西馬力電機(jī)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)PPT課件.ppt

電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)ElectricalMotorMonitoringSystem 2020 1 8 1 電機(jī)監(jiān)測(cè)的多種途徑MCA電機(jī)靜態(tài)監(jiān)測(cè)ESA電機(jī)在線監(jiān)測(cè)電機(jī)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng) 2020 1 8 2 2020 1 8 3 根據(jù)EPRI的報(bào)告 電機(jī)故障的53 源于機(jī)械原因 如軸承故障 不平衡 松動(dòng)等 47 源于電氣原因 這其中 10 源于轉(zhuǎn)子 如鑄件缺陷導(dǎo)致的不平衡氣隙 斷條等 37 源于定子繞組 電機(jī)故障源于何處 2020 1 8 4 引起故障的外在因素 2020 1 8 5 全美電機(jī)系統(tǒng)消耗了19 的總能源 57 的電力能源 在制造業(yè) 電機(jī)消耗了70 以上的電能 在過程工業(yè) 電機(jī)消耗的電能占全廠90 以上 每年度成本核算中 附加消耗分布為停產(chǎn)損失93 6 附加能量消耗3 1 電機(jī)壽命降低1 2 常規(guī)消耗2 1 EPRI的報(bào)告 2020 1 8 6 電機(jī)監(jiān)測(cè)與管理系統(tǒng)的建立 2020 1 8 7 2020 1 8 8 標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2372振動(dòng)總量ISO10816絕緣診斷 國(guó)標(biāo) IEEE43 2000電阻IEEE388 389 2020 1 8 9 電機(jī)靜態(tài)診斷StaticElectricTest 2020 1 8 10 電機(jī)靜態(tài)診斷方法的誤區(qū) 認(rèn)為三相平衡是電阻值的平衡是錯(cuò)誤的 運(yùn)行中三相電流的平衡與否要看三相阻抗是否平衡 匝間短路的發(fā)展與阻值的降低不成正比 搖表就可解決問題 錯(cuò)誤 電橋可以檢測(cè)到匝間短路 錯(cuò)誤 對(duì)地絕緣問題僅占電機(jī)系統(tǒng)故障中5 以下 使用匝間耐壓試驗(yàn)儀 破壞性試驗(yàn) 波形復(fù)雜 難以分析 有些匝間短路的情況在波形上無(wú)反映 設(shè)備笨重 2020 1 8 11 靜態(tài)電機(jī)電路分析技術(shù)MotorCircuitAnalysis 2020 1 8 12 交流電機(jī)等效電路分析 電阻R電感L電容C感抗XL 2 fL容抗XC 1 2 fC阻抗Z2 R2 XL XC 2相角Fi 2020 1 8 13 定子繞組故障 匝間 線間 層間 相間短路 絕緣缺陷 磁通集中至缺陷點(diǎn) 三相不平衡的原因 轉(zhuǎn)子故障 鑄件缺陷 氣隙不均衡 偏心 斷條斷環(huán) 2020 1 8 14 發(fā)生繞組短路 導(dǎo)致阻抗 相角不平衡 T1 T2 30 20 T1 T3 32 30 T2 T3 33 46 2020 1 8 15 產(chǎn)生三相電流不均衡 IAB 650 4 120 V 30 20 21 7 100 AABIBC 650 4 0 V 32 30 20 3 30 AACICA 650 4 240 V 33 46 19 7 194 ABC 2020 1 8 16 對(duì)繞組施加兩次電壓 考察頻率加倍后 電流的變化量 純電感電路 I F 50 即電流減少一半純電阻電路 I F 0 即電流不變 繞組短路的監(jiān)測(cè)方法 I F測(cè)試 2020 1 8 17 I F值標(biāo)志著繞組短路過程中 電感的失效程度 2020 1 8 18 交流電機(jī)的靜態(tài)監(jiān)測(cè) 2020 1 8 19 靜態(tài)監(jiān)測(cè)范例 2020 1 8 20 以上標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為 阻抗測(cè)試較直阻R的測(cè)試更精確 I F用于評(píng)估故障源于定子還是轉(zhuǎn)子 且能夠診斷早期匝間短路等故障 如今這一標(biāo)準(zhǔn)已成為美能源部推薦的電機(jī)質(zhì)量評(píng)判依據(jù) 電機(jī)靜態(tài)監(jiān)測(cè)的IEEE標(biāo)準(zhǔn) 以下評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是基于美國(guó)能源部及IEEE20年的考核 2020 1 8 21 靜態(tài)監(jiān)測(cè) 快速故障診斷 繞組短路相角Fi與I F接頭松動(dòng)電阻R繞組污染或過熱電感L與阻抗Z轉(zhuǎn)子狀態(tài)與細(xì)化分析電感或阻抗波形 2020 1 8 22 相角與I F的對(duì)應(yīng)關(guān)系 Fi與I F 2 同相 同繞組的匝間短路Fi 1 I F平衡 同相繞組中線圈間短路 層間短路 Fi平衡 I F 2 相間短路此結(jié)論與電機(jī)大小無(wú)關(guān)電阻 5 靜態(tài)監(jiān)測(cè) 快速區(qū)分短路類型 匝間 線間 相間 IEEEPenrose定理 2020 1 8 23 電感與阻抗轉(zhuǎn)子故障 L與Z 平行 同時(shí)大同時(shí)小 定子線圈污染或過熱 L與Z不 平行 靜態(tài)監(jiān)測(cè) 快速區(qū)分定子 轉(zhuǎn)子故障 IEEEPenrose定理 2020 1 8 24 靜態(tài)監(jiān)測(cè) 轉(zhuǎn)子電磁特性評(píng)估 