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第 3 1卷 第 9期 2 0 0 9年 9月 华 电技 术 Hu a d i a n T e c h n o l o g y V0 1 ． 3 1 No ． 9 S e p． 2 0 0 9 3 3 0 MW 火电机组电动机检修维护 中的特殊问题 李敬天 国电滦河发电厂， 河北 承德0 6 7 0 0 2 摘要 由于技术进步、 设备升级和机组容量增大等因素， 火电机组电动机检修与维护中出现了一些新问题。介绍了大 容量异步电动机轴电流的危害及其防范预处理措施， 论述了普通三相异步电动机变频运行时出现的问题， 对大容量电动 机转向问题进行了预先确定， 保证了电动机转向的正确性。 关键词 大容量异步电动机； 轴电流； 轴电压； 电动机转向； 预先确定； 检修与维护； 3 3 0 MW火电机组 中图分类号 T M 3 0 7 文献标志码 B 文章编号 1 6 7 41 9 5 1 2 0 0 9 0 9 0 0 2 5 0 6 O 引言 现代火力发 电厂普遍 向大容量 、 超临界甚至超 超临界方向发展， 由此出现了火电厂单体设备容量 增大、 技术结构日趋复杂的现实。同时， 生产技术的 进步， 特别是以计算机为核心的信息技术的发展、 数 控设备的普及、 新材料的应用等为工业设备的升级 提供了可能。随着国家环境保护、 节能减排政策的 深入， 节能降耗已经成为工业产品设计生产的重要 思路， 由此带来的工业产品改型换代也 E t 益迅速。 基 于以上几点 ， 现代火力发电厂主、 辅机设备中的新 技术、 新材料、 新工艺不断地得到应用， 进而在设备 的检修和维护中， 全新的问题也应运而生。电动机 是火力发电厂中的重要设备， 它为各种系统流程提 供动力， 它的安全稳定运行直接关系到机组的稳定 和效率。在现代火 电机组特别是大容量火电机组 中， 电动机的产品结构也在发生着变化 ， 电动机的单 体容量进一步增大 、 调速技术在更大范 围内应用 、 控 制系统 日趋复杂， A B B 、 西门子等国外品牌大量涌 入， 由于上述因素的存在， 给现代火电机组中电动机 的维护与检修带来了许多新的问题， 如大容量电动 机轴电流危害的消除、 Y系列普通三相异步电动机 变频运行时的维护、 大容量电动机转 向如何预先确 定等。重视并解决这些 问题 ， 是机组稳定运行的基 础。本文以 3 3 0 M W 火 电机组 中的 电动机为例 ， 分 析了现代火电机组中电动机维护与检修中的特殊 问题。 1 大容量异步电动机轴电流的防范与消除 电动机轴电流的危害非常大， 极易损害轴承， 滦 河发电厂 6炉吸风机 电机 Y 8 0 08 ／ 5 6 0 8 0 0 k W 收稿 日期 2 0 0 9 0 52 7 这样级别 的 电动 机 已经 采 取轴 电流 消除措 施 ， 而 3 3 0 M W火电机组单体电动机容量已升至更高级别， 见表 1 。如此大容量的电动机产生轴电流的几率更 大， 对安全生产的威胁更大， 抑制轴电流的产生成为 大容量电动机检修维护中的重要课题。 表 1 滦河发电厂 2 X 3 3 0 M W 机组部分大容量电动机 1 ． 1 轴电压、 轴电流的产生 1 ． 1 ． 1 电动机磁路磁场不平衡产生轴电压 电动机生产商在制造生产 电动机 时， 生产精度 不够 、 工艺不佳 ， 造成定子 、 转子沿铁心 圆周方 向的 磁 阻不均匀 ， 致使 电动机在运行 时磁路磁场不平衡 并产生与电动机转轴相交链 的交变磁通 ， 产生 了交 变电势， 进而在轴的两端感应出轴电压， 轴电压通过 转轴两端的轴承、 油膜和静子外壳形成回路便产生 了轴电流 ， 轴电流一般的流通路径如 图 1所示。