高压电机知识交流培训ppt课件

高压电机知识交流培训2018-7-12马德望海螺设备保全处目录2电机的一般技术数据3异步电动机知识介绍4电机的常见故障及处理方法5典型高压电机故障案例分析1高压电机简介什么是高压电机•高压电机是指在工频50Hz，额定电压在1000V以上电动机。常使用的是6000V和10000V电压，由于国外的电网不同，也有3300V和6600V的电压等级。高压电机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(如300KW/380V)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。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。高压电机应用•高压电动机广泛运用在水力、电力、冶金、石化、煤炭、水泥制品等厂矿，作大、中型机械设备的驱动动力。•各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难；20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。•大容量低转速的动力机常用同步电动机。同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率，工作较稳定。•在要求宽范围调速的场合多用直流电动机，但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。•电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。高压电机的分类高压电动机分类方法有很多种：•从容量上分为小型、中型、大型和特大型四种•从绝缘等级分为A、E、B、F、H级电动机•从结构及用途上分为通用型高压电动机及特殊结构与用途高压电动机高压电机控制装置•根据实际而定方式:•电机容量大小与电源容量且1000KW以下的可直接启动,这时的冲击电流是额定值的3-6倍。•为了防止冲击电流过大,对于大电机必须考虑减少启动电流的启动方式:有串电抗启动,变频启动,液力偶合器启动等多种方式.有复杂有简单,价钱差异很大。由于电压高,电流冲击大,电机制造必须满足过电压的要求,绝缘等级要求较高。高压电机保护装置•电动机差动保护装置主要用在大型高压电动机、发电厂、化工厂等地方。如果发生严重故障导致电机烧毁，将严重影响生产的正常进行，造成巨大的经济损失，因此必须对其提供完善的保护。现有电动机综合保护装置主要针对中小型电动机，为其提供电流速断、热过载反时限过流、两段式定时限负序、零序电流、转子停滞、启动时间过长、频繁启动等保护功能。而对于2000KW以上特大容量电动机，则无法满足其内部故障时对保护灵敏度与速动性的要求，因而研制此装置并配合综合保护装置，为高压电动机提供更可靠更灵敏的保护措施。本装置设计成三相式纵差，因为2000KW以上特大容量的电动机所在的3KV﹑6KV﹑10KV电网可能是变压器中性点经高电阻接地的电网，三相式纵差保护不但能作为电动机定子绕组及引出线相间短路的主保护，而且可作为单相接地故障的主保护，作用于瞬时跳闸。电机的一般技术数据三化：标准化、系统化、通用化它牵连着工厂和用户的利益。也是产品水平的重要标志之一，我国采用的是IEC国际标准。•标准化：所设计的产品应符合各类有关标准国标GB行业标准三产QJB•系列化：即为使属于同一系列的产品在结构性能上保持共性，功率，尺寸有规律地递增以方便制造时的材料准备，工艺装备以及在试验，检测，生产管理及质量保证上通盘考虑，因此设计的产品应尽量纳入靠近其列特别是本厂正在生产的产品。•通用化：即产品之间在零部件，外购件及材料上要最大限度通用，有些标准件、易损件、同行业厂家之间也要通用，以方便维修。电机产品型号部分内容及标识规定Y-异步电动机T-同步电动机TF-同步发电机Z-直流电动机ZF-直流发电机QF-汽轮发电机SF-水轮发电机Q-潜水电机本次培训重点对异步电动机相关知识进行交流我国生产的高压电动机系列产品已系列化、规格化，其中Y(JS)、YR(JR)是基本系列电动机，其它为派生系列三相异步电动机铭牌与技术数据•铭牌永久性固定在电机的机座上，不得拆除。在铭牌栏目中的右上方有个出品号，该出品编号是每一台电机唯一使用的标识记号，是识别电机的唯一信息。1.型号Y（YR）900-6极数(p=6)鼠笼型异步电动机中心高绕线型异步电动机注意：型号YK表示“三相高速笼形异步电动机”，YKK表示“空-空冷却方式三相笼形异步电动机”UVWWVUY接法接法2.常见电动机接法3.额定电压：定子绕组在指定接法下应加的线电压.线电压U1W2V1V2U2W1线电压UVW例：10000/6000Y/是指：线电压为10000V时采用Y接法；当线电压为6000V时采用接法。5.额定电流：定子绕组在指定接法下的线电流。UVW4.额定功率：额定功率指电机在额定运行时轴上输出的功率（），不等于从电源吸收的功率（）。两者的关系为：2P1P12PPCOSIUPNN31其中COSIUPNN32大中型异步动电机效率=90－96%额定负载时一般为0.7~0.9，空载时功率因数很低约为0.2~0.3。额定负载时，功率因数最大。注意：实用中应选择合适容量的电机，防止“大马”拉“小车”的现象。5.功率因数(cos1)：P2PNcos1（1）连续连续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很长，电动机的温升可以达到稳态温升的工作方式,用S1表示。6．定额定额是指三相电动机的运转状态，即允许连续使用的时间，分为连续、短时、周期断续三种（2）短时短时工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停机时间很长，使电动机的温升可以降到零的工作方式。（3）周期断续周期断续工作状态是指电动机带额定负载运行时，运行时间很短，使电动机的温升达不到稳态温升；停止时间也很短，使电动机的温升降不到零，工作周期小于10min的工作方式。绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力，它表明三相电动机允许的最高工作温度。7．绝缘等级常将电机的绝缘系统按极限温度分为若干耐热等级：A,E,B,F,H。它们分别代表绝缘材料的最高温度为：105℃，120℃，130℃，155℃，180℃。上面铭牌中的绝缘等级为F级，表示其最高工作温度为155℃。绕组和轴承的温升和温度限值：电阻法RTD法绕组B级温升限值80K（R法）90K（RTD）电机温升YΔ有直接关系电机总损耗冷却效果防护等级表示三相电动机外壳的防护等级，其中IP是防护等级标志符号，其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大，防护能力越强，如IP44中第一位数字“4”表示电机能防止直径或厚度大于1毫米的固体进入电机内壳。第二位数字“4”表示能承受任何方向的溅水。8．防护等级防护等级（常用）第一位数字表示2防护大于12mm固体3防护大于2.5mm固体4防护大于1mm固体5防尘电机第二位数字表示2防滴（垂直15°）3防淋水（60°）4防溅水5防喷水IP55IP54IP44IP239．冷却方式（IC）冷却方式是根据冷却回路布置和冷却介质运动的推动方法来分类异步电机通常采用以下冷却方式：IC01自然通风IC06强迫通风IC411/416筋外冷/强迫TEFC/TEBCIC81W空水冷TEAWCIC86W空水冷冷却器外带独立鼓风机IC611空空冷TEAACIC616空空冷外风路带独立鼓风机IC666空空冷内、外风路均带独立鼓风机10．安装型式（IM）卧式异步电机最常见的结构安装型式是IMB3立式异步电机最常见的结构安装型式是IMV111.保证值效率：-0.1（1-η）功率因数：-（1-cosφ）/6(0.02~0.07)起动电流：+20%起动转矩：-15%最大转矩：-10%设计值---实测值（实验值）---保证值1、异步电动机分类按定子绕组相数分单相、两相、三相异步电动机按转子结构分绕线型、鼠笼型异步电动机鼠笼型异步电动机又可分为：单鼠笼、双鼠笼、深槽异步电动机2、异步电动机用途（1）异步电机的用途用于拖动各种生产机械，功率范围从几十瓦～数千千瓦，应用范围非常广泛。工业：机床、风机、泵、压缩机、矿山机械、轻工机械等；农业：水泵、脱粒机、粉碎机、加工机械等；民用：电风扇、洗衣机、电冰箱、空调等。（2）异步电动机的特点优点♦结构简单、容易制造、成本较低、坚固耐用、运行可靠（鼠笼型）；♦运行效率较高，具有适用的工作特性。缺点♦功率因数总小于1（从电网吸收感性无功功率）；♦调速性能不如直流电动机。3、三相异步电动机基本工作原理4、异步电动机结构绕线型绕组的联结方式转子绕线型绕组通常采用Y联结三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙，一般仅为1.2mm～5mm。气隙太大，电动机运行时的功率因数降低。气隙太小，使装配困难，运行不可靠，高次谐波磁场增强，从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。•定转子铁心与内风扇组成内风路，把电机内部热量带给冷却器钢管外圆•风罩与外风扇共同组成外风路，将热量从冷却器钢管内圆带走。三相异步电动机风路图解定子铁心由0.5mm表面涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成，由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的，可减少铁心涡流损耗。（a）定子铁心（b）定子冲片定子铁心及冲片示意图50W35050W40050W470异步电动机主要构件定子绕组线圈由绝缘铜导线绕制。3M43-F云母导线“N”，“弓”形带绕组定子铁心VPI浸漆•三相异步电动机转子铁心中性点出线盒主出线盒5、电机轴承结构电机轴承结构的选择和设计对整台电机非常重要。.主要有滚动和滑动轴承两种.滑动轴承一般用在（大型）电机高速场合分为自润滑和强迫油循环（带稀油站）.滚动轴承在（内径+外径）*n/250万时不适合用脂润滑.润滑失效；加油（脂）周期6、应用于电动机的一些仪表（停机）加热器作用防潮单相/三相功率PT100单支/双支两线/三线/四线制双金属表盘式温度计7、三相异步电机的起动stI起动电流：三相异步电机起动电流为额定电流的4.5~7倍。0n定子电流原因：起动时，转子导条切割磁力线速度很大。转子感应电势转子电流大电流使电网电压降低影响其他负载频繁起动时造成热量积累电机过热影响：•电机起动和运行机械特性当s为以上两段的中间数值时，机械特性从直线段逐渐过渡到双曲线段，如图所示。smnn0sTe010TeTemaxTemax异步电机的机械特性三种起动过程的电流比较图异步电动机的起动过程与电流冲击一级降压起动软起动器直接起动•异步电动机机械特性TeOnn0TemaxsmTLUsN0.7UsNABCFDE0.5UsN风机类负载特性恒转矩负载特性图5-4异步电动机不同电压下的机械特性8、水电阻在高压电机启动时的作用•一般而言，高压电机如果直起，启动电流是额定电流的6～8倍，这样如果系统容量太小，也可能会将系统电压拖低20％甚至更厉害，这样连在这个系统内的其他电气设备都有可能保护跳机，所以一般都会采用软启动技术。水电阻启动，就是其中一种。•（1）水电阻的基本原理•靠溶解在水中的电解质（NaHCO3）离子导电，电解质充满于两个平面极板之间，构成一个电容状的导电体，自身无感性元件，故与频敏、电抗器等起动设备相比，有提高电动机的功率因数，节能降耗的功能。水电阻串入电动机定子回路以后，不仅能改变电动机的转差率S，达到调速的目的，还能增加电动机起动时的转矩，减小起动电流。具有平滑无级调速，并可使转速达到额定转速。HYT系列水阻调速器是以改变串入电机转子回路的水电阻来调节电机转速的，电阻越大，电机转速越低；电阻为零，电机达到全速。为了克服调速过程中水电阻过热现象，循环冷却装置8、水电阻在高压电机启动时的作用•（2）技术特点•1.大中型绕线异步电动机进行无级调