大型进口高压电动机检修要点

王树海,陈元才

(1.液化空气沧州有限公司,河北 黄骅 061113;2.河北工程技术高等专科学校 教务处,河北 沧州 061001)

电机基本参数:空气压缩机电机型号为1DZ2052-8AE02-Z;额定功率为28700kW;额定电压为10kV;额定频率为50 Hz;额定转速为1500 r/min;额定电流为1875 A;功率因数为0.90;定子绕组接法为星型;总重量为53.1 t;转子重量为17.535 t;水冷却器重量为846.8kg;励磁机励磁电压为60 V;励磁电流为8.3 A;生产厂家为西门子电气传动有限公司;电机起动方式为自耦变压器降压异步起动,后转入同步运行;主要组成部分为定子、转子、进线接线箱、互感器接线箱(电机星点侧安装有差动保护用电流互感器)、励磁机(在电机后面与电机同轴连接)、水冷却器(安装于电机顶部)。[1]

此电机在生产运行中非常重要,过去由于工艺操作的原因发生过轴承机油泄露事故(当时只做了临时处理),本次公司利用生产检修时机由上海昂电电机有限公司负责对该电机进行内部检查、维护及动平衡振动测试,期间西门子厂家也派专人进行现场指导,现总结检修中的一些注意事项,供同行们借鉴。

1 现场电机主要部件的拆装和运输

1)拆除电机所有外接线,并用胶带包好,其中包括电气动力、控制电缆,仪表测量电缆(振动,温度等)并做好详细接线记录,同时还要测量电机绝缘(定,转子),励磁机间隙。

2)拆卸水冷却器,用吊车吊出厂房,注意冷却器内水在拆卸前要清除干净,防止在吊运过程中遗留水流入电机。拆除并吊走励磁机上盖。

3)拆除电机进线接线箱和差动互感器接线箱,分别吊走。

4)拆除电机连同励磁机一并吊走。

5)运输车上电机注意事项:重新安装冷却器于电机上,励磁机上盖复位,由于励磁机和电机同轴(励磁机基础平面稍高于电机基础平面),所以在车上摆放时设备重心侧重于电机后部,电机安放后要仔细观察整体沉降情况,励磁机底部铺垫木块不要太高,防止整个轴部发生径向弯曲,运输后通过测量励磁机间隙得到最后确认。其测量方法是在励磁机两端,互成 120°三点处测量定转子间隙,规程规定间隙误差最大不能超过平均间隙的 10%[2]。

6)电机前后轴部都要加以固定,防止运输过程中前后窜动;做好各种线缆的包扎,电机外露孔要用塑料布包好。同时要附带电机假轴(抽取转子用)。

2 电机入厂后的拆卸及检查

2.1 拆卸、检查与电机基座有联系的部件

拆除冷却器,励磁机端盖,电机边盖,前后轴承盖,电机内各仪表探头及连线,即所有与电机基座有联系的部件。

需要检查的部分:励磁机间隙;冷却器壳内检查油污情况;端盖内壁磨损情况;甩油环与轴之间的磨损情况;滑动轴承表面磨损情况;机械迷宫磨损情况(变形部分需要最后修整)

2.2 转子抽取、清洗及检查

1)电机转子的抽取。这里需要使用电机生产厂家原配的假轴,通过假轴和电机驱动端连接在一起,等于对整个轴部进行了横向延伸,一端吊起转子另一端吊起假轴,沿轴向方向运动,慢慢从机身抽出转子,放置他处。整个过程采用目视法把握电机定转子间隙,由经验丰富的行吊人员配合进行操作,严禁转子碰触、摩擦绕组,损坏电机绝缘。

2)油污清洗全部采用电气清洗剂。清洗定子绕组时要先用蘸满清洗剂的白布擦除定子表面油污,然后分纵横两个方向逐个喷洒清洗剂。转子油污清洗必须彻底。冷却器内油污杂质较多,清洗要求必须在 3遍以上,最后检查滴液表面无漂浮油色为止;电机基座内部也要清除杂物及油污。

