Động cơ cao ápCẩm nang chẩn đoán các sự cố thường gặp: Giải thích toàn diện về rung động, tăng nhiệt độ và hiện tượng đứt cách điện

Một khi động cơ cao áp gặp sự cố, thiệt hại do nhà máy phải ngừng sản xuất thường được tính bằng hàng chục nghìn nhân dân tệ mỗi giờ. Việc xây dựng năng lực chẩn đoán sự cố từ sớm sẽ giúp nhanh chóng xác định vấn đề ngay khi xuất hiện các dấu hiệu ban đầu, từ đó giảm thiểu thiệt hại xuống mức thấp nhất. Cẩm nang này do Xi’anĐộng cơ điện Taifu SimoĐược biên soạn bởi đội ngũ kỹ sư bảo trì của Tập đoàn, tài liệu này bao quát ba loại sự cố thường gặp nhất là rung động vượt ngưỡng, tăng nhiệt bất thường và sự cố cách điện, kèm theo các phương pháp chẩn đoán tại hiện trường và đề xuất xử lý.

Để biết thêm thông tinDòng sản phẩm động cơ cao áp Xima, hoặc có thể cầnDịch vụ sửa chữa động cơ chuyên nghiệp, quý khách có thể liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi.

Loại thứ nhất: Sự cố do độ rung vượt quá tiêu chuẩn

Rung động là chỉ số đánh giá tình trạng hoạt động trực quan nhất của động cơ cao áp. Tiêu chuẩn GB/T 10068 quy định rằng giá trị hiệu dụng của tốc độ rung động của động cơ cao áp khi vận hành không tải không được vượt quá 2,8 mm/s (loại A) hoặc 4,5 mm/s (loại B). Nếu vượt quá tiêu chuẩn, cần tiến hành kiểm tra ngay lập tức.

1.1 Dao động không cân bằng

Các đặc điểm của sự cố:Tần số dao động bằng tần số tốc độ quay của động cơ (1X), dao động theo phương ngang lớn hơn so với phương thẳng đứng, nhiệt độ ổ trục ở mức bình thường.

Các nguyên nhân thường gặp:

• Sự mất cân bằng khối lượng của rô-to (do sai số trong quá trình sản xuất hoặc chưa được cân bằng lại sau khi bảo dưỡng)
• Cuộn dây rôto không đối xứng (dây bị đứt hoặc chập điện cục bộ)
• Các cánh quạt bị bám cặn không đồng đều
• Lắp đặt khớp nối bị lệch tâm

Đánh giá tại hiện trường:Khi thu thập dữ liệu miền thời gian và miền tần số bằng máy đo rung, nếu thành phần 1X chiếm ưu thế (chiếm hơn 50% tổng mức rung) thì có thể sơ bộ kết luận là có hiện tượng mất cân bằng. Sau khi dừng máy, cần vệ sinh quạt và kiểm tra xem rôto có bộ phận nào bị lỏng không; nếu điều kiện cho phép, có thể tiến hành hiệu chỉnh cân bằng động ngay tại hiện trường.

1.2 Dao động do lệch tâm

Các đặc điểm của sự cố:Tần số dao động chủ yếu là 2X (gấp 2 lần tốc độ quay), dao động dọc trục rõ rệt, hướng dao động của hai ổ trục ở hai đầu ngược nhau.

Các nguyên nhân thường gặp:

• Động cơ và máy móc chịu tải không đồng trục (không đồng trục về góc hoặc không đồng trục về độ song song)
• Bu-lông chân máy bị lỏng dẫn đến sự dịch chuyển của động cơ
• Sự thay đổi độ đồng tâm do nền lún hoặc biến dạng nhiệt

Phương pháp xử lý:Sau khi dừng máy, sử dụng đồng hồ đo độ lệch để kiểm tra độ đồng tâm của khớp nối; yêu cầu độ lệch hướng tâm ≤ 0,05 mm, độ lệch hướng trục ≤ 0,05 mm/100 mm. Sau khi căn chỉnh lại, siết chặt các bu-lông chân máy; nếu cần, sử dụng miếng đệm để điều chỉnh chiều cao.

1.3 Rung động do hỏng ổ trục

Các đặc điểm của sự cố:Tần số dao động chứa các thành phần tần số cao (thường cao hơn tần số tốc độ quay từ vài lần đến vài chục lần), nhiệt độ ổ trục tăng cao và phát ra tiếng ồn bất thường trong quá trình vận hành.

