電機(jī)班講座一現(xiàn)行大型電機(jī)的檢測狀況及管理方式PPT課件

1、交交 流流 電電 源源 Process Mechanical and Electrical Feedback 電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng)機(jī)械系統(tǒng) 1200 rpm v 全美電機(jī)系統(tǒng)消耗了全美電機(jī)系統(tǒng)消耗了 19%的總能源，的總能源，57%的的 電力能源；電力能源； v 在制造業(yè)，電機(jī)消耗了在制造業(yè)，電機(jī)消耗了 70%以上的電能；以上的電能； v 在過程工業(yè)，電機(jī)消耗在過程工業(yè)，電機(jī)消耗 的電能占全廠的電能占全廠90%以上。以上。 94% 3% 1% 2% 停產(chǎn)損失 能源消耗 電機(jī)壽命降低 常規(guī)消耗 每年度成本核算中，附加消耗分布為停產(chǎn)損失每年度成本核算中，附加消耗分布為停產(chǎn)損失93.6%

2、，附加能量消耗，附加能量消耗 3.1%，電機(jī)壽命降低，電機(jī)壽命降低1.2%，常規(guī)消耗，常規(guī)消耗2.1% 。 EPRI的報告的報告 When A Plant Had An Unplanned Shut Down 領(lǐng)導(dǎo)不斷接到 各種報告 生產(chǎn)經(jīng)理開始大叫!生產(chǎn)人員無休止的加 班，疲憊不堪 維修人員束手無策 財務(wù)總監(jiān). 你的客戶? 木材加工$7,000 食品工業(yè)$30,000 石化$87,000 冶金$100,000 汽車$200,000 包括產(chǎn)量損失與人工費用 別理它別理它! YES NO YES 你可真笨你可真笨! NO 你得負(fù)責(zé)你得負(fù)責(zé) 處理嗎處理嗎? NO 置之不理置之不理 有人有人 知道嗎

3、知道嗎? 你麻煩了你麻煩了! YESYES NO 掩藏?。⊙诓刈?！ 能捂住能捂住 別人的眼睛別人的眼睛 嗎嗎? NO 沒問題沒問題! Yes 電機(jī)在工作嗎電機(jī)在工作嗎? 是你弄壞是你弄壞 的嗎的嗎? 根據(jù)根據(jù) EPRI的報告：的報告： 電機(jī)故障的電機(jī)故障的 53%源于機(jī)械原因，如軸承故障、不平衡、松動等；源于機(jī)械原因，如軸承故障、不平衡、松動等； 47%源于電氣原因；源于電氣原因； 這其中，這其中，10%源于轉(zhuǎn)子，如鑄件缺陷導(dǎo)致的不平衡氣隙、斷條等；源于轉(zhuǎn)子，如鑄件缺陷導(dǎo)致的不平衡氣隙、斷條等； 37%源于定子繞組。源于定子繞組。 41% 12% 37% 10% 軸承故障 對中問題 定子故障（

4、短路等） 轉(zhuǎn)子故障（斷條等） 24% 17% 20% 1% 5% 10% 12% 5% 6% 過載過載 潮濕潮濕 潤滑不良潤滑不良 化學(xué)污染化學(xué)污染 粉塵顆粒粉塵顆粒 單相運行單相運行 軸承失效軸承失效 絕緣老化絕緣老化 其它其它 電壓表電壓表 安培表安培表 功率表功率表 數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器 電源質(zhì)量分析儀電源質(zhì)量分析儀 動態(tài)效率儀動態(tài)效率儀 動態(tài)電動態(tài)電信號信號分析（分析（ESA） 動態(tài)電氣測試動態(tài)電氣測試 DET 紅外分析紅外分析 振動分析振動分析 超聲診斷超聲診斷 動態(tài)機(jī)械測試動態(tài)機(jī)械測試 DMT 歐姆表歐姆表 / 毫歐表毫歐表 絕緣電阻計（絕緣電阻計（DA/PI） 高壓絕緣測試儀高壓