通 常轴电压小于5 V， 为 1 ～ 2 V 。造成磁路磁场不平衡 的原因主要有以下 4种 1 电动机运行时定转子不同心， 造成定转子 气隙分布不均匀和磁路磁阻不均匀。影 响定转子不 同心的因素有很多， 如定转子铁心加工工艺、 电动机 大盖与轴承外套的配合、 电动机轴承径向间隙是否 符合标准等。 2 静子个别下线槽内线圈或导体数不对称 、 2 6 华 电技 术 第 3 1 卷 单个 线 圈单 位长度 的 电 阻不 均 匀 ， 导 致 三相 直 阻不 平衡超出允许值过多， 引起磁场空间形态畸变。 3 铁 1、5 材料的原因。如果铁心材料的均匀性 差， 铁 t7 本身的磁导率有差异， 则磁通密度 B在某 一 单位平面上分布不均， 导致磁路磁阻不均。 4 其他设 计制 造方 面 的原 因。如 由于铁 一 t7 槽、 硅钢片 、 通风孔设计制造 中的缺 陷， 导致在磁路 中产生不平衡的磁阻。 董 茎 茎 H 竺 二 兰 H H 茎 茎 鲞 翌 l 图 1 轴 电流流 向图 假设轴伸端为高 电位 、 滚动轴承 1 ． 1 ． 2 变频器供电生轴电压 现在使用的变频器主要采用交 一直 一 交方式， 先把工频交流电源通过整流器转换成直流 电源 ， 然 后再把直流电源转换成频率和电压均可控制的交流 电源以供给电动机， 由于这种逆变供电电压中含有 很多高次谐波分量， 使定子绕组线圈端部、 接线部分 与转轴之间产生电磁感应， 从而产生轴电压。一般 通用变频器驱动的小容量异步 电动机轴 电压可以不 考虑 ， 但通过变频 器驱动 2 0 0 k W 以上 的电动机时， 轴 电压的问题就要特别引起注意。 1 ． 1 ． 3 静电荷及静电感应产生轴电压 在电动机运行现场， 由于高压设备强电场的作 用在转轴的两端感应出轴电压； 电动机在负载运行 过程中， 负载方 面的流体 如水 、 粉尘 与转体摩擦 而在转轴上产生静电荷， 电荷逐渐积累便产生轴电 压 。静电荷产生的电压是间歇性 的、 非同期性的 ， 其 大小与运转状态、 流体的状态等因素关系很大， 不过 一 般静电电流很小 ， 对电动机的影响不会太大。 1 ． 1 ． 4 外部电源的介入产生轴电压 由于大容量电动机运行现场接线复杂， 保护测 量元件较多， 如果有带电线头搭在转轴上， 就会产生 轴电压 。 1 ． 1 ． 5 转子绕组发生接地故障产生轴电压 转子绕组发生接地时， 若转轴无绝缘， 则构成回 路， 有接地电流产生。这种情况只会发生在绕线式 电动机 Y 1R系列 上， 如滦河发 电厂 23 3 0 M W 机 组脱硫 系统中的球磨机 电动机 Y R K K 5 6 0 28 ／ 6 0 0 0 V ／ 6 3 0 k W 。 1 ． 2 轴电流的危害 1 对于使用稀油强迫润滑 滑动轴承 的大容 量电动机来说， 在电动机运行时， 转轴的旋转在轴与 轴承之间形成一层厚度很薄的油膜， 起润滑和支撑 作用。当轴电压较小的时候， 由于油膜的绝缘作用 ， 轴电压的释放回路无法形成， 也就没有轴电流的产 生。当轴电压增加到一定数值时， 特别是在电动机 开始启动的瞬间 ， 稳定成形的油膜还没有形成 ， 油膜 的绝缘效应无法发挥 ， 轴 电压将击穿油膜构成 回路 ， 虽然轴电压绝对数值不大， 但由于回路电阻相对较 小 ， 所 以， 会产生相 当大 的轴 电流 ， 甚至可达几 百安 培到上千安培。由于轴电流回路在转轴与轴瓦之间 的截面积较小 ， 电流密度相对变大 ， 于是在转轴与轴 瓦之间将产生放电现象， 使轴承局部烧熔， 被烧熔的 轴承合金分散、 飞溅到转轴与轴瓦之间， 一方面在轴 和轴瓦上烧出小 凹点 ， 另一方面 由于转轴 的持续转 动 ， 散落的轴承合金在轴瓦与转轴之间被挤压并划 伤转轴和轴瓦。