电机的在线监测与诊断学习教案

1、会计学1电机电机(dinj)的在线监测与诊断的在线监测与诊断第一页，共106页。故障识别必须对诊断对象的各种性能、结构、各种参数非常故障识别必须对诊断对象的各种性能、结构、各种参数非常熟悉。熟悉。电机包含有以下几个独立相互关联的工作系统：电路系统、电机包含有以下几个独立相互关联的工作系统：电路系统、磁路系统、绝缘系统、机械系统和通风散热系统。电机组成磁路系统、绝缘系统、机械系统和通风散热系统。电机组成部分：定子、转子、轴承装置、底板及一些附属结构（如风部分：定子、转子、轴承装置、底板及一些附属结构（如风扇、换向器等）。扇、换向器等）。一个故障在电机上常常表现一个故障在电机上常常表现(bioxi

2、n)出多种的故障征兆。也出多种的故障征兆。也有几个故障起因反映同一个故障征兆有几个故障起因反映同一个故障征兆 第1页/共106页第二页，共106页。笼型异步电动机因笼条断裂时，就会出现振动增加，起动笼型异步电动机因笼条断裂时，就会出现振动增加，起动时间延长，定子时间延长，定子(dngz)电流摆动，电机滑差增加，转速转电流摆动，电机滑差增加，转速转矩波动，温升增高等故障征兆矩波动，温升增高等故障征兆一台直流电机运行中由于过载、机械振动、换向器变形、一台直流电机运行中由于过载、机械振动、换向器变形、维护不当、湿度过低等诸原因，造成换向恶化故障。维护不当、湿度过低等诸原因，造成换向恶化故障。 恶劣的

3、环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定恶劣的环境和苛刻的运行条件，以及超过技术条件所规定的允许范围运行，往往是直接导致电机故障的起因的允许范围运行，往往是直接导致电机故障的起因 第2页/共106页第三页，共106页。电机典型故障归纳：电机典型故障归纳：1、定子铁心故障、定子铁心故障通常发生通常发生(fshng)在大型汽轮机发电机上，主要是铁心深处的过在大型汽轮机发电机上，主要是铁心深处的过热问题热问题 早期征兆是大的环路电流、高温和绝缘材料的热解早期征兆是大的环路电流、高温和绝缘材料的热解2、绕组绝缘故障、绕组绝缘故障原因：绝缘老化，绝缘缺陷及引线套管受污染原因：绝缘老化，绝缘缺陷及引线

4、套管受污染主要症状：定子绕组局部放电量的增加主要症状：定子绕组局部放电量的增加第3页/共106页第四页，共106页。发电机中常用发电机中常用(chn yn)局部放电（局部放电（PD）在线监测这类故障）在线监测这类故障感应电动机中常用感应电动机中常用(chn yn)定子电流信号分析确定定子绕组故定子电流信号分析确定定子绕组故障障3、定子绕组股线故障（发电机）、定子绕组股线故障（发电机）股线间短路产生电弧发电、可能发展接地故障或相间短路故障股线间短路产生电弧发电、可能发展接地故障或相间短路故障征兆：水冷电机的冷却水中有绝缘材料热解产生的气体征兆：水冷电机的冷却水中有绝缘材料热解产生的气体第4页/共

5、106页第五页，共106页。4、定子端部线圈故障、定子端部线圈故障运行过程运行过程(guchng)产生的冲击力使定子端部绕组发生位移产生的冲击力使定子端部绕组发生位移，从而引发绝缘劣化和发生局部放电，从而引发绝缘劣化和发生局部放电征兆：振动和局部放电征兆：振动和局部放电5、冷却水系统故障、冷却水系统故障征兆：定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能引征兆：定子线棒或冷却水温度偏高、绝缘材料热解及可能引起的放电起的放电6、转子绕组故障（异步电动机）、转子绕组故障（异步电动机）第5页/共106页第六页，共106页。转子故障主要有转子导条断裂，这将引起转矩跳动，转速转子故障主要有转子导条断裂，这

