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泵站工程—电动机的修复与改造

时间:2014-09-03 17:14来源:未知 作者:上海森海泵业 点击:
电动机是泵站工程中最主要的动力设备之一,其能否安全运行直接关系到泵站工程的效益和寿命。
泵站工程中电动机修复改造过程中所面临的主要问题有:
一、电动机的防潮及烘烤
二、电动机的振动与噪音处理
三、电动机的增容改造
四、双速电机新技术
 
一、电动机的防潮及烘烤
泵站通常建在低洼易涝地区,在通风不良,阴雨连绵的情况下极易受潮,甚至遭受淹浸。电动机一旦受潮,当全电压加于受潮电动机内的线圈,很容易引起绕组线圈的击穿而烧毁电动机。所以,即使过去曾经干燥良好的电动机,长期停用电机后,在启动合闸通入全电压电流之前,必须严格检查绕组线圈的受潮程度。
最常用的检查方法是用高阻计(即摇表)测量绝缘电阻和吸收比(即绝缘电阻R在60秒钟与15秒钟时的比值R60/R15)。电动机绕组的绝缘电阻涉及诸多因素,实践中一般可采用下列标准:电动机定子绕组绝缘电阻值每1千伏工作电压不低于1兆欧;转子绕组绝缘电阻值不低于0.5兆欧。通常500伏以下的电动机定子绕组绝缘电阻值不低于0.5兆欧。1000伏以上电动机都必须测量吸收此,其值按规定应为: R60/R15≥1.3     若不能达到这个要求,就要对电动机进行干燥处理。
电动机干燥处理常用的方法有外部干燥法,电流干燥法和两者同时进行的联合干燥法。 
(一)外部干燥,即利用外部热源进行干燥处理,常用的措施有:
1.吹送热风:利用加装电热器的鼓风机进行吹送热风以达到干燥处理的目的;
2.灯泡烘烤:在密闭箱内,利用数个200瓦左右的灯泡进行烘烤,既可在电动机周围进行烘烤,也可把电动机拆开,将灯泡放在定子孔内进行烘烤。烘烤热源也可采用红外线灯泡或红外线热电管。
需要指出的是烘烤温度不要过热,特别是电动机定子孔内烘烤,温度过高容易引起绕组的损伤。有条件的场合可结合恒温控制技术进行烘烤。烘烤温度控制在不超过125℃为宜。
(二)电流干燥,也称内部干燥法或短路干燥法
可根据电动机的阻抗和电源的大小将电动机三相绕组串联或并联,然后接入一可变电阻器,调整电流至额定电流值的60%左右,通电进行干燥。
需要注意的是:被水浸泡的电动机不能采用电流干燥法,应采用外部干燥法,或先采用外部干燥法至安全范围后,再结合采用电流干燥法。
 
二、电动机的振动与噪音处理
电动机正常运行是均衡平稳的,若发生剧烈振动或出现异常噪音则说明有运行故障。轻则影响正常运行,缩短设备寿命;重则烧毁电动机,严重时会危及整个泵房安全。故一旦出现故障,应立即切断电源,停止运行,及时查明分析故障原因,以避免事态进一步扩大,造成更大的损失。必须在查明故障原因和正确处理后,才能继续运行。通常电动机的振幅值不应超过表3-1列出的允许数值,超过允许数值越大,电动机振动越剧烈。
表3-1 通常电动机的允许振幅值

电动机转速(转/分) 振幅(毫米)
3000 0.06
1500 0.10
1000 0.13
750 0.16
(1)引起电动机剧烈振动的原因很多,常见电动机剧烈振动的原因及处理方法如表3-2所示。
 表3-2 电动机剧烈振动的原因及处理方法

可能原因 处理方法
(1)安装不良或质量降低 检查、校正安装质量
(2)轴承锈蚀或磨损 调整或更换轴承
(3)转子绕组受损,磁性不对称 检修转子绕组
(4)联轴器松动,不同心 检修和校正校轴器
(2)电动机异常噪音现象和原因有:①若有巨大的翁翁声,则表示电流过量,这是因超负荷或三相电流不平衡所致,有时也因电源频率瞬间变化而引起的;②若有嘶嘶的响声,则是硅钢片松驰所引起;③若有“咕噜、咕噜”的声音,则是轴承中珠架损坏,在运转中发出的噪音;④当轴承磨损、电机气隙发生变化,则有转子与定子间的不均匀碰磨声,且伴发出异常的焦糊臭味和烟雾;⑤若两相短路则有巨大的响声和弧光,并发出特殊的焦味。
此外,监测电动机的温度也极为重要。根据电动机的类型和绕组所使用的绝缘材料,在运行中不应超过制造厂家对绕组及铁芯规定的最大允许温度和温升,最高允许温度与最大允许温升的关系是:最高允许温度=最大允许温升+环境空气温度
 
