电机班讲座一现行大型电机的检测状况及管理方式课件

1、 交交 流流 电电 源源 Process Mechanical and Electrical Feedback 电机驱动系统电机驱动系统机械系统机械系统 1200 rpm v 全美电机系统消耗了全美电机系统消耗了 19%的总能源，的总能源，57%的的 电力能源；电力能源； v 在制造业，电机消耗了在制造业，电机消耗了 70%以上的电能；以上的电能； v 在过程工业，电机消耗在过程工业，电机消耗 的电能占全厂的电能占全厂90%以上。以上。 94% 3% 1% 2% 停产损失 能源消耗 电机寿命降低 常规消耗 每年度成本核算中，附加消耗分布为停产损失每年度成本核算中，附加消耗分布为停产损失93.6

2、%，附加能量消耗，附加能量消耗 3.1%，电机寿命降低，电机寿命降低1.2%，常规消耗，常规消耗2.1% 。 EPRI的报告的报告 When A Plant Had An Unplanned Shut Down 领导不断接到 各种报告 生产经理开始大叫!生产人员无休止的加 班，疲惫不堪 维修人员束手无策 财务总监. 你的客户? 木材加工$7,000 食品工业$30,000 石化$87,000 冶金$100,000 汽车$200,000 包括产量损失与人工费用 别理它别理它! YES NO YES 你可真笨你可真笨! NO 你得负责你得负责 处理吗处理吗? NO 置之不理置之不理 有人有人 知道

3、吗知道吗? 你麻烦了你麻烦了! YESYES NO 掩藏住！掩藏住！ 能捂住能捂住 别人的眼睛别人的眼睛 吗吗? NO 没问题没问题! Yes 电机在工作吗电机在工作吗? 是你弄坏是你弄坏 的吗的吗? 根据根据 EPRI的报告：的报告： 电机故障的电机故障的 53%源于机械原因，如轴承故障、不平衡、松动等；源于机械原因，如轴承故障、不平衡、松动等； 47%源于电气原因；源于电气原因； 这其中，这其中，10%源于转子，如铸件缺陷导致的不平衡气隙、断条等；源于转子，如铸件缺陷导致的不平衡气隙、断条等； 37%源于定子绕组。源于定子绕组。 41% 12% 37% 10% 轴承故障 对中问题 定子故障

4、（短路等） 转子故障（断条等） 24% 17% 20% 1% 5% 10% 12% 5% 6% 过载过载 潮湿潮湿 润滑不良润滑不良 化学污染化学污染 粉尘颗粒粉尘颗粒 单相运行单相运行 轴承失效轴承失效 绝缘老化绝缘老化 其它其它 电压表电压表 安培表安培表 功率表功率表 数据采集器数据采集器 电源质量分析仪电源质量分析仪 动态效率仪动态效率仪 动态电信号分析（动态电信号分析（ESA） 动态电气测试动态电气测试 DET 红外分析红外分析 振动分析振动分析 超声诊断超声诊断 动态机械测试动态机械测试 DMT 欧姆表欧姆表 / 毫欧表毫欧表 绝缘电阻计（绝缘电阻计（DA/PI） 高压绝缘测试仪高

5、压绝缘测试仪 LCR 测试仪测试仪 浪涌测试仪浪涌测试仪 静态电路分析（静态电路分析（MCA） 静态电气测试静态电气测试 SET 供电品质供电品质 谐波谐波 (电压、电流电压、电流) 过过/欠欠 电压电压 电压不平衡电压不平衡 功率因数功率因数 过载过载 测试方法测试方法 ESA 电压、电流计电压、电流计 变压器故障变压器故障 绝缘不良绝缘不良 绕组短路绕组短路 接头松动接头松动 电器振动电器振动 测试方法测试方法 ESA MCA 红外分析红外分析 绝缘诊断绝缘诊断 超声诊断超声诊断 控制与配电控制与配电 MCC/配电柜故障配电柜故障 接头松动接头松动 接触不良接触不良 线圈故障线圈故障 补偿

