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發(fā)電機百科

由于交流電力系統的巨大發(fā)展,交流電機已成為最常用的電機

作者: 本站 來(lái)源: 本站 時(shí)間:2015年09月12日
  交流電機:是用于實(shí)現機械能和交流電能相互轉換的機械。由于交流電力系統的巨大發(fā)展,交流電機已成為最常用的電機。交流電機與直流電機相比,由于沒(méi)有換向器(見(jiàn)直流電機的換向),因此結構簡(jiǎn)單,制造方便,比較牢固,容易做成高轉速、高電壓、大電流、大容量的電機。交流電機功率的覆蓋范圍很大,從幾瓦到幾十萬(wàn)千瓦、甚至上百萬(wàn)千瓦。20世紀80年代初,最大的汽輪發(fā)電機已達150萬(wàn)千瓦。 交流電機是由美籍塞爾維亞裔科學(xué)家尼古拉·特斯拉發(fā)明的。
  1、人工查找方法
  如果變電站內沒(méi)有安裝接地選線(xiàn)裝置,線(xiàn)路上也沒(méi)有安裝接地故障指示器或者短路接地二合一故障指示器,也沒(méi)有很好的接地故障探測儀,那就只好采用人工查找的笨辦法了。查找步驟如下:
 ?。?)通過(guò)人工(或調度,以下同)依次拉閘,可知道變電站哪條出線(xiàn)接地,通過(guò)調度知道哪相接地。
 ?。?)接下來(lái)有兩種方法來(lái)查找故障點(diǎn):一是將線(xiàn)路逐級分段,或者將經(jīng)常有故障的線(xiàn)路拉開(kāi),用2.5kV搖表測接地相對地絕緣,絕緣電阻小的那段為故障段,以此縮小查找范圍(當然,在變電站出線(xiàn)側一定要做好掛接地線(xiàn)等安全保護措施);二是將線(xiàn)路盡可能分段,然后逐級試合送電,與調度互動(dòng)配合,有零序電壓報警時(shí)該段為故障區段。
  人工查找方法操作很麻煩,如果線(xiàn)路長(cháng)、分支多、開(kāi)關(guān)分段又少,那就不好操作了,再加上天色和天氣不佳,那就更不好處理了。建議還是采用一些設備投資少的科技手段來(lái)配合人工查找,可取得事半功倍的效果,既提供了供電可靠性和社會(huì )效益,也創(chuàng )造了經(jīng)濟效益。
  2、利用接地選線(xiàn)裝置和故障指示器來(lái)查找
  變電站一般都安裝了接地選線(xiàn)裝置,雖然有時(shí)不準,但可以為人工拉閘提供技術(shù)參考。然后在線(xiàn)路上安裝一些接地故障指示器(或者短路接地二合一故障指示器),以此指示接地故障途徑。比較可靠的接地故障檢測方法是采用信號源法,比較靈敏的的接地故障檢測方法是采用首半波法或者直流暫態(tài)分析法。建議采用兩種接地故障指示器相結合的方法來(lái)查找接地故障比較好,以信號源法為主,以首半波法或者直流暫態(tài)分析法為輔。
  3、利用饋線(xiàn)自動(dòng)化方法來(lái)查找
  如果用戶(hù)有錢(qián),則推薦使用饋線(xiàn)自動(dòng)化方法來(lái)查找接地故障。該方法利用智能開(kāi)關(guān)(電動(dòng)負荷開(kāi)關(guān)、分段器、斷路器、重合器+FTU)的邏輯功能來(lái)代替傳統的人工查找方法,并可以自動(dòng)實(shí)現故障隔離、恢復和轉移供電。假設一條雙電源手拉手線(xiàn)路分成6段,即有5臺智能開(kāi)關(guān)(雙側配三相五柱式信號PT或者電容式PT),中間那臺做聯(lián)絡(luò ),并以接地故障點(diǎn)在第一臺與第二臺智能開(kāi)關(guān)之間為例,具體實(shí)現步驟如下:
 ?。?)變電站將接地出線(xiàn)拉閘停電,線(xiàn)路上各分段智能開(kāi)關(guān)自動(dòng)分閘。
