瀑布溝水電站三相異步電動機故障分析及處理措施

黃勇　金恩華

摘要：從瀑布溝水電站供水泵當前情況來看，新增設(shè)備已經(jīng)在實際生產(chǎn)中得到了利用，供水泵三相異步電動機是比較重要的設(shè)備。在這一設(shè)備的實際應用過程中，對電動機的損耗相對嚴重，也比較容易出現(xiàn)故障?；诖耍恼戮推俨紲纤娬竟┧萌喈惒诫妱訖C結(jié)構(gòu)及故障判定方法加以分析，然后就具體故障原因及處理措施加以探究。

關(guān)鍵詞：瀑布溝水電站；供水泵；三相異步電動機；設(shè)備故障；供水系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TV736 文章編號：1009-2374（2016）02-0122-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.059

瀑布溝水電站是大渡河干流水電梯級開發(fā)中的第17個梯級電站。從近些年瀑布溝水電站對三相異步電動機的廣泛應用來看，其起到的作用已經(jīng)比較顯著，但在具體的應用過程中對一些常見故障的分析處理方面還需要進一步加強。尤其是處在當前自動化高速發(fā)展的背景下，三相異步電動機在功率和運行等方面都有著獨特的優(yōu)勢。但故障也時有發(fā)生，機組及主變技術(shù)供水系統(tǒng)自投入運行后，分別出現(xiàn)了3次水泵電機燒毀、1次水泵密封環(huán)破裂、多次水泵軸承損壞和軸封漏水等缺陷。截至2015年5月，機組技術(shù)供水泵軸承已更換了32副，車氏密封更換了24個；主變技術(shù)供水泵軸承已更換了40副，車氏密封更換了34個，聯(lián)軸螺栓更換了30顆。處理其故障就顯得格外重要，這對促進實際工作效率的提升有著積極意義，所以加強這一領(lǐng)域的理論研究就有著實質(zhì)性

意義。

1 供水泵三相異步電動機結(jié)構(gòu)及故障判定方法

1.1 供水泵三相異步電動機結(jié)構(gòu)分析

供水泵三相異步電動機也被稱為三相感應電動機，其主要的組成結(jié)構(gòu)就是轉(zhuǎn)子和定子。兩者間留有一定的氣隙，從轉(zhuǎn)子這一結(jié)構(gòu)上來看主要是通過轉(zhuǎn)軸以及轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)子鐵心所構(gòu)成的；定子主要是通過機座以及定子繞組和定子鐵心所組成。其中的轉(zhuǎn)子鐵心是通過厚度為0.5mm相互絕緣的硅鋼片疊成，在外圓上都有著較為均勻分布的槽，主要就是嵌放轉(zhuǎn)子三相繞組。而轉(zhuǎn)子繞組主要有兩種形式，即繞線式和鼠籠式。對定子繞組則主要是三組通過漆包線繞制完成并對稱的嵌入定子鐵心槽內(nèi)的相同線圈，三相繞組能夠接成星形或者是三角形。

1.2 供水泵三相異步電動機故障判定方法

對供水泵三相異步電動機故障的判定可通過多種方法進行運用，主要可采用聽、看、聞、摸的方法。其中從聽的判定方法上來看，在電動機的運行正常時所發(fā)出的聲音是均勻并較輕的嗡嗡聲，沒有一些特別的雜音。如果是在運行的聲音上有著較大噪音，像軸承雜音以及機械的摩擦聲等，這就是故障的先兆，要對其特別重視。例如電磁噪音就會出現(xiàn)忽高忽低以及沉重的聲音，而在軸承方面的雜音就會是吱吱的聲音，通過聲音來判定故障。

通過看的方法是對電動機的運行情況進行仔細觀看，觀看的內(nèi)容主要是在定子繞組出現(xiàn)短路的時候能夠看到電動機冒煙；在嚴重過載以及缺相運行就會看到轉(zhuǎn)速變慢并有著嗡嗡聲；電動機發(fā)生劇烈的振動就會看到傳動裝置被卡住等。另外就是通過聞和摸的方法，聞就是聞氣味，當有著特殊的油漆味就說明電動機的內(nèi)部氣溫比較高，如果是焦臭味就可能是絕緣層被擊穿。摸是對一些部位的溫度進行判斷，溫度異常就可能出現(xiàn)通風不良以及軸承溫度過高等故障。