较大的轴电流在轴瓦内表面的轴衬 上烧成较大的麻点 、 伤痕乃至裂纹。从 以往 的事故 中可以看到 ， 凹坑 面积 最大可达 1 0 m m ， 深 度可达 0 ． 9 m m， 最终导致轴承烧毁。 ． 2 对于使用滚动轴承的大容量电动机来说， 情 况与前述类似。滚动轴承内轴电流产生放电效应的 时机在滚动体 滚珠 、 滚棒或滚针 即将要离开原位 置， 并和原位置产生小间隙的瞬间， 如 图 2所示。同 时， 由于滚动体在轴承滑道上碾压时， 接触电阻很小， 并将润滑油脂挤 向两侧 ， 所 以， 轴承内外钢环上 的放 电痕迹呈带状分布， 当后来的滚动体继续向前滚动 时， 会将滑道伤痕不断碾压， 最终呈现出光亮的深痕。 图 2 滚 动轴承轴电流放 电部位与 时机 1 ． 3 轴电流的防范与消除 1 消除轴电流关键在于阻断轴电流的形成回 路。对于使用滚动轴承的大容量电动机 如滦河发 电厂 2 X 3 3 0 MW 机组 吸风机 电动机 来说 ， 最简单 的方法是将电动机一端 一般在轴伸端 的滚动轴 承与其大端盖绝缘 ， 切断轴电流形成 回路 。因此 ， 要 加装绝缘垫圈并对轴承的固定螺栓进行绝缘。可采 用以下方法 用车床将原轴承套外径车深 5 8 m m， 并在轴 承套上 滚花 ， 轴承 套 凸缘 部分 沿轴 向车 薄 2 m m。然后用无纬玻璃丝带绕包轴承套 的外 圆， 做 出的外径尺寸 比原外径尺寸大 23 mm， 将其放 在 第9期 李敬天 3 3 0 MW 火电机组 电动机检修 维护中的特殊问题 2 7 1 3 0 5 ℃烘炉内烘 2 4 h 左右， 再用车床将轴承外 套及其上面形成的玻璃钢车至原轴承套尺寸， 以此 将轴承套外径与电动机大端盖用绝缘体隔绝； 用 2 m m的环氧树脂板制成垫圈， 其内圆等于轴承套外 径， 外圆比轴承套最大外圆大 1 ～ 2 m m， 把其套在轴 承套的外径上， 以此将凸缘部分与电动机大盖用绝缘 体隔绝。同时， 将 固定轴承套的螺杆加上绝缘套和绝 缘垫圈， 绝缘套和绝缘垫圈可用不同厚度的环氧树脂 板根据具体情况制成。最后， 将轴承安装在电动机 上， 就把轴电流与电动机端盖的回路完全隔断了。 2 对于使用滑动轴承 的大容量 电动机 如滦 河发电厂2 3 3 0 MW机组增压风机电动机 来说， 可采取在轴承座和轴 承支架 间加装环氧树脂板 ， 在 轴伸端安装接地碳刷 ， 保持轴与轴 瓦之 间润滑油 的 纯度、 油压、 油膜厚度等措施来消除轴电流的存在， 具体工艺根据不同电动机的结构和安装形式而定。 3 要保证电动机周围测控装置的电缆与电动 机本体绝缘， 特别是现代火电机组的电动机温度、 振 动测点多， 机械部分液力耦合装置的测控线路多， 将 这些带电体与电动机本体保持固定的距离并进行绑 固 ， 也是防范轴 电流产生 的重要措施。 轴电流在生产现场 的防范相对容易 ， 但轴电流 作用在电动机轴承上引起轴承烧损的事故却不会引 起人们的注意。在发生轴承烧损事故时， 检修人员 往往只注意从机械配合方面考虑， 更换新轴承后， 因 为电动机的轴电流并没有消除， 故会再次引起轴承 烧损事故 ， 造成不必要 的损失 。从 以往 的生产经验 来看， 新电动机投运后， 在电动机正常运行时， 不必 行情况异常 如轴承温度在短时间内迅速升高、 振 动逐渐增大 的时候 ， 就要将轴 电流的问题 纳入故 障分析的范围， 根据电动机运行参数和检修维护记 录进行判断， 特别是在轴承烧毁的电动机解体检查 的时候， 应仔细查看轴承跑道的烧灼痕迹， 以此判断 故障原因是否为轴 电流造成的 ， 将轴 电流与 电动机 机械故障辩证地分析， 是大容量电动机轴承检修维 护中的必然选择。 