 ?。?)變電站合閘送電,電站零序電壓不報警,該區段恢復送電成功;第一臺智能開(kāi)關(guān)FTU檢測到線(xiàn)電壓,但沒(méi)有檢測到零序電壓,則延時(shí)一段時(shí)間以后自動(dòng)合閘,因合到接地故障上而檢測到零序電壓,則立即分閘并“閉鎖”;第二臺智能開(kāi)關(guān)也檢測到零序電壓,開(kāi)關(guān)不動(dòng)并“閉鎖”,取消“得電延時(shí)自動(dòng)合閘”功能。
 ?。?)中間聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)檢測到單側失電,延時(shí)一段時(shí)間以后自動(dòng)合閘,因故障點(diǎn)不在該區段,沒(méi)有檢測到零序電壓,該區段轉移供電成功。
 ?。?)聯(lián)絡(luò )開(kāi)關(guān)送電后,第二臺智能開(kāi)關(guān)檢測到線(xiàn)電壓,沒(méi)有檢測到零序電壓,但是有“閉鎖”在前,故取消“得電延時(shí)自動(dòng)合閘”功能,開(kāi)關(guān)保持在分位。
 ?。?)至此,接地故障點(diǎn)區段已被隔開(kāi),其它非故障區段都已經(jīng)恢復或者轉移供電。
  4、改變中性點(diǎn)接地方式來(lái)查找
  配電系統采用中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)過(guò)消弧線(xiàn)圈接地方式,有利也有弊。針對故障查找困難的“弊端”和由此帶來(lái)的一些人身財產(chǎn)安全問(wèn)題,用戶(hù)自己也在做進(jìn)一步的思考,思考出來(lái)的方案主要有兩種:
 ?。?)將中性點(diǎn)改為經(jīng)小電阻接地。改造以后,利用出口斷路器的零序兩段保護功能和短路故障指示器,基本上可以解決掉70%左右的接地故障查找問(wèn)題,但還有30%左右的中阻和高阻接地故障不好查找,可能還存在與線(xiàn)路熔斷器的保護配合問(wèn)題。針對這種系統,比較好的解決方法是利用數字化的故障指示器,將線(xiàn)路零序電流(電纜)、線(xiàn)路總電流(架空)、對地絕緣電壓(架空)等指示器的測量數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到調度系統,經(jīng)綜合分析變電站實(shí)時(shí)和歷史信息,可判斷接地點(diǎn)位置。
 ?。?)中性點(diǎn)改為小電阻+斷路器或者中電阻+高壓接觸器的模式。斷路器或高壓接觸器平時(shí)處于分位,只有當檢測到系統零序電壓抬高以后才延時(shí)合閘,短時(shí)變?yōu)樾‰娮杌蛘咧须娮杞拥?,然后通過(guò)以小電阻接地方式下的檢測方法來(lái)查找故障。另外,由于中性點(diǎn)電阻的通斷可以靈活控制,則可以在消弧線(xiàn)圈動(dòng)作以后,再以一定的合分時(shí)序來(lái)控制電阻的通斷,以便讓保護裝置動(dòng)作或者讓接地故障指示器識別該信號并指示出接地電流途徑。
 ?。?)維護保養:
  啟動(dòng)前的準備和檢查
  1、檢查電動(dòng)及啟動(dòng)設備接地是否可靠和完整,接線(xiàn)是否正確與良好。
  2、檢查電動(dòng)機銘牌所示電壓、頻率與電源電壓、頻率是否相符。
  3、新安裝或長(cháng)期停用的電動(dòng)機啟動(dòng)前應檢查繞組相對相、相對地絕緣電阻。絕緣地那組應大于0.5兆歐,如果低于此值,須將繞組烘干。
  4、對繞線(xiàn)型轉子應檢查其集電環(huán)上的電刷裝置是否能正常工作,電刷壓力是否符合要求。