2 供水泵三相異步電動機故障原因及處理措施

2.1 供水泵故障分析

瀑布溝水電站自2009年首臺機組投入運行后，經(jīng)過近幾年的運行，供水系統(tǒng)出現(xiàn)了一些故障，總結(jié)歸納其具有以下特點：

2.1.1 機組供水采用的水源水泵（上海東方泵業(yè)DFSs400-460C雙吸離心泵）不能滿足設(shè)計規(guī)定的有關(guān)揚程、流量性能參數(shù)。水泵額定揚程為35m（0.35MPa），流量為2262m3/h，現(xiàn)場實測壓力值約為0.28MPa，流量約為1805m3/h，均低于額定參數(shù)。由于機組用水設(shè)備無法滿足設(shè)計給定的壓力和流量定值，因此常采取關(guān)閉冷卻器進出口蝶閥憋壓的方式運行（部分閥門開度不足300）。這種運行方式會在蝶閥的閥盤處長期形成射流，造成閥門汽蝕，故存在閥座密封沖毀的隱患。

2.1.2 機組水源水泵的電機發(fā)熱嚴重，局部溫度高達85℃，供水泵電機接線盒內(nèi)的接線柱螺栓擰緊力不夠，繞組線鼻子為開式短線鼻子，接觸面積不夠，導致運行中接觸面發(fā)熱，接線端子過熱氧化，致使接線端子、電纜接頭燒損，絕緣破壞造成相間短路故障。

2.1.3 變頻器與電機不配套。瀑布溝水電站供水泵電機為普通電機，而電氣控制為變頻器，普通電機都是按恒頻恒壓設(shè)計的，不可能完全適應變頻調(diào)速的要求。

2.2 供水泵三相異步電動機故障原因分析

供水泵三相異步電動機的故障是多方面的，其中在軸承部分的故障是最為常見的，軸承過熱故障主要就是由于滾動軸承中的潤滑脂發(fā)生了嚴重堵塞，這樣滑動軸承中的潤滑油溫度就會出現(xiàn)溫度過高或者過低的情況；潤滑脂變質(zhì)或者是含有雜質(zhì)以及軸承和轉(zhuǎn)軸的配合不是很合適；轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)彎曲以及聯(lián)軸器的裝配不當?shù)取?/p>

另外，在滑動軸承的故障方面還有由于軸承的磨損程度相對比較大以及軸承的內(nèi)外出現(xiàn)了破裂的情況。滑動軸承在潤滑油的使用上不充足或者是油環(huán)卡住的問題、軸承中夾有雜物等。還有就是軸承和端蓋的配合不緊湊或者過于緊湊，擋油圈存在著毛刺和軸承蓋之間產(chǎn)生摩擦，兩側(cè)的端蓋以及軸承蓋沒有得到合理化的裝配和聯(lián)軸器的安裝不正確，傳動膠帶的松緊程度沒有達到相應的要求等。

除了以上軸承的故障問題之外，另外就是電動機過熱有的會出現(xiàn)冒煙的情況，這主要是電源的電壓此時比較高，從而使得鐵心發(fā)熱增加。還有就是由于修理拆除繞組的時候?qū)岵鸱ㄊ褂貌划攺亩鴮﹁F心產(chǎn)生了損害。再者就是電動機的風扇出現(xiàn)了故障，由于通風狀態(tài)不佳造成了發(fā)熱冒煙的問題。

對電動機的負載運行的故障原因，主要是設(shè)備沒有配套以及負載系統(tǒng)在功率上比額定功率要大很多，這樣在長時期的負荷運行過程中就自然會造成電動機過熱的情況發(fā)生。還有就是拖動系統(tǒng)和電動機的功率相匹配，但設(shè)備運行中由于傳動系統(tǒng)在運轉(zhuǎn)上沒有得到靈活的體現(xiàn)，也會造成電動機繞組過熱的情況發(fā)生。