Tham khảo tần suất hỏng hóc của ổ trục (động cơ 4 cực, tốc độ quay 1480 vòng/phút):

• Tần suất sự cố của vòng ngoài: khoảng 180–250 Hz
• Tần suất sự cố của vòng trong: khoảng 250–350 Hz
• Tần suất hỏng hóc của bộ phận lăn: khoảng 120–180 Hz

Đề xuất xử lý:Khi phát hiện các dấu hiệu hư hỏng thường gặp ở ổ trục, cần thay thế ổ trục trong lần ngừng máy theo kế hoạch gần nhất. Không nên tiếp tục vận hành khi ổ trục bị hư hỏng, vì sự cố ổ trục có thể dẫn đến hiện tượng rôto cọ xát vào thành buồng máy, gây ra thiệt hại nghiêm trọng.Simo MotorCác dòng sản phẩm chịu áp suất cao chủ yếu sử dụng vòng bi tiêu chuẩn của SKF hoặc NSK,Trang tra cứu phụ tùngCó thể tra cứu mã hiệu vòng bi tương ứng.

Loại thứ hai: Sự cố tăng nhiệt bất thường

Nhiệt độ cuộn dây của động cơ cao áp là chỉ số quan trọng nhất để đánh giá tình trạng hoạt động. Giới hạn tăng nhiệt độ của động cơ cách điện cấp F là 105K (nhiệt độ cuộn dây không vượt quá 145℃ khi nhiệt độ môi trường là 40℃). Mỗi khi nhiệt độ vượt quá giới hạn 10℃, tuổi thọ cách điện sẽ giảm đi khoảng một nửa (theo định luật Arrhenius).

2.1 Sự gia tăng nhiệt độ do quá tải

Phương pháp đánh giá:Đo dòng điện ba pha của động cơ và so sánh với dòng điện định mức ghi trên nhãn hiệu. Nếu dòng điện vượt quá giá trị định mức 10% trở lên và tình trạng này kéo dài trong thời gian dài, có thể kết luận là động cơ đang bị quá tải.

Xác định nguyên nhân:

• Công suất thực tế của tải vượt quá giá trị thiết kế (do thay đổi điều kiện vận hành, tắc nghẽn đường ống, mài mòn máy bơm, v.v.)
• Các sự cố trong hệ thống truyền động làm tăng lực cản (vòng bi bị kẹt, sự cố ở khớp nối)
• Điện áp nguồn quá thấp (thấp hơn giá trị định mức 5% trở lên), dẫn đến dòng điện tăng lên

2.2 Sự cố hệ thống làm mát dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ

Động cơ làm mát bằng không khí hoàn toàn kín IC411 (phương pháp làm mát phổ biến nhất):

• Kiểm tra xem hướng quay của quạt ngoài có đúng không (nếu quay ngược, hiệu quả làm mát sẽ giảm đáng kể)
• Kiểm tra xem các cánh tản nhiệt của vỏ máy có bị bám bụi và tắc nghẽn hay không (vệ sinh định kỳ, khoảng cách giữa các lần vệ sinh không quá 6 tháng)
• Kiểm tra xem các cánh quạt có còn nguyên vẹn hay không, có bị gãy hay không

Động cơ thông gió đường ống IC611 (thường được sử dụng cho động cơ công suất lớn, điện áp cao):

• Kiểm tra xem nhiệt độ không khí vào có vượt quá 40℃ hay không
• Kiểm tra xem ống dẫn khí làm mát có bị rò rỉ khí hay bị tắc nghẽn không
• Kiểm tra xem lưu lượng gió của quạt làm mát có đáp ứng yêu cầu thiết kế hay không

2.3 Sự mất cân bằng dòng điện ba pha dẫn đến sự tăng nhiệt độ

Tiêu chí đánh giá:Mức độ mất cân bằng dòng điện ba pha vượt quá 5% được coi là bất thường; nếu vượt quá 10% thì cần xử lý ngay lập tức.

Công thức tính độ mất cân bằng:Mức độ mất cân bằng (%) = (Giá trị sai lệch lớn nhất ÷ Giá trị trung bình ba pha) × 100%

Các nguyên nhân thường gặp và cách xử lý:

• Điện áp ba pha không cân bằng: Kiểm tra hệ thống cấp điện và liên hệ với đơn vị cấp điện để xử lý
• Chập mạch giữa các vòng dây: Cần tháo máy ra để kiểm tra; trong trường hợp nghiêm trọng, cần quấn lại dây
• Tiếp xúc kém tại hộp nối dây: Kiểm tra và siết chặt các đầu nối dây, loại bỏ lớp oxy hóa

Loại thứ ba: Sự cố cách điện

Sự cố cách điện là loại sự cố nghiêm trọng nhất đối với động cơ cao áp; nếu xử lý không đúng cách, có thể dẫn đến ngắn mạch xuống đất, hư hỏng thiết bị, thậm chí là tai nạn gây nguy hiểm đến tính mạng.