5、絕緣測試儀 LCR 測試儀測試儀 浪涌測試儀浪涌測試儀 靜態(tài)電路分析（靜態(tài)電路分析（MCA） 靜態(tài)電氣測試靜態(tài)電氣測試 SET 供電品質(zhì)供電品質(zhì) 諧波諧波 (電壓、電流電壓、電流) 過過/欠欠 電壓電壓 電壓不平衡電壓不平衡 功率因數(shù)功率因數(shù) 過載過載 測試方法測試方法 ESA 電壓、電流計電壓、電流計 變壓器故障變壓器故障 絕緣不良絕緣不良 繞組短路繞組短路 接頭松動接頭松動 電器振動電器振動 測試方法測試方法 ESA MCA 紅外分析紅外分析 絕緣診斷絕緣診斷 超聲診斷超聲診斷 控制與配電控制與配電 MCC/配電柜故障配電柜故障 接頭松動接頭松動 接觸不良接觸不良 線圈故障線圈故障 補(bǔ)償電

6、容失效補(bǔ)償電容失效 測試方法測試方法 ESA MCA 紅外紅外 超聲超聲 電壓電壓/電流計電流計 歐姆表歐姆表 目視目視 電纜電纜 電纜故障電纜故障 熱保護(hù)熱保護(hù) 污染污染 短路接地短路接地 斷路斷路 物理損傷物理損傷 測試方法測試方法 MCA ESA 紅外紅外 絕緣測試絕緣測試 配電系統(tǒng)故障分布配電系統(tǒng)故障分布 導(dǎo)體負(fù)荷能力不足導(dǎo)體負(fù)荷能力不足 (10%) 供電電壓不平衡供電電壓不平衡 (7%) 電壓偏差電壓偏差 (2%) 電壓不匹配電壓不匹配 (6%) 功率因數(shù)不合格功率因數(shù)不合格 (39%) 接頭問題接頭問題 (36%) 電機(jī)電機(jī) 機(jī)械故障機(jī)械故障 軸承軸承 軸軸/軸承座軸承座 振動振動

7、 測試方法測試方法 ESA 振動振動 紅外紅外 超聲超聲 電氣故障電氣故障 繞組短路繞組短路 絕緣不良絕緣不良 污染污染 轉(zhuǎn)子故障轉(zhuǎn)子故障 氣隙氣隙 測試方法測試方法 MCA ESA 振動振動 絕緣測試絕緣測試 耐壓、沖擊試驗?zāi)蛪?、沖擊試驗 歐姆表歐姆表 電流電流/電壓表電壓表 超聲超聲 紅外紅外 電機(jī)電機(jī) 耦合耦合(對輪或皮帶對輪或皮帶) 故障故障 不對中不對中/不對正不對正 帶帶/鍵鍵 磨損磨損 張力不當(dāng)張力不當(dāng) 皮帶輪磨損皮帶輪磨損 測試方法測試方法 ESA 振動振動 紅外紅外 負(fù)載負(fù)載 (風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī), 泵泵, 壓縮機(jī)壓縮機(jī), 齒輪箱齒輪箱, 等等) 負(fù)載故障負(fù)載故障 部件疲勞部件疲勞 (

8、例如例如: 密封密封) 部件失效部件失效 (齒輪齒輪, 葉片等葉片等) 軸承失效軸承失效 測試方法測試方法 ESA 振動振動 紅外紅外 超聲超聲 以下為電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測的時間間隔，以月為單位：以下為電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測的時間間隔，以月為單位： 電電機(jī)機(jī)類類別別 干干凈凈、干干燥燥 適適中中 臟臟、潮潮濕濕 三三相相非非重重要要電電機(jī)機(jī) 12個個月月 9 6 三三相相生生產(chǎn)產(chǎn)電電機(jī)機(jī) 6 6 3 三三相相關(guān)關(guān)鍵鍵電電機(jī)機(jī) 3 2 1 DC電電機(jī)機(jī) 6 6 3 變變壓壓器器 12 9 6 Reactive (Break-Down) Maintenance Preventive Maintenance (PM)

9、 Predictive Maintenance (PdM) Proactive Maintenance (PAM) Reactive (Break-Down) Maintenance “任其損壞任其損壞” 優(yōu)點：優(yōu)點： 不必投資在狀態(tài)監(jiān)測上不必投資在狀態(tài)監(jiān)測上 不會出現(xiàn)過度維修不會出現(xiàn)過度維修 適用于少數(shù)非重點設(shè)備適用于少數(shù)非重點設(shè)備 缺點：缺點： 無法預(yù)測事故停機(jī)無法預(yù)測事故停機(jī) 產(chǎn)生設(shè)備二次損壞及災(zāi)難性后果產(chǎn)生設(shè)備二次損壞及災(zāi)難性后果 生產(chǎn)損失生產(chǎn)損失 高額維修費用高額維修費用 管理失控管理失控 急診室急診室 Preventive Maintenance “定期體檢定期體檢” 優(yōu)點：優(yōu)點：