3)拆机后的数据测试。定子绝缘及直流电阻;吸收比及极化指数;转子绝缘;励磁线圈电阻;轴瓦电阻值。进口电机绝缘阻值的测试只允许使用兆欧表测量,禁止采用耐压试验[3]。

4)各部件压接用的密封胶条在拆卸过程中很容易损坏,需要及时补充。

5)转子轴部检查采用探伤技术,使用着色渗透探伤剂,经显像后轴部表面着色很清晰,有无裂痕通过目测即可实现,效果明显。

3 转子动平衡试验

本电机转子的动平衡试验是由上海电气有限公司做的,操作环境是在试验台上拖动转子在 500 r/min的转速下做动平衡试验,经过测试最后在转子两侧风扇轮毂上共增加了 10个配重块。西门子厂方维修人员检查后对此结果做出否决。厂方强调原电机动平衡试验的工况是转速在 1800 r/min的情况下,进行的动平衡测验,也即出厂电机试验是在失速状况下进行的(电机额定转速为1500 r/min),显然原平衡配重更为可靠,而上海电气无法达到厂方的试验条件,而且最后的结果与原电机配重出入很大,西门子的选择最终得到了我方的认可[4]。

4 电机组装及试验

1)电机组装。将清洗,修复后的轴承,迷宫等全部复位;安装转子及励磁机端盖;整理各种仪表探头接线;最后吊装电机恢复到基座内,调整励磁机间隙,安装接线箱及互感器接线箱,完毕后做电机常规测试(包括绝缘电阻、直阻、吸收比、极化指数、励磁机的对地绝缘、阻值等),测试调整振动探头及温度探头的定值。

2)吊装电机到试验台进行固定和连接拖动设备——昂电励磁机,并进行对中调整。需要提醒的是,要认真检查昂电的励磁机基础稳固情况,由于拖动大型电机(虽然是空载试验)转子轴径很长,励磁机也要输出很大的转矩,如果基础安装不牢固的话会发生基础移动甚至会引发设备损坏的大事故。

3)空载试验。由于大型高压电机直接起动瞬间有很大的起动电流,同时会产生很大的电压降(近2000 V左右),国内几乎没有电机维修厂家能够满足这样电机的试验工况条件,上海昂电采用的方法是使用昂电的励磁机拖动电机升速到额定转速(1500 r/min)以后,不断调整高压电机的励磁机输入电流,同时测量电机侧的出口电压,根据现场测量数据,制作出励磁电流和输出电压的关系曲线,通过该曲线判定该电机质量良好,可以继续投入生产运行。

4)电机运行前要对油路充油,通过油泵使轴承箱里的润滑油不断循环,带走轴承在旋转过程中产生的热量,保证电机可靠运行。运行过程中同时还要检测各种仪表探头的情况,包括振动、压力及温度的阻值。

5 结束语

大型高压电机不同于普通电机,一般体积较大,结构复杂,尤其进口电机价格昂贵(本电机达到上千万元);同时它们在企业生产中承担非常重要的任务。所以对于电机维修这项工作会对我们提出更高的要求,从拆装、运输到试验每个环节都要仔细认真,不能出现一点差错。因此充分做好电机检修前的各项准备工作是非常有必要的,此次电机维修历时 6 d,最后顺利投入生产,运行良好。文中只是对一些关键事项做了重点描述,其他常规测试需查阅相关标准和规程,此处未做赘述。希望通过本文能够对我们今后的工作提供一定的借鉴和帮助。

[1]阎治安,崔新艺,苏少平.电机学 [M].西安:西安交通大学出版社,2008.

[2]曹湘洪,朱理琛,胡安定.石油化工设备维护检修规程 [M].北京:中国石化出版社,2004.

[3]李景禄.高压电气设备试验与状态诊断 [M].北京:水利水电出版社,2008.

[4]唐介.电机与拖动[M].北京:高等教育出版社,2007.