6、将引起转矩跳动，转速波动，转子振动以及过热等波动，转子振动以及过热等 最常见最常见(chn jin)的检测方法是定子电流监测（监测效果的检测方法是定子电流监测（监测效果较困难），常采用振动和绝缘材料热解监测方法。较困难），常采用振动和绝缘材料热解监测方法。7、转子绕组故障（发电机）、转子绕组故障（发电机）主要是匝间短路故障。匝间短路可能由于发电机在低速启主要是匝间短路故障。匝间短路可能由于发电机在低速启动或停车时，槽中导体表面的污物引起了电弧，或者是巨动或停车时，槽中导体表面的污物引起了电弧，或者是巨大的离心力和高温影响了绕组和绕组绝缘。大的离心力和高温影响了绕组和绕组绝缘。匝间短路故障可引起

7、局部过热甚至导致转子接地。匝间短路故障可引起局部过热甚至导致转子接地。第6页/共106页第七页，共106页。通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密，通用的监测方法是采用气隙磁密监测，通过探测气隙磁密，可以确定匝间短路的数量可以确定匝间短路的数量(shling)和位置；监测轴承振动和位置；监测轴承振动是否加强。是否加强。8、转子本体故障（各类电机）、转子本体故障（各类电机）主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同心主要由巨大的转子离心力、大的负序暂态电流和转子不同心引起引起 征兆：轴承处过量的振动征兆：轴承处过量的振动第7页/共106页第八页，共106页。对不同故障进行相对

8、应特征量的监测对不同故障进行相对应特征量的监测1、放电监测、放电监测2、温度监测、温度监测3、热解产生的微粒、热解产生的微粒(wil)监测监测4、振动监测、振动监测5、气隙磁密监测、气隙磁密监测第8页/共106页第九页，共106页。第9页/共106页第十页，共106页。第10页/共106页第十一页，共106页。第11页/共106页第十二页，共106页。(6)测距可远可近。第12页/共106页第十三页，共106页。项项 目目红红 外外 测测 温温接接 触触 测测 温温测温测温要求要求（1 1）知道被测物的发射率）知道被测物的发射率（2 2）被测物的辐射能充分抵达红）被测物的辐射能充分抵达红外探测

9、器外探测器（3 3）消除背影噪声）消除背影噪声（1 1）测温设备与被测物间良好）测温设备与被测物间良好接触接触（2 2）接触测温时，被测物温度）接触测温时，被测物温度不应有显著变化不应有显著变化优优 点点（1 1）非接触，对被测物体无影响）非接触，对被测物体无影响（2 2）可测运动中的物体）可测运动中的物体（3 3）可测瞬态温度）可测瞬态温度（4 4）可对点、线、面测温）可对点、线、面测温（5 5）可测绝对温度，也可测相对）可测绝对温度，也可测相对温度温度（1 1）可测物体内部温度）可测物体内部温度（2 2）要求精度高时，测温要求）要求精度高时，测温要求较简单较简单缺缺 点点（1 1）仅测表面

10、温度）仅测表面温度（2 2）要求精度高时，测温要求严）要求精度高时，测温要求严格格（1 1）对）对小目标小目标的温度不能测的温度不能测（2 2）不能测）不能测运动中运动中的目标的目标（3 3）不适于测）不适于测瞬态瞬态温度温度（4 4）测温）测温范围范围不够宽不够宽（5 5）在生产过程中，不便于同）在生产过程中，不便于同时测时测多个目标多个目标第13页/共106页第十四页，共106页。第14页/共106页第十五页，共106页。第15页/共106页第十六页，共106页。第16页/共106页第十七页，共106页。第17页/共106页第十八页，共106页。第18页/共106页第十九页，共106页。第