  5、檢查電動(dòng)機轉動(dòng)是否靈活,滑動(dòng)軸承內的油是否達到規定油位。
  6、檢查電動(dòng)機所用熔斷器的額定電流是否符合要求。
  7、檢查電動(dòng)機各緊固螺栓及安裝螺栓是否擰緊。
  上述各檢查全部達到要求后,可啟動(dòng)電動(dòng)機。電動(dòng)機啟動(dòng)后,空載運行30分鐘左右,注意觀(guān)察電動(dòng)機是否有異?,F象,如發(fā)現噪聲、震動(dòng)、發(fā)熱等不正常情況,應采取措施,待情況消除后,才能投入運行。
  啟動(dòng)繞線(xiàn)型電動(dòng)機時(shí),應將啟動(dòng)變阻器接入轉子電路中。對有電刷提升機構的電動(dòng)機,應放下電刷,并斷開(kāi)短路裝置,合上定子電路開(kāi)關(guān),扳動(dòng)變阻器。當電動(dòng)機接近額定轉速時(shí),提起電刷,合上短路裝置,電動(dòng)機啟動(dòng)完畢。
  行中的維護
  1、電動(dòng)機應經(jīng)常保持清潔,不允許有雜物進(jìn)入電動(dòng)機內部;進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口必須保持暢通。
  2、用儀表監視電源電壓、頻率及電動(dòng)機的負載電流。電源電壓、頻率要符合電動(dòng)機銘牌數據,電動(dòng)機負載電流不得超過(guò)銘牌上的規定值,否則要查明原因,采取措施,不良情況消除后方能繼續運行。
  3、采取必要手段檢測電動(dòng)機各部位溫升。
  4、對于繞相型轉子電機,應經(jīng)常注意電刷與集電環(huán)間的接觸壓力、磨損及火花情況。電動(dòng)機停轉時(shí),應斷開(kāi)定子電路內的開(kāi)關(guān),然后將電刷提升機構扳到啟動(dòng)位置,斷開(kāi)短路裝置。
  5、電動(dòng)機運行后定期維修,一般分小修、大修兩種。小修屬一般檢修,對電動(dòng)機啟動(dòng)設備及整體不作大的拆卸,約一季度一次,大修要將所有傳動(dòng)裝置及電動(dòng)機的所有零部件都拆卸下來(lái),并將拆卸的零部件作全面的檢查及清洗,一般一年一次。
  常見(jiàn)問(wèn)題:
  1.電機為什么會(huì )產(chǎn)生軸電流?
  電機的軸---軸承座---底座回路中的電流稱(chēng)為軸電流。
  軸電流產(chǎn)生的原因:
 ?。?) 磁場(chǎng)不對稱(chēng);
 ?。?) 供電電流中有諧波;
 ?。?) 制造、安裝不好,由于轉子偏心造成氣隙不勻;
 ?。?) 可拆式定子鐵心兩個(gè)半圓間有縫隙;
 ?。?) 有扇形疊成的定子鐵心的拼片數目選擇不合適。
  危害:
  使電機軸承表面或滾珠受到侵蝕,形程點(diǎn)狀微孔,使軸承運轉性能惡化,摩擦損耗和發(fā)熱增加,最終承 燒毀。
  預防:
 ?。?) 消除脈動(dòng)磁通和電源諧波(如在變頻器輸出側加裝交流電抗器);
 ?。?) 電機設計時(shí),將滑動(dòng)軸承的軸承座和底座絕緣,滾動(dòng)軸承的外圈和端蓋絕緣。
  2、為什么一般電機不能用于高原地區?
  海拔高度對電機溫升,電機電暈(高壓電機)及直流電機的換向均有不利影響。應注意以下三方面:
 ?。?) 海拔高,電機溫升越大,輸出功率越小。但當氣溫隨海拔的升高而降低足以補償海拔對溫升的影響時(shí),                電機的額定輸出功率可以不變;
 ?。?) 高壓電機在高原使用時(shí)要采取防電暈措施;
 ?。?) 海拔高度對直流電機換向不利,要注意碳刷材料的選用。
  3、電機為什么不宜輕載運行?
