高壓電動機使用中應(yīng)關(guān)注的幾個問題

1　高壓電動機質(zhì)量

　　在水泥生產(chǎn)線上使用的高壓電動機從幾百千瓦到幾千千瓦，特別是在大型干法水泥生產(chǎn)線使用的較多，一條大型水泥生產(chǎn)線裝機容量中有三分之二容量均為高壓電動機。我公司是1978年引進的3000t/d全套干法水泥生產(chǎn)線，后又經(jīng)過技術(shù)改造為3500t/d，所以應(yīng)用的國內(nèi)外高壓電動機很多，在我們使用過程中，遇到很多質(zhì)量問題，對生產(chǎn)過程造成了較大的影響。
1.1　引線、接頭等焊接部位問題
　　電動機制造過程或維修中，虛焊、焊不透等問題會造成電動機在運行中焊點脫焊，造成焊接部位接觸電阻大，通電發(fā)熱使焊錫熔化后，在脫焊部位引起火花閃絡(luò)燒毀電動機線圈。這種問題大多出現(xiàn)在轉(zhuǎn)子線圈插入式繞組導(dǎo)條的并頭套、定轉(zhuǎn)子引線、接線端子等需要用錫焊的部位。我廠發(fā)生過固定電動機定子的鉚釘與機殼脫落后，定子鐵芯轉(zhuǎn)動一個角度而燒毀電動機事故。因此有必要在訂購電動機合同中，對所有需要焊接的部位提出用銀焊、磷銅焊或者其它特殊焊接要求，以免出現(xiàn)類似事故。
1.2　軸承問題
　　在較大型電動機上多采用滑動式軸承結(jié)構(gòu)。在多年的使用中，我們感到滑動式軸承結(jié)構(gòu)雖然有好處，但在使用和維護上比滾動式軸承要麻煩，特別是在生產(chǎn)運行周期較長的情況下，滑動式軸承要經(jīng)常補充稀油，還要定期研磨軸瓦，安裝時還要控制軸瓦的間隙，處理不好還會出現(xiàn)滲油、漏油等問題。而滾動式軸承只要定期用油槍補充潤滑脂就可以了，出現(xiàn)問題只需更換，維護工作量較小。我們在煤磨800kW開啟式滑動式軸承結(jié)構(gòu)電動機的改造上，就要求供應(yīng)商更改軸承結(jié)構(gòu)，將其改為全密封滾動式軸承，避免了原來在安裝找正和維護上的麻煩，也避免了因粉塵進入造成的問題，效果比較滿意。
　　高壓電動機設(shè)計中，一般選用大游隙的C3類軸承，較大型電動機還有的選用C4類游隙。我們在使用過程中發(fā)現(xiàn)有的軸承內(nèi)圈表面有點狀磨蝕現(xiàn)象，這主要是因轉(zhuǎn)子軸電流引起的，轉(zhuǎn)子在交變磁場中，感應(yīng)電壓產(chǎn)生渦流，感應(yīng)電流由轉(zhuǎn)子軸經(jīng)過軸承再經(jīng)過電動機外殼接地后，軸承內(nèi)會出現(xiàn)電火花燒蝕產(chǎn)生點狀凹坑，從而造成軸承振動、磨損故障，嚴(yán)重的會造成定、轉(zhuǎn)子摩擦掃膛事故。我們在電動機轉(zhuǎn)子聯(lián)軸節(jié)上加裝一個碳刷，刷握固定在電動機端蓋上，將軸電流直接接地，可以減少或避免這種故障的發(fā)生。另外軸承供貨渠道一定要可靠，免得用了以舊翻新的偽劣軸承造成使用上的麻煩。再則，軸承的潤滑油不可混用，一定按照技術(shù)說明書中要求的潤滑油牌號給軸承加油，否則也會造成軸承的損壞。
1.3　絕緣處理問題
　　高壓繞線式電動機的轉(zhuǎn)子、集電環(huán)及引線上出現(xiàn)絕緣故障較多，雖然轉(zhuǎn)子相對于定子來說，電壓要低得多，但在耐潮性、絕緣材料等級的使用上，如果質(zhì)量有問題也會存在隱患。常見的有由于轉(zhuǎn)子引線的固定不牢靠，造成絕緣包扎松動，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中絕緣材料磨損使其對地短路；集電環(huán)三相之間隔離絕緣套管由于松動磨穿造成相間短路。
1.4　槽楔子問題
　　在高壓電動機制造過程中，有的由于未采用真空浸漆工藝，在定子鐵芯線圈槽中槽滿率不高，造成線圈在鐵芯槽內(nèi)受電磁力作用而振動，使槽楔子振動脫落，從而引起事故。目前國內(nèi)有的采用新型導(dǎo)磁材料制作槽楔，雖然在改善電動機特性和節(jié)能方面效果比較明顯，但是在使用中也會出現(xiàn)此類問題。如我公司使用的3臺同型號1250kW鼠籠型電動機磁性槽楔子中的金屬絲全部脫離槽楔彈出后，塞滿定、轉(zhuǎn)子氣隙導(dǎo)致電動機抱死而全部燒毀，并引起開關(guān)柜爆炸事故，造成重大損失。因此要慎重選用這類結(jié)構(gòu)的高壓電動機。
1.5　電動機的冷卻問題
　　大型高壓電動機都設(shè)計有冷卻裝置，有水冷卻、風(fēng)冷卻裝置等，一般水冷卻電動機的冷卻器都放在電動機的頂部，由于冷卻水內(nèi)都含有雜質(zhì)，冷卻器的熱交換毛細(xì)管內(nèi)會產(chǎn)生結(jié)垢堵塞毛細(xì)管，影響電動機的冷卻效果，用化學(xué)清洗劑清洗水垢時，會將毛細(xì)管腐蝕，所以清洗后必須檢查，確認(rèn)無漏水。如果冷卻水進入電動機內(nèi)破壞絕緣，會引起相間、接地短路燒毀電動機事故。而風(fēng)冷卻電動機在運行和檢修過程中，冷卻風(fēng)扇葉片會發(fā)生變形，造成運行中產(chǎn)生振動而損壞電動機事故，所以必須要注意。

