POLITECHNIKA WARSZAWSKA
Wydział Elektryczny
Instytut Maszyn Elektrycznych
Atlas uszkodzeń
silników elektrycznych indukcyjnych wysokiego napięcia
Praca Zakładu Maszyn Elektrycznych
- dydaktyczna -
nr 1 / 2002
4
Autor:
Maciej Gołębiowski
Redaktor naukowy
Zakład Maszyn Elektrycznych
Politechnika Warszawska:
Dr inż. Wojciech Urbański
Kierownik
Zakładu Maszyn Elektrycznych:
Dr hab. inż. Grzegorz Kamiński
Zakłady Remontowe
Energetyki Warszawa S.A.:
Mgr inż. Krzysztof Skulimowski
Warszawa 2002
Spis treści
Wstęp 2
1 Skutki uszkodzeń ustrojów silników indukcyjnych 4
1.1 Uszkodzenia elektryczne i magnetyczne 4
1.1.1 Uzwojenie stojana 4
1.1.2 Uzwojenie wirnika 8
1.1.3 Wyprowadzenia 11
1.2 Uszkodzenia mechaniczne 13
1.2.1 Uszkodzenia stojana 13
1.2.2 Uszkodzenia wirnika 16
1.2.3 Uszkodzenia elementów obwodu wentylacyjnego 19
1.2.4 Uszkodzenia łożysk 21
1.2.5 Uszkodzenia elementów kadłuba 23
1.2.6 Uszkodzenia szczotek 23
2 Przyczyny uszkodzeń 24
3 Silniki na stanowisku pracy 28
Intensywny postęp obserwowany we współcześnie realizowanych konstrukcjach maszyn elektrycznych, racjonalna eksploatacja oraz rozwój metod diagnostycznych znacząco wpłynął na obniżenie ich wskaźnika uszkodzeń. Mniejsza liczba uszkodzonych lub zniszczonych maszyn nie oznacza jednak, że straty powodowane przez każdą z awarii także się obniżyły. Obecnie maszyny elektryczne, szczególnie te dużych mocy, niejednokrotnie obsługują urządzenia, których krótkie odstawienie, zwłaszcza nieplanowe, obciąża przedsiębiorstwa znacznymi kosztami. Wentylatory ciągu, pompy wody obiegowej, napędy ciężkich suwnic, młynów itd. są dla elektrowni, hut, cementowni napędami krytycznymi, a więc trudnymi do zastąpienia. Zakłócenia cyklu technologicznego niejednokrotnie stwarzają także istotne zagrożenia dla eksploatatorów instalacji oraz pracowników obsługi technicznej.
Zwrócenie uwagi na rangę tego problemu - oto cel jaki przyświecał autorowi Atlasu uszkodzeń silników elektrycznych wysokiego napięcia. Adresatami publikacji są studenci uczelni technicznych, przede wszystkim ich wydziałów elektrycznych i mechanicznych. Znajomość problematyki związanej z awaryjnością urządzeń ułatwi przyszłym inżynierom właściwe zorganizowanie eksploatacji układów napędowych, projektowanie dla nich systemów diagnostycznych i dobieranie odpowiednich zabezpieczeń. Rozpowszechnienie zbieranych przez długi okres, często unikatowych fotogramów, przewiduje się przede wszystkim poprzez sieć INTERNETU.
Atlas uszkodzeń został umieszczony tam pod adresem: www.ime.pw.edu.pl/zme (publikacje).
Mam nadzieję, że będzie służył pomocą w dydaktyce takich przedmiotów, jak : Eksploatacja maszyn elektrycznych, Projektowanie maszyn elektrycznych, Wibroakustyka maszyn i urządzeń, Mechanika i wytrzymałość materiałów itp.
Miło mi na koniec wyrazić wdzięczność Kierownictwu Zakładu Maszyn Elektrycznych Politechniki Warszawskiej oraz Zakładów Remontowych Energetyki Warszawa S.A., a także obu Panom Redaktorom i pracownikom wielu elektrowni i elektrociepłowni (Ec. Żerań, Siekierki, El. Kozienice).