2 普通三相异步电动机变频运行时的维护 本文所提及的普通三相异步电动机 ， 是相对变 频专用三相异步电动机而言的。近些年来， 由于变 频调速技术 的发展与成熟 ， 变频调速 已经成 为发 电 厂 电动机调速的主要手段 ， 以滦河发 电厂为例 ， 6 、 7机组给粉机电动机原为电磁调速型电动机 Y C T 系列 ， 经技术改造后 ， 其变频调速的节能与运行性 能均有显著改善 。随着变频调速技术 的广泛应用 ， 人们发现 ， 普通三相异步 电动机在通过变频器变频 运行时出现一些问题 ， 据此研发 了变频专用三相异 步电动机。然而， 由于成本等原因， 变频专用电动机 在现阶段并没有在发电厂获得大规模 的应用 。从笔 者掌握的资料来看 ， 滦河发 电厂 23 3 0 MW 机组机 炉附属电动机通过变频运行 的有很多 ， 但只有低压 加热器 疏水 泵 电动 机是 变 频专 用 电动 机 Y P系 列 ， 锅炉上水泵电动机虽然安装了独立的冷却风 机， 解决 了电动机的低频冷却问题， 但仍属普通 Y 系列三相异步电动机 如表 2所示 ， 其他变频运行 电动机 皆为普通 Y系列 或者 由 Y系列 派 生 出的 要花过多的时间去考虑轴电流的问题， 当电动机运 Y 2 ， Y 3 ， Y B以及 A B B的 Q A等系列产品。 表 2 滦河发电厂 2 3 3 0 b l w 机组变频专用电动机应用概况 2 ． 1 普通三相异步电动机变频运行时存在 的问题 普通三相异步电动机都是按恒压、 恒频设计制 造的， 由于变频供电电源与工频电源存在着一定的 差异性 ， 所 以普通三相异步 电动机不可能完全适应 变频调速的要求 ， 普通三相异步 电动机在变频供 电 时会产生一系列的问题。 2 ． 1 ． 1 电动机的损耗和温升 通过现代变频器设计原理来看， 虽然变频器设 计技术存在差异， 但在实际运行中都会产生一定程 度的谐波电压和电流， 使输出电压和电流呈现非正 弦状态。以现在普遍使用脉宽调制 P WM 技术的 变频器为例 ， 它的低次谐波几乎为零 ， 而高次谐波分 量却很大， 通常为 2 1 u为调制比 。由于普通 电动机是按正弦波电源设计 的， 当高次谐波流过 电 动机绕组时 就会 引起 电动机 定转 子 的铜耗 、 铁 耗 铝耗 和附加损耗， 这些损耗会使电动机效率降 低、 额外发热、 输出功率减少。据相关资料显示 将 普通三相异步电动机运行于变频器非正弦电源条件 下 ， 温升将增加 1 5 ％左右。 2 ． 1 ． 2 电动机的冲击电压与绝缘损伤 在实际生产中， 普遍使用 P WM型变频器， 由于 载波频率高达几千赫到十几千赫， 使得电动机静子 绕组承受很高的电压变化率 d U I d t ， 致使绕组电 压 分布变得不均匀 ， 相 当于对 电动机绕组施加尖形 2 8 华 电擞 术 第 3 1卷 冲击电压， 使电动机绕组匝间绝缘受到冲击， 从其他 单位变频供电电动机的故障来看， 几乎全是由匝间 短路引起。同时， 由于变频器矩形斩波冲击电压附 加在电动机的运行电压上， 会使电动机绕组承受的 电压变得复杂， 由于电动机对地绝缘在高压的反复 冲击下会迅速老化， 所以 ， 会对电动机的对地绝缘产 生非常大的影响。 2 ． 1 ． 3 低频运行时电动机的冷却 问题 普通三相异步电动机的冷却主要是通过安装在 非轴伸端的冷却风扇提供冷却能量。对于发电厂普 遍使用的3 8 0 V普通三相异步电动机来说， 冷却风 扇提供的冷却风流沿静子外壳通风槽流动， 带走静 子外壳表面热量 。