11、19页/共106页第二十页，共106页。第20页/共106页第二十一页，共106页。第21页/共106页第二十二页，共106页。第22页/共106页第二十三页，共106页。第23页/共106页第二十四页，共106页。第24页/共106页第二十五页，共106页。第25页/共106页第二十六页，共106页。第26页/共106页第二十七页，共106页。第27页/共106页第二十八页，共106页。第28页/共106页第二十九页，共106页。第29页/共106页第三十页，共106页。第30页/共106页第三十一页，共106页。第31页/共106页第三十二页，共106页。第32页/共106页第三十三页，共

12、106页。第33页/共106页第三十四页，共106页。第34页/共106页第三十五页，共106页。劣化因子表现形式劣化征象热连续挥发、枯缩、化学变质、机械强度降低、散热性能变差冷热循环离层、龟裂、变形电压运行电压局部放电腐蚀、表面漏电灼痕冲击电压树枝状放电机械力振动磨损冲击离层、龟裂弯曲离层、龟裂环境吸湿泄漏电流增大、形成表面漏电通道和炭化灼痕结露浸水导电物质污损油、药品污损浸蚀和化学变质第35页/共106页第三十六页，共106页。机绝缘劣化过程第36页/共106页第三十七页，共106页。第37页/共106页第三十八页，共106页。tgtg第38页/共106页第三十九页，共106页。第39页/

13、共106页第四十页，共106页。第40页/共106页第四十一页，共106页。第41页/共106页第四十二页，共106页。第42页/共106页第四十三页，共106页。第43页/共106页第四十四页，共106页。第44页/共106页第四十五页，共106页。第45页/共106页第四十六页，共106页。第46页/共106页第四十七页，共106页。第47页/共106页第四十八页，共106页。第48页/共106页第四十九页，共106页。第49页/共106页第五十页，共106页。第50页/共106页第五十一页，共106页。第51页/共106页第五十二页，共106页。第52页/共106页第五十三页，共106页

14、。第53页/共106页第五十四页，共106页。第54页/共106页第五十五页，共106页。n图11-4-31 局部放电(fng din)曲线 C1018maxQ第55页/共106页第五十六页，共106页。第56页/共106页第五十七页，共106页。第57页/共106页第五十八页，共106页。第58页/共106页第五十九页，共106页。第59页/共106页第六十页，共106页。第60页/共106页第六十一页，共106页。第61页/共106页第六十二页，共106页。第62页/共106页第六十三页，共106页。第63页/共106页第六十四页，共106页。第64页/共106页第六十五页，共106页。圈

15、松动圈松动电动机座底脚螺钉电动机座底脚螺钉松动松动第65页/共106页第六十六页，共106页。第66页/共106页第六十七页，共106页。第67页/共106页第六十八页，共106页。第68页/共106页第六十九页，共106页。第69页/共106页第七十页，共106页。第70页/共106页第七十一页，共106页。第71页/共106页第七十二页，共106页。第72页/共106页第七十三页，共106页。第73页/共106页第七十四页，共106页。第74页/共106页第七十五页，共106页。第75页/共106页第七十六页，共106页。第76页/共106页第七十七页，共106页。第77页/共106页第七

16、十八页，共106页。第78页/共106页第七十九页，共106页。第79页/共106页第八十页，共106页。第80页/共106页第八十一页，共106页。第81页/共106页第八十二页，共106页。第82页/共106页第八十三页，共106页。第83页/共106页第八十四页，共106页。第84页/共106页第八十五页，共106页。第85页/共106页第八十六页，共106页。第86页/共106页第八十七页，共106页。第87页/共106页第八十八页，共106页。第88页/共106页第八十九页，共106页。第89页/共106页第九十页，共106页。第90页/共106页第九十一页，共106页。第91页/共106页第九十二页，共106页。第92页/共106页第九十三页，共106页。第93页/共106页第九十四页，共106页。第94页/共106页第九十五页，共106页。第95页