三、电动机的增容改造
(一)改造的必要性及意义

当承泄区出现超标准水位时,排涝泵站常会出现以下几种不良情况:
1. 因超水泵扬程而无法正常运行。
2. 因水位超驼峰无法断流,而不得不停机。
3. 水泵虽能满足扬程要求,但因扬程增加导致轴功率上升,使配套电动机超载而不得不停机。
4. 机组虽能继续运行,但受电动机容量限制,水泵被迫只能在小叶片角度和小流量工况下运行,使水泵的提水能力得不到充分的发挥。
对于以上3,4两种情况,如能进行电动机增容技术改造,则可恢复和增加泵站排涝能力,从而加快排涝速度,缩短排涝时间,达到避免和减轻洪涝损失的目的。
(二)增容改造方法
对于不同容量、类型及使用状况的电动机应施以不同的方法进行增容技术改造。
1.大型泵站电机的改造
大型泵站采用的一般都是同步电动机,该类电动机的增容可通过更换电动机绕组的方式实现。自八十年代以来,绝缘材料水平有了很大提高,对于6kw以上的电动机其定子总绝缘不但在整体性能方面有了很大改善,而且厚度也减薄了20%~30%,从而使电动机枢槽内有了更多的空间。因此在电动机换线改造时,可以通过在电动机枢槽内安放更多的导电体,使电动机的额定容量增加。实践表明,上述改造一般可使电动机额定容量增加5%~20%。同时,由于改造后的绝缘等级和允许温升均有一定程度的提高,因此还可相应地增强电动机的过载能力。
2.中小型泵站电动机改造
中小型泵站采用的常为异步电动机,而且型号主要为J系列,JS系列和Y系列等。其中J系列电动机,因能耗高、技术落后,国家已明令予以淘汰,因此对该系列电动机不宜作换线等简单改造,应彻底置换为新型号电动机。但在置换时应全面考虑泵站的运行要求,适当增加新电动机的容量。
对于Y和JS系列电动机,由于其槽满率没有多少余量,因此不能采用更换绕组增放导电体的方式来增容。但对使用时间不长、老化不严重的该系列电动机可采用星形——三角形串联混合连接绕组法增容。即把原有60°相带三相绕组分成二套三相绕组,其中一套采用星形接法,另一套采用三角形接法。两套绕组之间在空间相位上彼此相差30°电角度。绕组星形接线部分的相带中心滞后于三角形接线部分的相带中心30°电角度。实践表明,该改造方法可改善电动机性能,提高绕组系数,使电动机额定容量增加5%~10%。
 
四、双速电机新技术
由于目前的泵站排涝标准偏低,而承泄区的水位变幅又很大,所以在已建成的泵站中经常出现因超扬程而被迫停机的现象。对于该类泵站的改造,如单纯地以高扬程水泵取代已有的水泵,则虽可解决泵站超扬程问题,但又很可能伴随发生水泵在低扬程下严重偏离高效区,进而引发汽蚀和振动等新的问题。双速电机新技术则是在保留原有水泵的基础上,通过换线将电机改造成具有高、低两档转速的双速电动机。使得机组能够在泵站出现高扬程时,对应以高转速运行,在泵站出现低扬程时,对应以低转速运行,从而能在满足泵站超扬程运行要求的前提下,保证水泵机组长期在高效区内运行。
目前双速电机已在东深供水工程中获得了应用,同时由武汉水利电力大学泵及泵站研究室在水利部农水司的大力支持下,也已完成了将老电机改造成双速电机的研究课题(该项技术现已申报国家专利),从而为泵站使用双速电机新技术创造了良好的条件。
老电机改造双速电机的方法是将老电机绕组取出,并按原极对数重新嵌套新绕组。在嵌套新绕组时,将新绕组抽头引出,通过该抽头可对新绕组的线圈进行重新组合,以使电机的极对数发生变化,从而使电机具有两个极对数,也即具有了双速功能。

(责任编辑:上海森海泵业)
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