6、电容失效补偿电容失效 测试方法测试方法 ESA MCA 红外红外 超声超声 电压电压/电流计电流计 欧姆表欧姆表 目视目视 电缆电缆 电缆故障电缆故障 热保护热保护 污染污染 短路接地短路接地 断路断路 物理损伤物理损伤 测试方法测试方法 MCA ESA 红外红外 绝缘测试绝缘测试 配电系统故障分布配电系统故障分布 导体负荷能力不足导体负荷能力不足 (10%) 供电电压不平衡供电电压不平衡 (7%) 电压偏差电压偏差 (2%) 电压不匹配电压不匹配 (6%) 功率因数不合格功率因数不合格 (39%) 接头问题接头问题 (36%) 电机电机 机械故障机械故障 轴承轴承 轴轴/轴承座轴承座 振动振

7、动 测试方法测试方法 ESA 振动振动 红外红外 超声超声 电气故障电气故障 绕组短路绕组短路 绝缘不良绝缘不良 污染污染 转子故障转子故障 气隙气隙 测试方法测试方法 MCA ESA 振动振动 绝缘测试绝缘测试 耐压、冲击试验耐压、冲击试验 欧姆表欧姆表 电流电流/电压表电压表 超声超声 红外红外 电机电机 耦合耦合(对轮或皮带对轮或皮带) 故障故障 不对中不对中/不对正不对正 带带/键键 磨损磨损 张力不当张力不当 皮带轮磨损皮带轮磨损 测试方法测试方法 ESA 振动振动 红外红外 负载负载 (风机风机, 泵泵, 压缩机压缩机, 齿轮箱齿轮箱, 等等) 负载故障负载故障 部件疲劳部件疲劳

8、(例如例如: 密封密封) 部件失效部件失效 (齿轮齿轮, 叶片等叶片等) 轴承失效轴承失效 测试方法测试方法 ESA 振动振动 红外红外 超声超声 以下为电机状态监测的时间间隔，以月为单位：以下为电机状态监测的时间间隔，以月为单位： 电电机机类类别别 干干净净、干干燥燥 适适中中 脏脏、潮潮湿湿 三三相相非非重重要要电电机机 12个个月月 9 6 三三相相生生产产电电机机 6 6 3 三三相相关关键键电电机机 3 2 1 DC电电机机 6 6 3 变变压压器器 12 9 6 Reactive (Break-Down) Maintenance Preventive Maintenance (PM

9、) Predictive Maintenance (PdM) Proactive Maintenance (PAM) Reactive (Break-Down) Maintenance “任其损坏任其损坏” 优点：优点： 不必投资在状态监测上不必投资在状态监测上 不会出现过度维修不会出现过度维修 适用于少数非重点设备适用于少数非重点设备 缺点：缺点： 无法预测事故停机无法预测事故停机 产生设备二次损坏及灾难性后果产生设备二次损坏及灾难性后果 生产损失生产损失 高额维修费用高额维修费用 管理失控管理失控 急诊室急诊室 Preventive Maintenance “定期体检定期体检” 优点：优点

10、： 维修以可控制的方式在方便的时间进行维修以可控制的方式在方便的时间进行 减少意外事故，有效避免灾难性事故减少意外事故，有效避免灾难性事故 可更好的控制备件，节约资金可更好的控制备件，节约资金 缺点：缺点： 状态良好的设备也被频繁检修（维修过盛）状态良好的设备也被频繁检修（维修过盛） 维修导致的损伤可能大于维修的益处维修导致的损伤可能大于维修的益处 仍存在计划外故障停机仍存在计划外故障停机 没有针对不同设备进行优化与寿命分析没有针对不同设备进行优化与寿命分析 体检室体检室 Predictive Maintenance “没有故障就不修没有故障就不修” 优点：优点： 减少意外停机减少意外停机 仅

11、在需要时购买和使用所需备件仅在需要时购买和使用所需备件 只需在适当时候进行维修只需在适当时候进行维修 缺点：缺点： 监测仪器、系统、服务、人员花费监测仪器、系统、服务、人员花费 不能延长设备寿命不能延长设备寿命 监测室监测室 Proactive Maintenance “查明根源，精确维修，一切基于可靠性查明根源，精确维修，一切基于可靠性” 优点：优点： 设备寿命延长设备寿命延长 设备可靠性增加设备可靠性增加 更少的故障及二次损坏更少的故障及二次损坏 停机时间减少停机时间减少 总维护费用降低总维护费用降低 缺点：缺点： 监测仪器、系统、服务、人员花费监测仪器、系统、服务、人员花费 要求特殊技能