对 于 Y系列直接空冷 的 6 0 0 0 V 高压电动机来说 ， 安装在转子非轴伸端 的冷却风扇 直接将电动机外部的空气 吸人 电动机内部 ， 并沿转 子的另一端经静子出风 口流出， 以此带走静转子所 散发的热量。对于 Y K K系列由空气冷却器冷却的 6 0 0 0 V高压电动机来说， 安装在转子非轴伸端的冷 却风扇为空气冷却器提供冷却能量， 电动机静转子 所散发 的热量通过空气冷却器被交换 出去。总之 ， 以空气为冷却介质的普通异步电动机， 它们的冷却 能量都是由安装在转子上的风扇提供的， 也就是说， 电动机的转速高低直接影响电动机冷却能量 风 量 、 风速 的大小。对于水冷电动机来说 ， 这样的问 题同样存在， 水冷电动机 如滦河发电厂 2 X 3 3 0 M W机组循环水泵电动机 静转子所散发的热量也 要通过安装在转子上的风扇进行内循环后才能和冷 却水做热交换， 所以， 电动机的转速同样会影响电动 机的冷却。 有关资料显示， 电动机的转速下降时， 冷却风量 会 随转速的三次方成 比例地减小 ， 当普通三相异步 电动机低频运行后， 必然会减少冷却能量， 影响冷却 质量。 2 ． 1 ． 4 电磁噪声与振动 普通电动机变频运行时， 电磁、 机械、 通风、 负载 共同造成的噪声与振动更为复杂， 电源中的各次时 间谐波与电动机固有的空间谐波相互作用形成电磁 激振力。由于电动机工作频率范围变得宽大， 电磁 力波很难完全避开电动机的机械振动频率， 当电磁 力波与机械振动频率接近时， 将会产生共振现象， 加 大噪声与振动。 2 ． 1 ． 5 电动机对频繁启动 、 制动的适应问题 由于电动机采用变频供电后， 实现了软启动并 可进行快速制动 ， 这些新的运行特点是普通三相异 步电动机在设计时没有进行考虑的因素 。电动机 的 机械部分 、 电磁部分经受循环交变力的作用 ， 给机械 结构和绝缘结构带来冲击。 2 ． 2 普通三相异步电动机变频运行时的维护与保养 在生产实际中， 对变频运行的普通三相异步电 动机进行适当的改造和精心的维护保养， 可以在很 大程度上消除变频运行对电动机的危害。 2 ． 2 ． 1 为电动机换装效率更高的冷却风扇 普通三相异步电动机冷却风扇的规格与电动机 极数 转 速 是相对应 的， 2极 电动机对应 的是 2极 风扇、 4级电动机对应的是 4极风扇， 如同样是 3 8 0 V ／ 3 7 k W 的电动机， 4极电动机风扇的独立效率肯 定要高于 2 级电动机， 它们之间的差异是由电动机 的转速也就是极对数来平衡的。在普通三相异步电 动机由变频器供电低频运行时， 将其冷却风扇换装 为效率更高的风扇就可以弥补一部分由于转速变低 而损失的冷却风量。对于发电厂来说 ， 3 8 0 V低压 电动机负载多为水泵和风机， 几乎全为 2级或 4级 电动机， 建议将变频运行的电动机风扇全部换装为 8级或更高等级的风扇。由于 3 8 0 V电动机风扇多 为塑料或铝制， 质量较小， 通过以往经验来看 ， 更换 风扇不会对电动机机械平衡、 功率平衡造成大的影 响。对于 6 0 0 0 V高压电动机来说， 由于冷却功率相 对较大， 转子机械平衡与功率平衡的问题变得较为 复杂， 在更换高效率风扇的问题上应与生产厂家进 行技术交流方可完成 。 2 ． 2 ． 2 保持冷却通路清洁高效、 避免电动机长期过 负荷运行 和工频运行的三相异步电动机相比， 变频运行的 普通三相异步电动机的冷却系统需要更高的效率， 以 弥补变频运行时电动机增加的发热量。尽量保证 电 动机处于空气流动性好的环境中， 对于锅炉、 除灰、 输 煤等系统中的电动机， 应该加强电动机周围环境治 理， 尽量减少粉尘、 棉絮的存在； 经常检查清扫电动机 冷却风的入口滤网、 冷却风槽。