2　電動機產(chǎn)品的選型

　　
2.1　如何選用國產(chǎn)與進口電動機
　　國產(chǎn)電動機與國外產(chǎn)品相比，最明顯的差別就是電動機的體積、發(fā)熱量、額定電流要偏大，且過載能力也較差，這說明電動機的無功損耗較大，這主要體現(xiàn)在所使用的電磁線、矽鋼片電磁性材料性能的差別上。由于體積規(guī)格不同，在互換性上也造成一定的麻煩，這主要體現(xiàn)在安裝尺寸和負(fù)荷端的軸長不同，造成電動機底座和聯(lián)軸節(jié)重新加工才能使用。因此在選用電動機時，一是考慮經(jīng)濟性，再則考慮實用性及必要性。根據(jù)我們多年使用日本、德國等產(chǎn)品的經(jīng)驗，進口產(chǎn)品不管是在制造工藝還是性能上都優(yōu)于國內(nèi)產(chǎn)品，特別是大型高壓電動機。我們在訂購1臺2000kW繞線式異步電動機時作過一些調(diào)研，國內(nèi)幾家制造商可以生產(chǎn)2000kW以上容量的繞線式異步電動機，但是業(yè)績不多，最后我們還是決定選購原進口國家產(chǎn)品。我們使用的1臺4200kW繞線式異步電動機為德國生產(chǎn)，供應(yīng)商承諾可使用20到50年，而國內(nèi)所有的電動機制造商在訂購合同時，保質(zhì)期只有1年，技術(shù)說明書中也無關(guān)于設(shè)計壽命的說明。大型高壓電動機一旦損壞，修理周期長，費用也非常高，而且還要停產(chǎn)待修，損失非常大。我們認(rèn)為在關(guān)鍵工序使用的大型高壓電動機應(yīng)選用進口產(chǎn)品，以確保使用的長期可靠性，且可以不必訂購備用品。對于修理周期短、容量較小的高壓電動機可選購國內(nèi)產(chǎn)品并可儲備少量備件。
2.2　根據(jù)負(fù)載特點進行合理匹配
　　目前水泥行業(yè)規(guī)模及設(shè)備向著大型化、長周期運行方面發(fā)展，針對拖動設(shè)備的類型和場合，一般在設(shè)計上考慮拖動電動機負(fù)載合理匹配、經(jīng)濟效益性，防止大馬拉小車造成不必要的電能浪費。一般來說電動機在其90%負(fù)載的情況下，再配置比較合理的啟動設(shè)備運行就比較經(jīng)濟。球磨機、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備需要根據(jù)負(fù)載力矩的差異選用不同類型的電動機，像重載啟動的設(shè)備要選用繞線式電動機，以增加啟動力矩。若由于產(chǎn)量提高而需要更換電動機時，在其它技術(shù)改造中，必須經(jīng)過充分論證，設(shè)計時應(yīng)考慮盡量利用原電動機，確有必要再更換，以免造成舊電動機閑置、資源浪費。
2.3　根據(jù)使用的場合來選用不同的防護等級
　　盡管現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)工藝線環(huán)保設(shè)備很完備，但根據(jù)行業(yè)生產(chǎn)的特點，在水泥工藝生產(chǎn)線上還要選用防護等級較高的產(chǎn)品，如國產(chǎn)J系列型號的電動機多為開啟式，盡管其散熱性較好，絕緣等級為B級，造價較低，但在使用中由于電動機內(nèi)部極易積淀灰塵，造成散熱不良，而且由于灰塵顆粒的磨損使定、轉(zhuǎn)子的絕緣損壞，已不適合應(yīng)用在現(xiàn)場。我廠出現(xiàn)過類似事故后，逐步選用Y系列防護等級較高的產(chǎn)品。目前Y系列電動機有多種防護等級，其設(shè)計性能、節(jié)能效果都優(yōu)于J系列產(chǎn)品，防護等級有IP24、IP44、IP54、IP55，可根據(jù)電動機使用的場合來選用不同的防護等級的產(chǎn)品，以減少事故的發(fā)生。