Ich życzliwość i merytoryczne wsparcie będą miały wpływ - nie wątpię, na eliminowanie strat powodowanymi katastroficznymi uszkodzeniami napędów elektrycznych. Wszystkim raz jeszcze bardzo dziękuję za wspólne promowanie tej jakże ważnej dla każdego inżyniera idei.
Atlas uszkodzeń silników elektrycznych indukcyjnych W.N.
Rys. 1
Stojan po usunięciu, zniszczonego uzwojenia. Wycięte zwarte blachy zęba rdzenia stojana.
Rys. 2
Wypalony fragment uzwojenia stojana w żłobku, wtopienie miedzi do rdzenia;
(Gye 154r, "Dolmel", 4 MW, 6 kV, 1500 obr/min).
Rys. 3
Zatarcie rdzenia stojana przez wirnik w wyniku uszkodzenia łożyska;
w następstwie – zwarcie uzwojenia w żłobku stojana.
Rys. 4
Wypalony fragment uzwojenia stojana w części żłobkowej.
Rys. 5
Rys. 6
Uszkodzone połączenia czołowe.
Rys. 7
Wypalone uzwojenie na wyjściu ze żłobka; (SZJr 148/10t/03/E, "Dolmel", 850/450 kW, 6 kV).
Rys. 8
Uszkodzone połączenia czołowe uzwojenia stojana spowodowane osadzeniem pyłu.
Rys. 9
Przepalone pręty klatki rozruchowej wirnika dwuklatkowego.
Rys. 10
Przepalone pręty klatki rozruchowej (mosiężne) i klatki pracy (miedziane) oraz pęknięty pierścień zwierający klatki pracy; (SCDdm 102, "Emit", 200 kW, 6 kV).
Rys. 11
Wirnik dwuklatkowy. Przepalone pręty klatki rozruchowej przy pierścieniu zwierającym.
Rys. 12
Wypalone pręty klatki rozruchowej.
Rys. 13
Wypalone połączenia czołowe wirnika silnika pierścieniowego.
Rys. 14
Wypalenie w części czołowej uzwojenia wirnika silnika pierścieniowego oraz zniszczenie bandaża
z włókien szklanych.
Rys. 15
Uszkodzone wyprowadzenia uzwojenia stojana na wejściu do mufy kablowej.
Rys. 16
Uszkodzona izolacja wyprowadzeń cewek.
Rys. 17
Rys. 18
Uszkodzony izolator przepustowy.
Rys. 19
Uszkodzony mechanicznie korpus silnika elektrycznego.
Rys. 20
Uszkodzone mechanicznie żebra korpusu.
Rys. 21
Uszkodzona mechanicznie izolacja połączenia czołowego uzwojenia stojana.
Rys. 22
Uszkodzona izolacja cewek stojana na skutek uderzeń pękniętego pręta wirnika głębokożłobkowego; (SZJr 138r/o "Dolmel", 400 kW, 6 kV, 740obr/min).
Rys. 23
W wyniku uszkodzenia łożyska, wirnik zatarł rdzeń stojana, w następstwie czego nastąpiło zwarcie uzwojenia w żłobku stojana.
Rys. 24
Zatarty rdzeń stojana w wyniku pęknięcia wału przy łożysku od strony wewnętrznej. Silnik złomowano; (SZDc194tE 142/8, "Emit", 400 kW, 6 kV)
Rys. 25
Uszkodzony wał na skutek zatarcia łożyska.
Rys. 26
Zeszlifowana, przegrzana powierzchnia wirnika silnika klatkowego (AV3/LN400J62SP3, 630 kW,
2980 obr/min). Uszkodzenie powstało na skutek zużycia łożyska.
Rys. 27
Urwany wał wirnika. Wał z żebrami silnika wolnoobrotowego.
tea23