高压电机维护及主机设备的保护

西南水泥有限公司高压电机的维护主机的联锁保护资料整理：邓永锦2013年7月7日西南水泥有限公司2一、常用高压电机分类及结构１、高压电机：是指额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压等级。高压电机的产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比，因此低压电机功率增大到一定程度电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大，或成本过高（电缆长期允许载流量：VV3*2.5可达21A，VV3*300D只有418A。二点五下乘以九，往上减一顺号走。三十五乘三点五，双双成组减点五。条件有变加折算，高温九折铜升级。穿管根数二三四，八七六折满载流）。需要通过提高电压实现大功率输出。高压电机优点是功率大，承受冲击能力强；缺点是惯性大，启动和制动都困难。2、高压电机有三相绕线和三相笼型异步高压电动机及高压变频电机，高压三相笼型异步电动机有：Y、YKS、YKK；高压三相绕线异步电动机有YR、YRKS及YRKK系列；高压变频电机YPT水泥生产企业，经常使用的高压电机主要有YR系列、YRKK系列、YKK系列和YPT、YBPT高压变频电动机。西南水泥有限公司3、YKK及YRKK高压电动机基本通风方式为空-空冷却（附图2），电机额定负载时产生的热量,经过通风散热.，防护等级为IP44或者IP54；YPT、YBPT高压变频电动机采用独立的轴流通风机强迫通风，所以变频电机的的冷却风机要和变频器联锁。西南水泥有限公司图1YR系列高压电机西南水泥有限公司YRKK型电机YKK型电机图2西南水泥有限公司64、高压电机轴承：高压机的轴承主要有滑动轴承和滚动轴承，滑动轴承，采用油站强迫稀油润滑。低速重载高压电机一般使用滑动轴承，小功率高压电机使用滚动轴承。5、电动机温度检测电动机温度：电机绕组、轴承及磨机的轴瓦的温度检测都是用PT100和温度巡检仪进行测量、显示和控制的。热电阻的安装方式一般是螺纹固定式安装。滑动轴承一般控制在65℃内和滚动轴承一般控制在85℃以内；电机绕组温度控制在110℃以内。现水泥行业磨机、风机的温度检测很多采用一台温度巡检仪；电动机有的采用一台温度巡检仪，有的采用两台温度巡检仪。根据温度巡检仪的功能，所有接仪表的PT100，只要有一路温度超出报警设定值，就会输出相应的开关报警。但绕组和轴承的报警温度值是不一样的，所以应该分别用两台温度巡检仪分别检测轴承和绕组温度。并按要求设定报警输出（如图3、4）。不管在任何情况，只要检测的温度达到或超出设定的报警值，就应当检查或维护设备。管磨滑履轴承基本都是磨尾的温度要比磨头的高约5℃，不超60度是正常的。这些设备维护人员心中要清楚的。西南水泥有限公司热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。因此，只要测量出感温热电阻的阻值变化，就可以测量出温度。目前热电阻主要使用的是PT100。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。要很好的保护高压机，除了加强巡检、维护和保养外，电机检测和保护同样重要的，检测参数必须准确和保护的措施必须完善，检测的数数据包括温度、电流等；保护的措施包括电机的综合保护和联锁。西南水泥有限公司二、高压电机常见故障1、高压电机绕组温度过高，主要有：a)设备过载，要防止设备跳停或损坏，应要求生产操作人员减产及通知设备人员检查设备或停车。b)冷却风不足，检查清理冷却风箱（检修时），在生产过程可拆除电机的进风口挡板，但不安全。c)环境温度过高。在生产过程可拆除电机的进风口挡板，但不安全。2、高压电机轴承温度过高，如果滑动轴承超过65℃，滚动轴承超过85℃就认为轴承高，也就是轴承发热。轴承发热也是电机最常见的故障之一。