设备表面要见本色， 避免为了电动机的美观而在 电动机表面重复喷涂油 漆， 阻碍散热。对于发电厂中普遍使用的Y K K系列 电动机和水冷电动机， 在设备大修时应仔细清洁、 保 养空气冷却器和水冷却器， 以提高和保证它们的运行 效率。总之， 由于变频运行时发热量增加， 要尽一切 办法保证 电动机有 良好的散热功能， 特别是在夏天气 温较高的时候， 这个问题尤其重要。 根据 以往 的生产经验来看 ， 有很多电动机 由于 机械部分的原因长期处于轻微过负荷状态， 引起发 热量增加 ， 这种现象在变频运行时更应该尽量避免。 2 ． 2 ． 3 保证电动机的绝缘强度 尽可能使用 F级绝缘电动机， 滦河发电厂 2 X 3 3 0 M W机组锅炉附属系统中的变频运行普通三相 第9 期 李敬天 3 3 0 M W 火电机组电动机检修维护中的特殊问题 2 9 异步电动机全部为 F 级绝缘， 静子绕组绝缘最高允 许温度达到 1 5 0℃ ， 相对 B级绝缘电动机更适合变 频运行。对于变频运行的 B级绝缘电动机， 静子烧 毁需外修重绕时， 可与外修单位协商将 B级绝缘升 级为 F 级绝缘， 以提高匝间绝缘的强度及绕组的耐 热能力。保持电动机周围环境的干燥， 避免油、 水、 潮气侵入电动机， 控制电动机热态重启间隔时间与 次数以减少电流冲击， 以及对电动机静子绝缘的保 护与升级， 均可有效地解决普通电动机变频运行时 寿命短的问题 。 2 ． 2 ． 4 减少机械振动 变频运行普通电动机更应该杜绝机械振动 。保 证电动机的机械平衡， 防止因转子不平衡造成的振 动。保持冷却风扇的完好与安装正确， 避免冷却风 场畸形造成机械振动。转子与负载部分在找中心时 应做到精密 ， 尽量减少配合误差造成的振动。经常 检查电动机轴承是否完好 、 地脚有无松动， 以此杜绝 非正常振动的产生 ， 最终 目的是 防止 电磁与机械共 振的发生。 普通三相异步电动机的变频运行在工程实际中 非常普遍， 变频专用电动机在更大范围内广泛使用 还需要更多的时 间。在现实 的工程环境下 ， 维护保 养好变频运行的普通三相异步电动机对于保证发电 厂的安全生产就变得重要， 特别是变频电源对普通 电动机静子绕组的影响是慢性的、 潜在的， 更应该引 起注意。建议在有条件的情况下， 将重要负荷特别 是需要大范围调速的重要负荷电动机更换为变频专 用电动机 ， 以增加安全性。 3 大容量电动机转向的预先确定 3 ． 1 问题 的来源 在发电厂中， 异步 电动机的电缆接线是一项非 常普通的工作， 但由于电源相序和电动机相序的对 应关系决定着电动机的转向， 所 以， 接线的过程也就 成为确定电动机转向的过程。这项工作有以下 2种 类型 ． 1 将电动机从现场拆回检修后 ， 运回至工作 现场重新接线， 这种工作相对简单， 由于在拆线的时 候分别在电源侧和 电动机侧都做 了相色标记 ， 所 以 接线的时候只要按着相色标记进行连接就可以保证 接线后电动机的转向正确。 2 将故障电动机从工作现场拆走， 更换新电 动机， 然后接线。这种工作相对复杂和麻烦 ， 因为新 电动机 备件 往往无法确定其相序， 就算其有相序 标记 ， 也还要再确定电源相序 ， 才可在接线的时候左 右其转向， 可是在工程现场特别是运行时间很长的 发电厂， 电动机电源的相序已经随着机组多年检修 而变得混乱， 更无法单纯从电源相色标记来确定其 相序， 在进行新电动机接线的时候只能凭感觉连接， 然后送电试运， 如果转向错误， 停电后再重新接线、 倒相序， 使工作量增大， 特别是对于大容量高压电动 机来说 ， 由于接线 、 拆线需 要拆包绝缘层 ， 工作就变 得更复杂， 会延长检修与抢修时间。 