對電動機在運行過程中的振動比較大的情況，主要就是由于電動機的地基沒有平整牢固以及轉(zhuǎn)軸存在著彎曲和轉(zhuǎn)子沒有達到平衡等，還有就是軸承在磨損的間隙層面也相對較大以及聯(lián)軸器的中心沒有得到有效校正等。這些問題要得到及時有效的解決，保證電動機的正常運轉(zhuǎn)。

2.3 供水泵三相異步電動機故障處理措施

2.3.1 對軸承過熱的故障進行處理要能結(jié)合具體的情況，對軸承中過多的油脂要最大化清除或者是將油室中的潤滑脂充滿到2/3即可。通過調(diào)換同規(guī)則的新軸承對軸承的磨損比較嚴重和外圈破裂的故障加以解決。通過加油到標準的油面以及換取新油的方法或?qū)τ铜h(huán)卡住的原因詳細查明，出現(xiàn)油中存在著雜質(zhì)的問題就要獲取新的潤滑油，對軸承進行徹底的清潔。再者就是要對傳動帶的張力進行適當?shù)恼{(diào)整，并對聯(lián)軸器加以校正或者是對定子進行更換等。

2.3.2 而對電動機過熱產(chǎn)生冒煙的故障就是對電壓得以有效降低，如果是接法的錯誤就要對接法加以改正。對擦點要得到有效消除，還要檢查消除轉(zhuǎn)子繞組的故障，對鐵心加強檢修并排除相關(guān)的故障，還可通過二次浸漆和真空浸漆的工藝以及對風扇設(shè)備進行詳細的檢查和修復，必要的時候就要對風扇進行更換處理。通過這些方法能夠?qū)㈦妱訖C的發(fā)熱問題得到有效解決。

2.3.3 對電動機的負載運行的故障解決，必須將負載的原因找出來，并恢復額定的運行狀態(tài)，使電源的電壓得以有效降低以及將供電的導線加以更換。還要對軸承的松動情況加以檢查，對定子以及轉(zhuǎn)子的裝配情況也要詳細檢查，對電動機要進行清洗以及對環(huán)境溫度要加強改善，通過降溫的措施加以處理。

2.3.4 對供水泵三相異步電動機的故障中不正常的響聲處理，要重新針對定子絕緣紙實施修剪以及削低槽楔。還需要對軸承加以更換，對定子以及轉(zhuǎn)子鐵心進行檢查和重新壓緊等，然后再添加潤滑油、重新安裝風扇和風罩等，還要對繞組極性進行詳細的檢查，并對繞組首尾端的正確與否進行判斷，對錯接的要積極地改正以進行斷電合閘，對斷路處要加以檢查和修復或者是更換轉(zhuǎn)子等措施的實施。

3 結(jié)語

總而言之，對供水泵三相異步電動機的故障要從實際出發(fā)，找出故障的真正原因并進行分析，在這些故障中比較常見的就是關(guān)于軸承的故障原因，并且問題也比較復雜化，所以具體解決過程中就要進行針對性處理。通過此次的理論研究，希望能從理論上起到一定指導作用，為實際的故障問題解決提供相應的思路。由于篇幅限制，此處不能進一步深化探究，希望此次理論研究能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻

[1]朱建軍.淺析變壓器的故障和處理[J].科技信息，2013，（32）.

[2]李蘭.刮板輸送機電機燒毀原因分析及應采取的措施[J].煤礦機械，2014，（1）.

[3]楊曉華，傅志鋒，陳豪.三相異步電動機的故障原因及其處理研究[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2013，（8）.

[4]徐立軍.三相異步電動機缺相運行及其保護[J].安徽科技學院學報，2013，（5）.

[5]劉銘.三相異步電動機過熱的主要原因及處理方法

[J].同煤科技，2013，（4）.

[6]徐敬棠.淺談三相異步電動機的殘余電壓[J].礦山機械，2013，（3）.

作者簡介：黃勇（1965-），男，國電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠電機技師，工程師，研究方向：電機檢修；金恩華（1984-），男，國電大渡河瀑布溝水力發(fā)電總廠助理工程師，研究方向：電機檢修。

（責任編輯：黃銀芳）