12、要求特殊技能 需要更多时间进行分析需要更多时间进行分析 全体员工改变观念全体员工改变观念 Why condition monitoring? 提高生产能力提高生产能力 Increased production pace 运行在收支平衡之上运行在收支平衡之上 Ongoing “cost shavings” 生产中断不可容忍生产中断不可容忍 Production disruptions are economically intolerable 世界级的生产运营需要可靠性维护世界级的生产运营需要可靠性维护 World Class Performance requires reliable produ

13、ction Management Strategies Utilizing existing machinery 合理利用现有设备合理利用现有设备 (New machines or existing? 购置新设备还是利用现有设备购置新设备还是利用现有设备) Increase Speed 增加生产速度增加生产速度 Improve Quality 提高质量提高质量 Increase Availability 增加有效生产时间增加有效生产时间 Lower the costs 降低成本降低成本 (Energy, raw material, personell costs, etc.) Todays S

14、ituation 维修部门从单纯的维修，逐渐转变成为确保企业维修部门从单纯的维修，逐渐转变成为确保企业 生产能力的高级职能单元生产能力的高级职能单元 维修费用占企业生产总成本的维修费用占企业生产总成本的 4%到到14% 维修费用所占比例大于企业利润率维修费用所占比例大于企业利润率 故障停机异常昂贵，远远超过维修费用故障停机异常昂贵，远远超过维修费用 The hidden possibility Profit Contribution margin Revenue Direct costs Common costs Total assets Current assets Fixed assets

15、 Rate of return + % Impact of Condition Based Maintenance 能耗 实验费用 安全成本 工作环境改善 环保要求 人员工资 实验 等等 + % Potential revenue 时间损失 质量损失 速度损失 Optimizing performance. Measure - compare - improve 0.003 World Class Performance. Modern management strategy OPE. Overall Performance Effectiveness Max. Prod. 速度损失速度损失质

16、量损失质量损失 不可得时间不可得时间 OPE Loss of contribution. Overall Performance Effectiveness 100 h 90 h A = 0.9 (时间因子) 90 ton/h 81 ton/h P = 0.9 (速度因子) 81 ton 73 ton Q = 0.9 (品质因子) OPE = 0.9 x 0.9 x 0.9 = 0.73 x 100% = 73% Strategy for RCM 泵泵 (101 ) 电机电机 (83) 风机风机 (26) 53 +/- 15 94 +/- 24 113 +/- 60 Variation wit

17、h confidence level of 95%. Prewarning time. Machines ( no. of incidents) Days 1）阻抗不平衡导致的电机效率的降低）阻抗不平衡导致的电机效率的降低 0 2 4 6 8 10 12 14 16 012345678 % 阻抗不平衡阻抗不平衡 % 效效 率率 降降 低低 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 012345 % 阻抗不平衡阻抗不平衡 功功 率率 因因 数数 降降 低低 2）阻抗不平衡导致功率因数的降低）阻抗不平衡导致功率因数的降低 0 10 20 30 40 50 60 70 80 01234567

18、8 %阻抗不平衡阻抗不平衡 % 电电 机机 损损 耗耗 增增 加加 3）阻抗不平衡导致电机损耗）阻抗不平衡导致电机损耗 0 10 20 30 40 50 00.511.522.533.544.55 % 温温 升升 % 阻抗不平衡阻抗不平衡 4）阻抗不平衡导致温度上升）阻抗不平衡导致温度上升 5）附加的温升导致电机寿命的降低）附加的温升导致电机寿命的降低 0 20 40 60 80 100 120 051015202530 % 温度升高温度升高 % 电电 机机 寿寿 命命 降降 低低 趋势管理趋势管理 EMCAT 专家诊断专家诊断 直流电机诊断页面直流电机诊断页面 交流电机诊断页面交流电机诊断页面 EMCAT 专家诊断专家诊断 转子诊断页面转子诊断页面 EMCAT 专家诊断专家诊断 参参数数中中间间值值偏偏差差 R1060+/-0.010 Z46+/-1 L9+/-1 Phase Angle82+/-1 相相平平衡衡所所有有结结果果1% 表表 14：电电阻阻测测试试表表 15：阻阻抗抗测测试试 号号码码T1-T2T1-T3T2-T3%偏偏差差号号码码T1-T2T1-T3T2-T3%偏偏差差 11.0621.060