以滦河发电厂 6 、 7机高压电动机检修为例， 由 于电动机运行年限多， 相序无从考证 ， 所以， 在电动 机更换备件后的接线工作中， 只能注重接线的牢固 美观而无从考虑接线相序的正确性， 结果在电动机 通电试运时 ， 常常出现电动机转 向与负荷要求相反 的现象， 只好等到停电后， 倒电缆相序。由于 6 、 7 机组 单 机容 量 为 1 0 0 MW， 其 附 属 电动 机 特 别 是 6 0 0 0V高压电动机容量小 ， 数量不多 ， 所 以， 倒换相 序还不算太麻烦。而在滦河发电厂新投产的 2 X 3 3 0 M W 机组中， 6 0 0 0 V高压电动机有 7 0台， 总容 量达8 5 9 0 0 k W， 单体电动机容量和电流变大， 因此， 如果还按传统的试运换相方式进行接线工作非常麻 烦， 特别是大容量电动机的电缆很粗 ， 按通常的设计 惯例， 其截面积一般按 1 m m ／ A考虑， 最小单根截 面积也要在 9 5 mm 以上。这样 ， 无论在空间狭小 的 电动机接线盒里， 还是在高压开关柜里倒换两相都 非常费时费力 ； 而且 2 X 3 3 0 MW 机组 中有很多负载 装置不允许反转运行， 如反转时间过长会引起安全 事故 如 c 5皮带电动机 。综合上述因素， 如何在 接线之前预知 电动机转 向就变得有极大 的现实 意义。 3 ． 2 问题的解决 电动机的转向与电源的关 系是有规律的， 如果 电动机 出厂时完全按 国家标准的要求标 注出线的相 序 ， 电动机 电源 电缆 相序标记 就会 明显 、 清楚且 正 确， 可以解决在接线的过程中控制电动机转向的问 题。随着科技的进步， 一些电工仪表也可以帮助解 决这类问题 。 3 ． 2 ． 1 核对相序判断电动机转 向 滦河发 电厂 2 X 3 3 0 M W 机组 于 2 0 0 8年投产 ， 设备较新， 电动机相序标记明显、 电源相序标记清 楚， 检修基础环境不同于老机组。在这样的情况下， 完全可以利用电源相序与电动机相序的对应关系来 预知电动机的转向。 6 0 0 0 V高压电动机普遍采用 Y或 Y Y的接 线方式， 电动机一般将中性点固化在静子膛内部， 然 后将 3 根引出线 u ， ， V ， w 引至接线盒内。出厂 前， 按规定制造厂商会将电动机相序标注在接线盒 内部 ， 现在生产 的电动机通常在接线盒内安装有瓷 3 0 华 电技 术 第 3 1卷 制接线柱， 这就为相序的标注和标记保存提供了良 好的条件。而对于有些老式高压电动机来说， 接线 盒内没有接线柱， 三相引线为自然引出， 在接线盒内 没有序列可言， 随着设备使用年限的增多， 电动机相 序标记很难保存。按惯例， 对于有瓷制接线柱的高 压电动机来说 ， 当面对接线盒的时候 ， 电动机相序从 左到右依次为 UVW。 根据有关规定 ， 当电源相序为 ABC时为正 相序， 标记颜色为黄绿红， 反相序为 A c B ， 标记 颜色为黄红绿。如果发电厂高压厂用电系统安装规 范的话 ， 那么为电动机提供电源的电缆在负荷侧应 该相色标记清楚、 正确 ， 检修人员通过现场查看就可 确定电源相序。 按照 J B ／ T 1 0 5 0 9 --2 0 0 5 中小型异步电机用接 线板技术条件 的规定 当电源按正相序 ABc 接到电动机绕组 U 一V 一w 时， 电动机的转 向从 轴伸端一侧看， 应为顺时针方向， 按照这一原则， 在 高压电动机接线前， 就可以根据负载对电动机转向 的要求确定电动机的接线相序。 这种预知电动机转向的方法虽然简单， 但它对 整个设备系统的规范性要求较高， 首先， 电动机的相 序标记必须标准 、 规范 、 正确 ， 电动机 出厂的技 术标 准值得信任， 不因检修和使用年限而出现相序混乱 的情况。