高压电机轴承温度过高与振动异常的处理研究

2020-08-19钟晓强

电力与能源系统学报·中旬刊 2020年2期

关键词：处理措施

摘要：电机轴承温度过高及振动异常会影响高压电机运行寿命及运行稳定性，所以要及时采取有效的措施，进而保障电动机的安全运行。基于此，本文将分析高压电动机轴承温度过高及振动异常的处理策略，以供参考。

关键词：高压电机;轴承温度过高;振动异常;处理措施

1轴承温度过高原因及处理

1.1原因分析

1.1.1电机自身原因

（1）电机轴承损坏、磨损以及轴承润滑脂过多、过少或者污染老化都可能会引起电机温度的升高。电机温度升高时，可打开贮存室盖板对油脂量和油脂状态进行检查：如油脂发黑，清理后则需进行跟踪观察;如室内干燥，缺少油脂，需补加适量油脂;如室内油脂偏多，则需清除多余油脂。

（2）电机笼型转子断条，电机在额定负载下转子发热，会使电机温升过高。需查明断条处，并重新补焊。

（3）电机绕组匝间短路或相间短路以及绕组接地，会使电机温升过高。此类故障需查明绕组故障，重新绝缘处理。

1.1.2温度监控系统原因

高压电机温度由温度传感器监控，当传感器故障时，会报出温度测量不可信或者传感器失效故障。此时需检查电机温度传感器外观是否正常，插头各针脚是否正常，有无进水、缩针等故障现象，测量传感器阻值是否正常，并对故障件进行更换。

1.1.3电机通风装置原因

高压电机温度升高故障中，大部分由高压电机通风装置问题导致。而这其中，通风装置入口空气过滤器堵塞是导致通风量降低的主要因素。高压电机通风装置入口空气器过滤器的过滤方式为阻挡式。通过三层非封闭式圆形管壁组成了过滤风道。到达每个过滤层都会使灰尘杂物被阻挡，被阻挡的灰尘杂物靠自重下落到过滤器底部的集尘槽内。并且由于过滤器内部风道有较窄区域，使较大体积杂物直接被阻挡，但此区域由于狭窄，较容易产生堵塞。

1.2处理策略

由于通风装置通风量小引起的电机温度高的特点是同一转向架的两个高压电机会同时报故障，因为同一转向架上的两个高压电机共用一个通风冷却装置，可通过这一特点初步判断高压电机温度高的故障原因。高压电机高压供电时要求通风机起高速，用风速计对比测量故障高压电机和正常高压电机传动端出风口的风速，如果对比风速明显偏小，则说明通风量小，基本断定空气过滤器发生堵塞，需要及时清洁处理。测量风速对比时需注意选取电机相同位置的出风口作为测量对象

2轴承振动异常原因及处理

2.1原因分析

2.1.1转子不平衡

由于电机转子的平衡块松动会引起的电机振动异常。转子的机械不平衡可以通过校平衡来加以消除，一般是对2极和4极电机的转子校动平衡。动平衡校验的基本原理，是利用转子转动时不平衡质量产生的离心力所引起的振动现象找出不平衡的位置和大小，再用加重或减重的方法加以消除。

2.1.2定转子磁力中心不正对

高压电机在正常运行过程中，定子与转子的磁力中心是重合的是对正的，只有这样，定子和转子之间才会只存在切向的电磁拉力，而不存在轴向电磁力，故电动机的转子和定子不会发生轴向位移。如果电机的定转子磁力中心不对正，必然产生轴向电磁拉力，转子在该电磁力的作用下会发生轴向移动，如果轴承室没有太大轴向位移量，轴移动受阻反弹引起振动，定子会将这个轴向电磁拉力转化给定子外壳与其焊接处，这样会引起振动。

2.1.3轴承引起的振动滚动

轴承是高压电机中较强的振动源之一，轴承质量的好坏，对电机振动起着直接影响。通常轴承外圈与端盖或轴承套间的配合会影响振动的传播，轻松的推入配合比较有利，配合面处形成的油膜对轴承外圈的振动有阻尼作用，但过松会引起响声。

2.1.4转子笼条开焊或断裂

高压电动机转子笼条开焊或断裂主要发生在电机启动过程中，笼条所受的应力超过了机械强度。电动机转子笼条断裂后，将会造成转子本来平衡的力偶F1和F2失衡，除产生切向力矩外，还会形成一个合力F使转子产生偏离轴线的运动而振动。

2.2处理策略

（1）针对转子质量产生的振动，在电机的大中修中，做好转子静平衡和低速动平衡试验，在电动机启动后，必要时利用测振平衡议做转子高速动平衡试验，尽可能消除转子质量不平衡因素。

（2）轴承或轴瓦间隙不能太大或太小，应按照检修规程测量和评价好坏，轴承或轴瓦磨损严重时，滚动轴承必须更换，滑动轴承必须重新浇铸和刮研，电动机端盖跑套必须进行喷镀;对于定子铁芯位移的，应及时返厂重新焊接修理;对于转子笼条或端环开焊的，应采用先进的装配方式和焊接工艺。

3实例分析

3.1异常现象

某电机轴承温度过高及振动异常，经常造成机组被迫减负荷运行。发生了因轴承温度超限联跳一次风机，并造成炉膛MFT保护动作的后果，严重威胁机组的安全运行。而机组在正常运行时，由于是单台一次风机，不允许停运，因此只能采用风扇和压缩空气对轴承端盖表面进行吹风冷却以及在运行中補充少量的润滑油脂的临时措施，但效果不是很明显，没能从根本上解决问题。发现电机轴承严重磨损，润滑脂变黑，并且掺杂着许多铜粉。更换了同型号的轴承后，经过半个多月的运行，轴承温度及电机振动再次出现异常，而且情况更加严重。

3.2异常原因

经现场检查，发现风机的轴承、转子以及风叶没有明显的磨损或损坏痕迹，但发现联轴器的2个对轮有磨损，如图1所示;用来连接2个对轮的蛇形弹簧片也有磨损痕迹，其中部分蛇形弹簧片以及对轮保持罩均发现有明显的裂纹。因此综合分析确定原因为：轴承的对轮及蛇形弹簧片磨损造成装配不紧密。而电机承轴温度过高，一方面是由振动引起的，另一方面是由于轴承的型号选择不当引起的。