  電機輕載運行時(shí),會(huì )造成:
 ?。?) 電機功率因數低;
 ?。?) 電機效率低。
  會(huì )造成設備浪費,運行不經(jīng)濟。
 ?。?)負載過(guò)大;
 ?。?)缺相;
 ?。?)風(fēng)道堵塞;
 ?。?)低速運行時(shí)間過(guò)長(cháng);
 ?。?)電源諧波過(guò)大。
  5、為什么不能任意起動(dòng)寒冷環(huán)境中的電機?
  電機在低溫環(huán)境中過(guò)長(cháng),會(huì ):
 ?。?) 電機絕緣開(kāi)裂;
 ?。?) 軸承潤滑脂凍結;
 ?。?) 導線(xiàn)接頭焊錫粉化。
  因此,電機在寒冷環(huán)境中應加熱保存,在運轉前應對繞組和軸承進(jìn)行檢查。
  6、電機三相電流不平衡的原因有哪些?
 ?。?)三相電壓不平衡;
 ?。?)電機內部某相支路焊接不良或接觸不好;
 ?。?)電機繞組匝間短路或對地、相間短路;
 ?。?)接線(xiàn)錯誤。
  7.為什么60Hz的電機不能用接于50Hz的電源?
  電機設計時(shí)一般使硅鋼片工作在磁化曲線(xiàn)的飽合區,當電源電壓一定時(shí),降低頻率會(huì )使磁通增加,勵流              增加,  導致電機電流增加,銅耗增加,最終導致電機溫升增高,嚴重時(shí)還可能    因線(xiàn)圈過(guò)熱而燒毀電機。
  8.電機缺相的原因有哪些?
  電源方面:
 ?。?) 開(kāi)關(guān)接觸不良;
 ?。?) 變壓器或線(xiàn)路斷線(xiàn);
 ?。?) 保險熔斷。
  電機方面:
 ?。?) 電機接線(xiàn)盒螺絲松動(dòng)接觸不良;
 ?。?) 內部接線(xiàn)焊接不良;
 ?。?) 電機繞組斷線(xiàn)。
  9.造成電機異常振動(dòng)和聲音的原因有哪些?
  機械方面:
 ?。?)軸承潤滑不良,軸承磨損;
 ?。?)軸承室過(guò)大。
 ?。?)緊固螺釘松動(dòng);
 ?。?) 電機內有雜物。
  電磁方面:
 ?。?) 電機過(guò)載運行;
 ?。?) 三相電流不平衡;
 ?。?) 缺相;
 ?。?) 定子,轉子繞組發(fā)生短路故障;
 ?。?) 籠型轉子焊接部分開(kāi)焊造成斷條。
  電機軸承過(guò)熱的原因有哪些?
  電機本身:
 ?。?) 軸承內外圈配合過(guò)緊;
 ?。?) 零部件形位公差有問(wèn)題,如機座、端蓋、軸等零件同軸度不好;
 ?。?) 軸承選用不當;
 ?。?) 軸承潤滑不良或軸承清洗不凈,潤滑脂內有雜物;
 ?。?) 軸電流。
  使用方面:
 ?。?) 機組安裝不當,如電機軸和所拖動(dòng)的裝置的軸同軸度不合要求;
 ?。?) 皮帶輪拉動(dòng)過(guò)緊;
 ?。?) 軸承維護不好,潤滑脂不足或超過(guò)使用期,發(fā)干變質(zhì)。
  電機絕緣電阻低的原因有哪些?
 ?。?)繞組受潮或有水侵入;
 ?。?)繞組上積聚灰塵或油污;
 ?。?)絕緣老化;
 ?。?)電機引線(xiàn)或接線(xiàn)板絕緣破壞。
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