电机轴承发热原因及处理方法：a)电机在换油时，旧的油脂没洗干净，会造成轴承的磨损加剧，使轴承发热，这种程况应将轴承和端盖冼干净，重新加润滑油脂。在生产过程中通过加油脂将旧的油挤压出来，以减轻轴承的磨损。b)轴承室内缺油，如电机长期缺油运行，会造成轴承磨损加剧，损坏轴承，西南水泥有限公司应将润滑油脂加到油室的三分之二位置或润滑油至标准油面线。避免轴承缺油运行。c.所加润滑油脂牌号不对，应加3号锂脂油或者3号复合钙基脂油。d.轴承油室内加油太多，清除滚动轴承过多油脂，约三分之二左右。e.轴承润滑油脂太脏，或者粘度过大，应及时更换油脂。f.轴承与轴、轴与端盖过松或过紧。g.皮带过紧、过松、联轴器安装与设备不同轴心。重新调整。h.电机振动过大，会造成轴承磨损加剧。检查底座螺丝、检查轴承和调整同轴性。西南水泥有限公司i.滑动轴承温度过高可能润滑油过少，应检查是否油站低压油泵故障、油站冷却效果差、出油开关开度过少（这种经常出现，也是造成轴承损坏最常见的，个别员工在油站低收入压报警时，把油站出油球阀的开度调小一点，让低压报警消除，很容易造成轴承的供油量过少或没油。如果条件允许，可以在回油管安装流量开关作保护。如果一台稀油站具备了温度、压力及流量三种保护，稀油站才具有完整的保护功能；j.润滑油或润滑脂使用时间过长、油质过脏或有杂质，黏度或针人度过大、过小等都会引起轴承发热，请使用过滤网从油中过滤掉不需要的杂质，或者重新更换润滑油；k.滑动轴润滑油太少或太多，都会使轴承发热。应该经常保持适量的润滑油，采用油环带油润滑的滑动轴承，油池池面一般离开轴颈的距离为轴颈直径的1／2；l.滑动轴承油环不转或转动不灵活，带不上油或带上的油量不足，就会引起轴承发热，所以要注意经常检查油环，发现问题及时处理；m.由于轴上的挡水圈损坏，轴承得不到油的润滑而发热；西南水泥有限公司n.水压过低、供水量不足，水冷却器密封不良，水管水垢太厚，将直接影响冷却效果，从而会导致滑动轴承温度过高；3、电机定子绕组对地或匝间短路：主要由于电机长期过载，绝缘老化变质引起绝缘对地击穿或电线雷击过电压或操作过电压击穿绝缘所致。一般都要更换绕组，由于检修时间较长，严重影响生产，出现这种设备事故，很多企业都比较难以接受，建议6年左右到专业的电机维修厂维护检修一次。西南水泥有限公司4、YR绕线高压电机转子电流偏大，有火花：检查电刷长度是否太短，到达生命线,导致压力过小电刷接触不上滑环;检查弹簧压指压力是否合适，如果偏小会导致跳刷放电;检查滑环表面光洁度，太毛会增大电刷接触电阻导致火花大;滑环表面受污染。检查转子电气，保证电阻正常，匝间没有短路;检查轴承是否油隙过大，导致转子转动时滑环上电刷跳动量大，检查滑环表面径向跳动量是否过大。电刷弹刷引发产生火花;另外电刷是否和以前使用的一致，电刷对导电电流和摩擦速度有要求的。电刷因机械原因卡涩，弹簧压力不足等原因不出力，通过其他电刷的电流就将增大，在增大电流的电刷中如果有被磨偏的电刷，因跟滑环接触面积减小，接触面通流密度增大。发热量跟电流的平方成正比，积聚的热量无法散发出去时，温度急剧升高，电刷与滑环接触面就会产生火花。另外火花的产生后，使电刷工作环境更加恶劣，从而恶性循环，使电刷冒火花更严重，维修人员应将滑环检修。西南水泥有限公司高压电机起动过程跳停现象：高压柜综保显示过载；液态水电阻起动柜故障，星型接触器粘结，造成起动电流过大；滑环打火严重；滑环至液态水电阻起动柜电缆短路；，西南水泥有限公司1.高压电机的控制除了高压电机柜还应包括高压电机附助设备及高压电机所驱动的设备的保护联锁和相关设备的控制。电机保护附助设备有温度检测（图4）、水电阻柜、液压稀油站（图8）及所驱动的相关设备的保护如磨机、风机、破碎机的温度、振动、稀油站等相关联锁保护（图9、10、11）。2.现以高温风机电机为例探讨控制原理图（图5、7）很多安装单位为了方便，经常会偷工减料，将现场柜的重故障信号并联后直接接到高压柜的跳闸回路，或者图纸设计的时就这样，这对我们搞设备维护的人员造成很大的不便，高压电机跳后还不知是什么故障，如果将各个信号接至高压柜并由单独的中间继电器负责（图7），只要电气人员到高压柜就一目了然了。