問題解決
找俄羅斯當(dāng)?shù)鼐S修公司修理,一試機(jī),各項(xiàng)數(shù)據(jù)和銘牌對(duì)應(yīng),認(rèn)為正常,拒修。告訴他們銘牌是不正確的,且運(yùn)行20min后電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)熱嚴(yán)重,他們建議更換轉(zhuǎn)子,仍然拒修。與俄方工程師就故障現(xiàn)象進(jìn)行技術(shù)交流,告訴他們我的判斷和依據(jù),要求他們把電機(jī)繞組更換,按Y80L-4,1.1kW繞制定子線圈,電機(jī)修理費(fèi)用由我方承擔(dān),修不好,責(zé)任在我方。
由于兩國(guó)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的差異,他們對(duì)我的判斷持懷疑態(tài)度,只答應(yīng)先試修1臺(tái)。在電機(jī)廠對(duì)修好的電機(jī)試機(jī),空載開機(jī)電流1.3A,試機(jī)1h,電機(jī)溫升5℃。拉回項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng),帶負(fù)載試機(jī),電流1.7A,試機(jī)1h,溫升9℃,電機(jī)溫升在正常范圍內(nèi),電機(jī)修理成功。至此,47臺(tái)電機(jī),俄羅斯修理廠同意加班處理,在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成,此時(shí)電機(jī)發(fā)熱故障問題終于園滿解決。
4結(jié)語
由于電氣故障的不可預(yù)測(cè)性、不確定性,往往給電氣人員造成壓力,能解決項(xiàng)目中的電氣問題,特別是疑難雜癥,對(duì)電氣人員來說,有成就感和莫名的愉悅,是壓力釋放后的真實(shí)體會(huì)。結(jié)合本次故障處理,談幾點(diǎn)體會(huì),要想做到快速、準(zhǔn)確地解決電氣故障問題,必須做到以下4點(diǎn):
(1)堅(jiān)持電工基本理論不動(dòng)搖,熟練掌握經(jīng)典數(shù)據(jù)、應(yīng)用公式;
(2)關(guān)鍵時(shí)刻能靜下心來查閱工具書,整理思路;
(3)大膽懷疑,小心求證,不盲從,不武斷下結(jié)論,數(shù)據(jù)說話;
(4)反復(fù)實(shí)踐,透過現(xiàn)象看本質(zhì),不斷總結(jié),最終解決問題;
河北正域環(huán)境工程有限公司(http://www.chinahbzy.com)是家集技術(shù)開發(fā)、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試于體的 , , , , , , , , , , , , , , , 等除塵設(shè)備生產(chǎn)廠家,公司東靠104國(guó)道西與106國(guó)道毗鄰,京滬鐵路貫穿南北,交通十分便利,公司占地面積30000平米,注冊(cè)資金3000萬元 ;公司現(xiàn)有職工160人,其中具有相關(guān)專業(yè)資格的工程技術(shù)人員18人,工程師3人。
正域環(huán)境依靠成熟的技術(shù),的產(chǎn)品質(zhì)量加完善的售后服務(wù),產(chǎn)品,贏得了客戶的好評(píng),取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。多年來公司不斷加大科技投入,采用專業(yè)生產(chǎn)流程,主要零部件由專用設(shè)備自動(dòng)化完成,即降低了成本又保證了產(chǎn)品質(zhì)量。確保了為客戶提供的服務(wù)。