Загрузить PDF: Анализ примеров: неисправность трехфазного электродвигателя
Описание проблемы
В течение трех лет эксплуатации крупногабаритного трехфазного электродвигателя неисправности возникали дважды в год. Главный инженер предприятия обратился к подрядчику по электротехнике и производителю электродвигателя. Они перекладывали вину друг на друга, но не смогли устранить причины неисправностей. Предприятие оказалось в «подвешенном» состоянии: меры по устранению причин неисправностей не были предприняты, предприятие регулярно оплачивало расходы на ремонт и несло убытки от неоднократных простоев.
Чтобы устранить отказ, который имел явную систематическую природу, главный инженер привлек независимого консультанта. Консультант сообщил главному инженеру, что собирается выполнить полный анализ качества электроэнергии в системе распределения электричества для питания двигателя, определить ее основные характеристики и на основе этих данных разработать метод устранения проблемы.
Измерения
Консультант подключил переносной трехфазный анализатор качества электроэнергии Fluke 434 к цепи питания электродвигателя и нажал кнопку View Config («Просмотр конфигурации»). Из схемы стало ясно, что подключения выполнены верно, питание двигателя является трехфазным с соединением по схеме «треугольник».
Затем он нажал кнопку Scope («Осциллограф»), проверил форму кривых и числовые значения для каждой из трех фаз. Судя по разности амплитуд в верхней части экрана, в системе имелась проблема, связанная с балансом фаз.
Для получения дополнительных сведений он переключился на экран с числовыми представлениями параметров Voltz/Amps/Hertz («Напряжение/ток/частота»). Показания тока там были еще выше, и в них по-прежнему наблюдалась асимметрия.
Переключившись на экран Unbalance («Асимметрия»), консультант проверил значения напряжения и силы тока, а также фазовую характеристику, чтобы убедиться, что электродвигатель работает в допустимом диапазоне параметров.
В конце концов для подстраховки он выбрал в меню пункт Harmonics («Гармоники»), чтобы убедиться, что субгармоники не являются причиной неисправности.
Анализ
По результатам измерения дисбаланса он определил, что дисбаланс является причиной чрезмерно высокого фазного тока. Консультант проверил технические характеристики двигателя и убедился, что фазный ток превышает ток двигателя при полной нагрузке. Изучив данные по трем фазам, он выявил, что асимметрия тока приводит к повышенной нагрузке на одной фазе напряжения.
Консультант выявил причину асимметрии напряжения на оборудовании, установленном три года назад. Оказалось, что все внутренние однофазные нагрузки были подключены к одной и той же фазе. Последняя установка нового оборудования вызвала настолько большой дисбаланс напряжения, что он вызывал асимметрию тока в электродвигателе. В связи с этим происходил перегрев проводников и обмоток двигателя.
Заключение
Для решения данной проблемы консультант распределил внутренние однофазные нагрузки между тремя фазами, что позволило уменьшить общую асимметрию напряжения и, соответственно, тока в электродвигателе. При этом также произошло уменьшение значения фазного тока и снижение рабочей температуры электродвигателя.
Он выполнил новые измерения, скопировал снимки экранов прибора на компьютер и распечатал отчет по характеристикам до и после устранения неисправностей для главного инженера.
Не являясь экспертом по качеству электроэнергии, главный инженер смог увидеть разницу между изображениями. Таким образом, он осознал, почему важно выполнять анализ качества электроэнергии до и после установки нового оборудования. Все расходы на ремонт электродвигателя и убытки, связанные с простоями, оказались излишними. И когда консультант предложил регулярное выполнение профилактического технического обслуживания, главный инженер согласился.