同时， 电动机电源 的配 电系统检修工作一 定要规范， 不能为了方便检修而随意改变电源相序， 如果确实有改变电源相序的必要， 相关的相色标记 也要做相应的修改， 应该始终保证电动机检修人员 在进行接线工作时能对 电源相序有着正确的判断。 3 ． 2 ． 2 利用专用仪表判断电动机相序 现在， 市场上有一种名为三相相序电动机转向 测试仪的电子产品， 这种产 品对于 电源与电动机相 序紊乱且无法明确判断电动机的接线工作非常 有利。 首先， 它可以像传统检相设备一样， 测出电源相 序， 但这种功能在电动机接线工作中并不实用， 其原 因是电动机电源电缆的负荷端距配电开关通常较 远， 电缆行走路径复杂， 而电源相序的检测不可能在 电缆的负荷端进行 这样太危险 ， 只能在配电开关 处测得。由于相色标记丢失或混乱 的原因 ， 负荷端 三相 电缆往往无法 与开关处三相 电缆一一对应 ， 而 如果进行核相， 工作量又太大， 与工作 目标背道而 驰， 所以， 在配电开关处测得的电源相序无法表明电 缆负荷端的相序。 这种仪器对电动机接线工作意义在于它可以在 电动机不通电的情况下， 测得电动机的相序， 这在工 程实际中非常实用。它的原理是通过对 电动机 内部 剩磁的应用来达到检测相序的目的。具体应用以高 压电动机更换备件为例 电动机因故障无法运行后， 需拆卸回到检修场地等待检修， 同时， 将备件电动机 投入运行， 这是发电厂电动机检修 中的常规工作。 在拆除故障电动机时 ， 对 电动机三相 引出线与 电源 三相电缆 的对应关系做好标记 ， 然后用三相相序 电 动机转向测试仪分别测量出2台电动机的相序， 将 备件电动机相序与故障电动机相序比对， 备件电动 机就可以将 自己的本来相序转换为故障电动机的相 序， 然后与电源电缆进行连接， 就可以保证电动机转 向的正确 。 据有关资料呈现 的市场反馈信息 ， 一种品牌名 为 I D E A L的三相相序 电动机转 向测试仪性能 比较 可靠。在大容量发电机组高压电动机的检修中， 如 果可以预先判断出电动机的转向， 将使检修工作量 减少， 能为故障抢修争取宝贵时间。 4 结束语 本文论述了3 3 0 M W火电机组电动机在检修维 护中存在的特殊问题， 有的是发电厂电动机检修体 系中一直存在的问题， 只不过随着机组容量的增大 和技术体系的升级 而显得愈加突出 ， 也有 的是因为 新技术的应用而产生的新问题。如何进一步合理地 解决与规避这些问题， 还需要发电厂科技人员、 检修 人员和设备研发工作者共同努力。 参考文献 [ 1 ] 张亚鹏． 大型异步电动机轴电流的分析与防范[ J ] ． 大氮 肥 ， 2 0 0 8 ， 3 1 5 3 5 8 3 5 9 ． [ 2 ] 张湘禹． 电动机轴承异常分析及处理 [ J ] ． 华 电技术 ， 2 0 0 8 ， 3 0 1 0 71 0 ． [ 3 ] 苏湘君． 浅谈异步 电动机的安全运行 [ J ] ． 华电技术 ， 2 0 0 9 ， 3 1 1 4 7 4 9 ． [ 4 ] 韩安荣． 通用变频器及其应用[ M] ． 北京 机械工业出版 社 ， 1 9 9 9 ． [ 5 ] 曾成碧 ， 越莉华． 电机学 [ M] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 9 ． [ 6 ] 成大先， 机械设计 手册 [ M] ． 北京 化学工业 出版社， 2 0 o4． 编辑 王书平 作者简介 李敬天 1 9 7 8 一 ， 男， 河北承德人， 助理工程师， 从事发 电厂电气检修方面的工作。