10、 維修以可控制的方式在方便的時間進(jìn)行維修以可控制的方式在方便的時間進(jìn)行 減少意外事故，有效避免災(zāi)難性事故減少意外事故，有效避免災(zāi)難性事故 可更好的控制備件，節(jié)約資金可更好的控制備件，節(jié)約資金 缺點：缺點： 狀態(tài)良好的設(shè)備也被頻繁檢修（維修過盛）狀態(tài)良好的設(shè)備也被頻繁檢修（維修過盛） 維修導(dǎo)致的損傷可能大于維修的益處維修導(dǎo)致的損傷可能大于維修的益處 仍存在計劃外故障停機(jī)仍存在計劃外故障停機(jī) 沒有針對不同設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化與壽命分析沒有針對不同設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化與壽命分析 體檢室體檢室 Predictive Maintenance “沒有故障就不修沒有故障就不修” 優(yōu)點：優(yōu)點： 減少意外停機(jī)減少意外停機(jī) 僅在

11、需要時購買和使用所需備件僅在需要時購買和使用所需備件 只需在適當(dāng)時候進(jìn)行維修只需在適當(dāng)時候進(jìn)行維修 缺點：缺點： 監(jiān)測儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費監(jiān)測儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費 不能延長設(shè)備壽命不能延長設(shè)備壽命 監(jiān)測室監(jiān)測室 Proactive Maintenance “查明根源，精確維修，一切基于可靠性查明根源，精確維修，一切基于可靠性” 優(yōu)點：優(yōu)點： 設(shè)備壽命延長設(shè)備壽命延長 設(shè)備可靠性增加設(shè)備可靠性增加 更少的故障及二次損壞更少的故障及二次損壞 停機(jī)時間減少停機(jī)時間減少 總維護(hù)費用降低總維護(hù)費用降低 缺點：缺點： 監(jiān)測儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費監(jiān)測儀器、系統(tǒng)、服務(wù)、人員花費 要求特殊技能要

12、求特殊技能 需要更多時間進(jìn)行分析需要更多時間進(jìn)行分析 全體員工改變觀念全體員工改變觀念 Why condition monitoring? 提高生產(chǎn)能力提高生產(chǎn)能力 Increased production pace 運行在收支平衡之上運行在收支平衡之上 Ongoing “cost shavings” 生產(chǎn)中斷不可容忍生產(chǎn)中斷不可容忍 Production disruptions are economically intolerable 世界級的生產(chǎn)運營需要可靠性維護(hù)世界級的生產(chǎn)運營需要可靠性維護(hù) World Class Performance requires reliable produc

13、tion Management Strategies Utilizing existing machinery 合理利用現(xiàn)有設(shè)備合理利用現(xiàn)有設(shè)備 (New machines or existing? 購置新設(shè)備還是利用現(xiàn)有設(shè)備購置新設(shè)備還是利用現(xiàn)有設(shè)備) Increase Speed 增加生產(chǎn)速度增加生產(chǎn)速度 Improve Quality 提高質(zhì)量提高質(zhì)量 Increase Availability 增加有效生產(chǎn)時間增加有效生產(chǎn)時間 Lower the costs 降低成本降低成本 (Energy, raw material, personell costs, etc.) Todays Si

14、tuation 維修部門從單純的維修，逐漸轉(zhuǎn)變成為確保企業(yè)維修部門從單純的維修，逐漸轉(zhuǎn)變成為確保企業(yè) 生產(chǎn)能力的高級職能單元生產(chǎn)能力的高級職能單元 維修費用占企業(yè)生產(chǎn)總成本的維修費用占企業(yè)生產(chǎn)總成本的 4%到到14% 維修費用所占比例大于企業(yè)利潤率維修費用所占比例大于企業(yè)利潤率 故障停機(jī)異常昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過維修費用故障停機(jī)異常昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過維修費用 The hidden possibility Profit Contribution margin Revenue Direct costs Common costs Total assets Current assets Fixed assets

15、Rate of return + % Impact of Condition Based Maintenance 能耗 實驗費用 安全成本 工作環(huán)境改善 環(huán)保要求 人員工資 實驗 等等 + % Potential revenue 時間損失 質(zhì)量損失 速度損失 Optimizing performance. Measure - compare - improve 0.003 World Class Performance. Modern management strategy OPE. Overall Performance Effectiveness Max. Prod. 速度損失速度損失質(zhì)量