3.1 Tiêu chuẩn đo điện trở cách điện

Việc đo điện trở cách điện định kỳ là biện pháp hiệu quả nhất để phòng ngừa sự cố cách điện:

• Thiết bị đo lường:Đối với động cơ có điện áp trên 10 kV, sử dụng máy đo điện trở cách điện 5.000 V; đối với động cơ có điện áp 6 kV, sử dụng máy đo điện trở cách điện 2.500 V
• Thời điểm đo:Kiểm tra định kỳ trước mỗi lần khởi động (sau khi ngừng hoạt động quá 48 giờ) và mỗi nửa năm một lần
• Tiêu chuẩn đạt yêu cầu:Giá trị điện trở cách điện (MΩ) phải không nhỏ hơn điện áp định mức của động cơ (kV) × 1000, tức là điện trở cách điện của động cơ 6 kV không được thấp hơn 6 MΩ
• Hệ số hấp thụ:Tỷ số R60/R15 phải lớn hơn 1,3 (ở nhiệt độ thường); nếu nhỏ hơn 1,3 thì tình trạng cách điện có thể không đảm bảo

3.2 Nguyên nhân và biện pháp xử lý hiện tượng suy giảm độ cách điện

Bị ẩm (nguyên nhân phổ biến nhất):

• Hiện tượng: Điện trở cách điện thấp, hệ số hấp thụ gần bằng 1, và giá trị này còn thấp hơn nữa sau khi ngừng máy và làm mát
• Cách xử lý: Sấy khô khi không tải và có điện (dòng điện được kiểm soát ở mức dưới giá trị định mức 60%), hoặc tháo rời thiết bị rồi sấy khô trong lò sấy (90–100°C, 8–12 giờ)

Bụi bẩn bám trên cuộn dây:

• Hiện tượng: Điện trở cách điện thấp nhưng tương đối ổn định, trên bề mặt có thể thấy vết bẩn
• Cách xử lý: Làm sạch bằng chất tẩy rửa chuyên dụng, sau khi sấy khô thì quét lớp sơn cách điện

Sự lão hóa của vật liệu cách điện:

• Hiện tượng: Điện trở cách điện giảm dần theo từng năm, tổn hao điện môi tăng lên, có thể quan sát thấy các vết nứt trên bề mặt cuộn dây
• Cách xử lý: Đánh giá tuổi thọ còn lại và lập kế hoạch quấn lại. Đội ngũ sửa chữa động cơ Xima cung cấpDịch vụ quấn lại cuộn dây động cơ cao áp, có thể đến tận nơi để kiểm tra và đánh giá

3.3 Giám sát phóng điện cục bộ

Phóng điện cục bộ (PD) là dấu hiệu ban đầu cho thấy sự suy giảm chất lượng cách điện của động cơ cao áp; khi hiện tượng này phát triển đến một mức độ nhất định sẽ dẫn đến hiện tượng đứt cách điện. Khuyến nghị các động cơ cao áp quan trọng có công suất từ 1.000 kW trở lên nên được trang bị hệ thống giám sát phóng điện cục bộ trực tuyến để thực hiện giám sát liên tục 24 giờ và đưa ra cảnh báo sớm trước khi xảy ra hiện tượng đứt cách điện.

Tần suất khuyến nghị cho bảo trì phòng ngừa

• Kiểm tra hàng ngày:Ghi chép bằng mắt thường về độ rung, nhiệt độ, tiếng ồn và dòng điện
• Hàng tháng:Bôi trơn và bổ sung mỡ cho ổ trục (lượng mỡ bổ sung được xác định dựa trên tốc độ quay và thông số kỹ thuật của ổ trục)
• Mỗi nửa năm:Đo điện trở cách điện, siết chặt các đầu nối, làm sạch các khe tản nhiệt
• Hàng năm:Kiểm tra toàn diện khi ngừng máy, bao gồm đo mức mài mòn của ổ trục, đo khe hở không khí và thử nghiệm tổn hao điện môi
• Cứ sau 3–5 năm:Bảo dưỡng lớn, bao gồm tháo rotor ra để kiểm tra, kiểm tra phóng điện cục bộ cuộn dây, thay thế ổ trục, sơn chống ăn mòn

Để biết thêm thông tinThông số kỹ thuật động cơ cao áp Xima, hoặc liên hệ để được tư vấnBáo giá mua sắm và bảo trì động cơ, xin vui lòng liên hệ với đội ngũ kỹ thuật của Xima.

Tập đoàn Cổ phần Động cơ Tây An Thái Phú Tây Ma | Dịch vụ sửa chữa động cơ cao áp | Phục vụ trên toàn quốc | simo.org.cn