2020 1 8 25 畸變發(fā)生在側(cè)邊 上升或下降段 導(dǎo)致少量二倍頻振動(dòng) 畸變發(fā)生在波峰或波谷時(shí) 出現(xiàn)扁平帶 降低電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 鑄造缺陷 2020 1 8 26 鑄造缺陷與斷條 2020 1 8 27 斷條 2020 1 8 28 電阻 阻抗 電感都維持平衡 但I(xiàn) F與Fi角有一定偏差 這種情況一般發(fā)生在具有大阻值繞組的小功率電機(jī)中的單匝短路 MCA實(shí)例 匝間短路 2020 1 8 29 MCA實(shí)例 300KW電機(jī)多次軸承失效 300KW 3600RPM連續(xù)多次發(fā)生軸承失效 負(fù)載電流分析發(fā)現(xiàn)非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 轉(zhuǎn)子電磁特性測(cè)試結(jié)果說(shuō)明存在鑄造缺陷 同時(shí)存在偏心 最大的可能是軸套定位偏差 MCA實(shí)例 轉(zhuǎn)子斷條 振動(dòng)分析沒有發(fā)現(xiàn)根源 R Fi I F均無(wú)大的偏差 而Z L偏差很大 轉(zhuǎn)子測(cè)試發(fā)現(xiàn)斷條 2020 1 8 31 MCA監(jiān)測(cè)結(jié)果分析 2020 1 8 32 案例轉(zhuǎn)子 2020 1 8 33 電機(jī)電氣信號(hào)分析技術(shù)ElectricalSignalAnalysis 2020 1 8 34 2020 1 8 35 ESA的能力 2020 1 8 36 ESA的兩種途徑 頻域分析 時(shí)域分析 2020 1 8 37 ESA頻域分析 軸承故障頻率扇葉通過頻率齒輪嚙合頻率皮帶通過頻率皮帶拍頻 電源故障 轉(zhuǎn)頻定子槽頻轉(zhuǎn)子條頻 電機(jī)電氣故障 電機(jī)機(jī)械故障 高次諧波 2020 1 8 38 從時(shí)域波形轉(zhuǎn)換成頻譜圖 TimerecordSinewavesFFT FastFourierTransferVibrationspectrumamplitude frequencyscale 2020 1 8 39 2020 1 8 40 振動(dòng)頻譜示例 2020 1 8 41 ESA快速分析法則 供電頻率 線頻LF 的轉(zhuǎn)差頻邊頻 PPF 揭示轉(zhuǎn)子狀態(tài) 機(jī)械故障 峰值出現(xiàn)在電流譜而非電壓譜電氣故障 峰值同時(shí)出現(xiàn)在電流譜和電壓譜軸承故障線頻的非整數(shù)倍轉(zhuǎn)頻的非整數(shù)倍峰值僅出現(xiàn)在電流譜 2020 1 8 42 電機(jī)故障特征頻率 轉(zhuǎn)子狀態(tài)等級(jí)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn) 2020 1 8 44 鑄造缺陷或軟齒 轉(zhuǎn)子裂條 2020 1 8 45 靜態(tài)偏心 動(dòng)態(tài)偏心 2020 1 8 46 機(jī)械不平衡 潛水泵電機(jī)轉(zhuǎn)子磨碰 2020 1 8 47 直流電機(jī)CSR故障或觸發(fā)電路斷路 同步電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組故障 2020 1 8 48 變頻裝置故障 2020 1 8 49 ESA時(shí)域分析 案例 2020 1 8 50 時(shí)域分析 電流 I 2020 1 8 51 時(shí)域分析 電壓 V 2020 1 8 52 時(shí)域分析 諧波監(jiān)測(cè) 2020 1 8 53 時(shí)域分析 供電偏差 V 2020 1 8 54 1 在控制柜 可在PT CT上 卡接三相電壓夾頭與三相電流鉗 2 儀器簡(jiǎn)單按鍵進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 3 上載到計(jì)算機(jī) 4 輸入電機(jī)銘牌數(shù)據(jù) 5 自動(dòng)分析結(jié)論 并打印報(bào)告 ESA現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試 2020 1 8 55 智能分析軟件 2020 1 8 56 MCAvsESA功能對(duì)比 2020 1 8 57 X Yes L Latestagefaults Limiteddetection No 建立完善的電機(jī)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng) 大型工業(yè)企業(yè)設(shè)備管理部門分廠設(shè)備監(jiān)控人員點(diǎn)檢站電機(jī)制造廠 修理廠備件庫(kù) 2020 1 8 59 AT31 AT4 ATPOL EMCAT 電機(jī)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng) 離線監(jiān)測(cè)精密診斷在線監(jiān)測(cè)綜合分析管理 2020 1 8 60 MRM大中型電機(jī)可靠性維修系統(tǒng) 2020 1 8 61 全廠電機(jī)的綜合信息管理 2020 1 8 62 趨勢(shì)分析 2020 1 8 63 轉(zhuǎn)子精密評(píng)估 2020 1 8 64 電源品質(zhì)分析電機(jī)系統(tǒng)機(jī)械故障診斷電機(jī)本體電氣故障分析診斷 2020 1 8 65 ESA測(cè)試 在開關(guān)柜測(cè)試 2020 1 8 66 案例 武鋼三煉鋼1號(hào)風(fēng)機(jī)電機(jī)