水利行业电机维护应用案例

一． 水利行业现状：

水务行业是指由原水、供水、节水、排水、污水处理及水资源回收利用等构成的市场产业链，是支持经济和社会发展、保障居民生产生活的基础性产业，我国日常的生产、生活都离不开城市供水，从水务行业各上市公司水务相关主营构成来看，主要分水供应与污水处理两大方面。

近年来，供水总量保持基本稳定，平均年变化幅度保持在±1%左右，我国供水市场已趋近饱和，进入平稳发展状态。我国供水市场进入平稳发展状态得益于近年来我国供水管道长度及供水普及率的逐年增长。

除了供水外，污水处理也是目前水务行业重点关注的行业之一。从污水处理的供给来看，由于城镇化和经济发展需求，中国城市近年来污水产生量和处理量呈上升趋势。水利行业设备管理中，电机管理是非常重要的一部分，各种水厂一般拥有各种类型的电机，主要是连接泵类的高低压水机，如何保障电机正常运行，如何有效的进行电机日常维修维护是众多水厂管理人员需要面对的现实问题。

二、目前我国仍旧采用的电阻测试标准缘于对电机电路不深入的认知，以及测试技术的落后。事实上，电阻值仅作为电机生产厂家出厂的工艺要求。在电机服役过程中，电阻值的测试对于电机绕组故障的解决几乎无能为力。IEEE以及美国能源部业已各项指标采用阻抗测试作为电机诊断的评判依据。

  摇表或绝缘耐压试验

通过直流或交流高压耐压试验，测试绕组对地绝缘性能。摇表（兆欧表）能同时得出绝缘阻值、介质吸收比、极化指数或泄漏电流等指标。绝缘测试一直是必不可少的进程，但它解决的仅是对地或对项件性能的评估。

  电桥或数字微欧计

检测绕组直流电阻：此项测试仅可用于检测接头松动，对由于匝间短路、层间短路、铁芯老化、磁隙不均衡等导致的电磁特性（电感量）几乎没有检测能力。高精度的微欧计也只能检测到引出线裂口、碳刷虚接等所产生的高阻。

  浪涌试验仪

又称匝间耐压试验，对绕组施加高压，通过对各级衰减电压波形的比较，分析匝间短路的存在。这种测试时发电机的绕组施加的是高压信号，对电机绕组及整体的绝缘特性产生不可避免的伤害，从而大大降低电机使用寿命。同时，仪器设备笨重，操作复杂。

[西马力电机故障诊断技术概述]

一、发电机的电路分析（MCA）测试技术--电机故障检测系统

1、技术精髓源于科学的检测原理

•  MCA的基本原理是将电机看成是一个包含电阻、电感、电容的复杂电路进行分析，从而诊断其状态。

•  
  电机故障检测系统提供高频、真正弦波，完全静态模拟电机的运行状态，因此得以准确评估绕组品质。这一点是上述的其它仪器无法做到的。

•  真正实现便携、无损、易用。

•  数据管理软件Trend 2000，同时可选配专家诊断系统软件

•  EMCAT。

2、MCA技术的核心理论

ü 阻抗测试（Z）

阻抗是对绕组电路电磁特性的综合评判。初期匝间短路导致的电阻值的变化微乎其微，难以检测。但由此产生的电感失效可通过阻抗真实反映出来。尤其是对阻抗的长期监测，是对于直流电机励磁回路、电枢回路、交流电机定转子平衡，以及潜在故障程度的有力判据。

ü 倍频测试（I/F）

电机绕组通入交流信号，通过频率加倍，得出电流的减小量（I/F），借此评判绕组电路的电磁特性。完好的绕组接近于理想电感，频率加倍后，电流减少约-50%。匝间短路发生发展的过程，即是电感失效、电磁特性变化的过程，也就是I/F从-50%向-0%发展的过程。真实绕组的这一参数是匝间短路较有效的判据。

而交流电机三相I/F的比较，更可进一步指示发生故障的是哪一相绕组。（关于MCA测试理论的进一步探讨，参阅西马力技术资料）

3、提供电机诊断的IEEE国际标准：

该标准已经通过美国能源部及IEEE的20余年考核，如今成为美能源部推荐的电机质量评判依据。

Ø 转子状态与细化分析----电感或阻抗波形

5、精确诊断发电机绕组是匝间/层间/相间故障

Ø Fi与I/F >±2  — 同相同绕组中的匝间短路（Turn-Turn）

Ø Fi>±1, I/F平衡 — 同相中不同绕组的短路（Coil-Coil）

Ø Fi平衡, I/F>±2 — 相间短路（Phase-Phase）

6、智能的专家诊断系统与各项指标的资产管理平台：

•  解决问题：利用电机专家管理软件系统实现各项指标管理与专家诊断

•  分析手段：Trend 2000系统软件及MCA专家系统

•  存储容量：存储500台电机参数。包括：直阻、电感、阻抗、倍频I/F、

•  相角度Pi、绝缘值。并可通过Trend 2000软件上载到计算机进行存储、

•  比较、趋势跟踪分析、打印报表、从而实现对电机的各项指标质量管理。

•  同时EMCAT专家系统软件更有自动诊断、状态指示、标准集成等功能，

•  可记录包括振动、热像、电流波形、PI、高压测试结果，帮助实施完善的PdM进程。

案例：

某水厂水泵电机：

                                                           转子动态测试趋势图：

结果分析：

1、定子绕组直阻偏差偏大，怀疑绕组出线到接头之间的接线接触不良。   

2、转子状态良好。