以一个综合故障跳闸或者报中控综合故障（图11）。3.高压电机的整定值注要注意以下几点a.差动保护：一般2000KW或以上的电机要求有差动保护，而小于2000KW不使用差动保护，需整定的参数有：差动速断电流、比率制动动作的差动电流及比率制动系数。三、高压电机控制及联锁西南水泥有限公司高压电机差动保护装置发电机两端流过方向相同、大小相等的电流称为穿越性电流，而方向相反的电流称为非穿越性电流。作为主保护，电机比率制动差动保护是以非穿越性电流作为动作量、以穿越性电流作为制动量，来区分被保护元件的正常状态，故障状态和非正常运行状态的。正常运行状态，穿越性电流即为负荷电流，非穿越性电流理论为零。内部相间短路状态，非穿越性电流剧增。当外部故障时，穿越性电流剧增。在上述三个状态中，保护能灵敏反应内部相间短路状态动作出口，从而达到保护元件的目的，而在正常运行和区外故障时可靠不动作。差动速断电流按躲过励磁涌流及区外故障时的不平衡电流整定，一般按6～12倍额定电流整定。容量大的取较小值，容量小的取较大值。差动速断电流一般退出。动作电流最小动作电流Ibl=Kibp，一般取（0.2～0.5）IN。拐点电流按躲过正常运行时的不平衡电流整定。为了防止装置误动及保证区内匝间短路的灵敏度，一般取0.5～1倍额定电流。西南水泥有限公司比率制动系数：一般取0.3～0.7。整定为0.5。b.速断电流Isd.h=K1K2IN定值一般取6-10INc.低电压定值一般取65V，延时0.5Sd.过负荷电流定值一般取1.4IN，延时30-40Se.过热保护西南水泥有限公司图3温度巡检仪接线图西南水泥有限公司图4温度巡检仪接线图西南水泥有限公司图5高压电机的控制原理图西南水泥有限公司图6高压电机变频调速控制原理图西南水泥有限公司图7高压电机的控制原理图西南水泥有限公司图8稀油站工作原理图西南水泥有限公司图9风机控制原理图西南水泥有限公司图10磨机控制原理图西南水泥有限公司图11高温风机电机控制原理图西南水泥有限公司四水泥生产线联锁原理水泥生产线在正常生产过程中为确保人身、设备及生产安全，建议操作员以机组的方式起动设备或者停车。机组的分组主要以同车间内，以一个生产工艺过程的中间库或者有其它分支控制工艺作为分组的参考。1、石灰石破碎输送及储存如图13：在石灰石破碎生产工艺一般分为四个机组1收尘机组（包括收尘器及其排料设备；2堆组机机组（包括堆料机及堆料皮带）3石灰石输送及储存机组（包括1103、1104、1105、1201皮带机）4破灰石破碎机组（包括1101重板机及1102破碎机）。设备在机组方式下起动顺序为1#机组收尘器机组堆料机1201110511041103皮带机1102破碎机1101重板机，原材料的皮带比较多，长度长，还有爬跛皮带，所以皮带的控制保护也要完善（拉绳开关、跑偏开关、旋转开关等保护）如控制图14。2、煤磨粉磨(图16）煤磨分为四个机组1收尘机组：磨机稀油站煤磨收尘排风煤磨选粉机煤磨喂料系统煤磨磨机，停机反之。西南水泥有限公司主排风机跳停：煤磨热风系统、磨机喂料和磨机系统因联锁跳停，立即关闭热风挡板，关闭袋收尘及主排风机入口挡板。煤粉输送设备跳停：关闭热风阀门、关闭袋收尘及排风机入口阀门收尘器出口温度上升、CO报警：立即停磨、关闭磨进出口阀门、停风机、关闭袋收尘入口挡板及风机入口挡板，立即向磨内喷入CO2煤磨CO的产生经常由于煤磨系统内部管道、收尘器及其它死角、空磨等造成的，由于原煤的水份较高，磨头至锁风阀处易积料，建议安装堵塞检测（如图22）西南水泥有限公司3、原料磨a.立磨的控制及联锁：液压系统润滑系统磨机选料粉机喂料系统烘干热风及外排系统室液压系统：主要维持磨辊压力在一定范围内，并控制磨辊的上下运动（图17），液压系统的电气故障主要是单向电磁阀损坏，立磨起动前液压系统必须先起动。磨辊位置的调整：磨辊的位置一般在10mm