3　使用維護

　　
3.1　應(yīng)用診斷技術(shù)
　　設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)運用計算機進行在線監(jiān)測分析和診斷設(shè)備的動態(tài)運行狀況，可解決設(shè)備在設(shè)計、制造、安裝過程中的“先天不足”，又可發(fā)現(xiàn)解決在運行中的“后天故障”，利用一些系統(tǒng)性理論，比如專家系統(tǒng)、模糊系統(tǒng)等進行故障診斷。這些系統(tǒng)技術(shù)還可以進行遠(yuǎn)程通訊檢測，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化功能，這項技術(shù)應(yīng)用在大型化、自動化水泥生產(chǎn)線上更體現(xiàn)了其優(yōu)越性，對設(shè)備的潤滑、溫度、振動、噪聲等物理參數(shù)長期跟蹤檢測，預(yù)測設(shè)備運行狀態(tài)、趨勢，可及早做出正確的識別和制定檢修方案計劃，防患于未然。我們運用該項技術(shù)，對已經(jīng)運行了20年的拖動生料磨的4200kW繞線式異步電動機負(fù)荷端軸承進行診斷和監(jiān)測，在解體電動機更換該軸承時證明了分析診斷的結(jié)果和實際損壞狀況相吻合，使其達(dá)到了把握臨界最佳檢修時機的目的，并在我廠其他大型設(shè)備的監(jiān)測上也發(fā)揮了比較理想的效果，達(dá)到了降低維修成本，避免事故發(fā)生，減少事故停機，保證設(shè)備安全、穩(wěn)定、可靠、長周期、滿負(fù)荷優(yōu)質(zhì)運行的效果。
3.2　定期進行預(yù)防性測試
　　根據(jù)電氣設(shè)備維護的有關(guān)規(guī)程，高壓電動機的預(yù)防性測試，包括線圈直流電阻值、絕緣材料交直流電壓的耐壓值的測試非常重要。電動機在運行過程中，其絕緣材料會隨著運行周期、工況變化而逐步老化，因此測量各相線圈的直流阻值是否平衡，以便發(fā)現(xiàn)線圈匝間、相間有無短路，焊接點、接頭部位有無缺陷發(fā)熱問題。除了通過狀態(tài)監(jiān)測以外，再通過這些預(yù)防性測試，以此發(fā)現(xiàn)電動機本身存在的靜態(tài)事故隱患，以便將這些易造成重大毀壞性事故的問題消滅在萌芽狀態(tài)，避免造成更大的經(jīng)濟損失，這一項工作非常重要，每年均應(yīng)定期安排。
3.3　定期校驗各類繼電器保護設(shè)定值
　　由于水泥生產(chǎn)工藝線一旦運行，停機檢修周期一般都要超過半年以上，在此運行周期內(nèi)，必須保證高壓電動機的安全穩(wěn)定運行，各類繼電器保護值必須靈、準(zhǔn)、穩(wěn)，繼電器的內(nèi)部元件也會因出現(xiàn)老化使設(shè)定值漂移或失靈，一旦保護值失靈也會造成惡性事故，如越級跳閘造成大面積停電、損壞機械設(shè)備甚至燒毀高壓電動機?，F(xiàn)在有的水泥廠已經(jīng)在配電室采用計算機進行檢測控制，其技術(shù)性、可靠性程度更高，但是目前大多數(shù)還是采用繼電器保護，在企業(yè)經(jīng)濟效益較好的條件下，應(yīng)推廣應(yīng)用先進的計算機檢測控制技術(shù)，保證電氣設(shè)備長期安全運行。
3.4　對大修方案的認(rèn)識
　　大型高壓電動機的大修方案必須要經(jīng)過論證和對修理全過程的控制，針對損壞的部位和程度，制定合理經(jīng)濟的修理方案，切忌交給修理單位后就不再過問，對檢修過程失去控制。除了制定的修理方案要切實可行，在修理的過程中對全過程也要跟蹤監(jiān)控，保證大修方案的落實，并可避免在大修后的試車中發(fā)生問題時分不清雙方的責(zé)任，這樣做的目的是保證大修后能一次試車成功，盡快使設(shè)備投入正常運行。
3.5　日常使用維護
　　嚴(yán)格的按照高壓電動機技術(shù)規(guī)程進行操作、維護和保養(yǎng)。根據(jù)我們的經(jīng)驗，進口電動機只要嚴(yán)格按照其技術(shù)規(guī)范使用，一般不會出現(xiàn)大的問題，而國產(chǎn)電動機除了按照技術(shù)說明書使用外，還應(yīng)增加保養(yǎng)維護的頻度，有時我們對有隱患的一些高壓電動機一年要解體1～2次，造成人力物力的極大浪費。在維護、檢修、裝配、安裝過程中嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)程進行，以免產(chǎn)生人為事故因素，我廠曾發(fā)生過將回轉(zhuǎn)窯主電動機接錯動力電源線而引起的重大事故。維修技術(shù)資料的歸檔、管理工作也非常重要，對大型電動機的使用過程進行動態(tài)管理，不能失控。

4　關(guān)于高壓電動機節(jié)能的問題

　　高壓電動機在水泥生產(chǎn)線上裝機容量較大，且屬于電感性負(fù)載，無功功率損耗很大，在高壓電動機和電力變壓器裝機容量之比中，電動機的無功損耗占所有無功損耗的70%左右，因此高壓電動機的節(jié)能工作也必須視為大型水泥生產(chǎn)線重點管理工作之一。
　　1)從高壓電動機本身來說應(yīng)選用功率因數(shù)高和機械效率高的產(chǎn)品，現(xiàn)在市場也出現(xiàn)了新型高效節(jié)能電動機，但是在低壓電動機上應(yīng)用的較多。高壓電動機的銘牌中一般都標(biāo)明功率因數(shù)為85%左右，功率因數(shù)低會造成很多問題，比如轉(zhuǎn)差率增大、電動機過熱等。電動機效率問題是不容忽視的，在計算電動機功率時必須將效率計算進去才能真實的反映電動機本身的輸出功率。
　　2)傳統(tǒng)提高功率因數(shù)減少無功損耗的方法是安裝電力補償電容器，其投資少，見效快，維護簡便。供電部門在對用戶的用電考核中，專門考核用戶的電網(wǎng)功率因數(shù)，對超過90%的用戶給予獎勵。電力電容器的安裝，一種是集中式補償，所有的電容器安裝在專門設(shè)計的電容器室內(nèi)，對配電室母排和線路進行補償，便于管理、維護，但是對高壓電動機本身無法補償；第二種辦法是機旁就地安裝，直接與高壓電動機聯(lián)接進行補償，或者安裝在電動機開關(guān)柜內(nèi)。采用哪種方法需視具體情況而定。
　　3)其它節(jié)約電能的方法還有很多，如進相機的應(yīng)用在國內(nèi)已有很長時間，雖然節(jié)能效果較好，但是由于其本身也是旋轉(zhuǎn)設(shè)備，對整流子等設(shè)備本身的維護工作量也較大。靜止式進相器的特點是采用晶閘管交-交變頻方式控制技術(shù)代替進相機對電動機的轉(zhuǎn)子進行補償，它綜合了進相機和電力電容器的優(yōu)點，應(yīng)用在球磨機拖動電動機上效果很好，可降低單位能耗而節(jié)約電能?，F(xiàn)在正在大量使用的變頻器雖然也屬節(jié)能產(chǎn)品，但是應(yīng)用在需要頻繁調(diào)速的設(shè)備上節(jié)能效果比較好，并非所有的電動機都可使用，而且高壓變頻器的一次性投資也很大。