16、損失質(zhì)量損失 不可得時間不可得時間 OPE Loss of contribution. Overall Performance Effectiveness 100 h 90 h A = 0.9 (時間因子) 90 ton/h 81 ton/h P = 0.9 (速度因子) 81 ton 73 ton Q = 0.9 (品質(zhì)因子) OPE = 0.9 x 0.9 x 0.9 = 0.73 x 100% = 73% Strategy for RCM 泵泵 (101 ) 電機(jī)電機(jī) (83) 風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī) (26) 53 +/- 15 94 +/- 24 113 +/- 60 Variation with

17、 confidence level of 95%. Prewarning time. Machines ( no. of incidents) Days 1）阻抗不平衡導(dǎo)致的電機(jī)效率的降低）阻抗不平衡導(dǎo)致的電機(jī)效率的降低 0 2 4 6 8 10 12 14 16 012345678 % 阻抗不平衡阻抗不平衡 % 效效 率率 降降 低低 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 012345 % 阻抗不平衡阻抗不平衡 功功 率率 因因 數(shù)數(shù) 降降 低低 2）阻抗不平衡導(dǎo)致功率因數(shù)的降低）阻抗不平衡導(dǎo)致功率因數(shù)的降低 0 10 20 30 40 50 60 70 80 012345678

18、 %阻抗不平衡阻抗不平衡 % 電電 機(jī)機(jī) 損損 耗耗 增增 加加 3）阻抗不平衡導(dǎo)致電機(jī)損耗）阻抗不平衡導(dǎo)致電機(jī)損耗 0 10 20 30 40 50 00.511.522.533.544.55 % 溫溫 升升 % 阻抗不平衡阻抗不平衡 4）阻抗不平衡導(dǎo)致溫度上升）阻抗不平衡導(dǎo)致溫度上升 5）附加的溫升導(dǎo)致電機(jī)壽命的降低）附加的溫升導(dǎo)致電機(jī)壽命的降低 0 20 40 60 80 100 120 051015202530 % 溫度升高溫度升高 % 電電 機(jī)機(jī) 壽壽 命命 降降 低低 趨勢管理趨勢管理 EMCAT 專家診斷專家診斷 直流電機(jī)診斷頁面直流電機(jī)診斷頁面 交流電機(jī)診斷頁面交流電機(jī)診斷頁面

19、 EMCAT 專家診斷專家診斷 轉(zhuǎn)子診斷頁面轉(zhuǎn)子診斷頁面 EMCAT 專家診斷專家診斷 參參數(shù)數(shù)中中間間值值偏偏差差 R1060+/-0.010 Z46+/-1 L9+/-1 Phase Angle82+/-1 相相平平衡衡所所有有結(jié)結(jié)果果1% 表表 14：電電阻阻測測試試表表 15：阻阻抗抗測測試試 號號碼碼T1-T2T1-T3T2-T3%偏偏差差號號碼碼T1-T2T1-T3T2-T3%偏偏差差 11.0621.0601.061.1914646460 21.0571.0581.057.0924646460 31.0581.0541.062.7634545450 41.0621.0561.05

20、5.6644545450 51.0601.0581.057.2854646460 61.0601.0591.058.1964545450 表表 16：電電感感測測試試(mH)表表 17：相相角角測測試試 號號碼碼T1-T2T1-T3T2-T3%偏偏差差號號碼碼T1-T2T1-T3T2-T3%偏偏差差 1999018282820 2999028182821.2 3999038282820 4999048182821.2 5999058282820 6999068181821.2 1.045 1.05 1.055 1.06 1.065 1.07 1.075 Motor1 Motor2 Motor3

21、 Motor4 Motor5 Motor6 T1-T2 T1-T3 T2-T3 UCL LCL RM PM PdM PAM PdM PM RM PdM PM RM 80 % 20 % Planned maintenance CM WCP RCM 盡力杜絕事故停機(jī)！ 領(lǐng)導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)理生產(chǎn)技術(shù)人員 維修部門 財務(wù)總監(jiān). 客戶對提前交貨 十分滿意! 040901 B Copyright BMA Instrument 2004.09 At your service . . . v 全美電機(jī)系統(tǒng)消耗了全美電機(jī)系統(tǒng)消耗了 19%的總能源，的總能源，57%的的 電力能源；電力能源； v 在制造業(yè)，電機(jī)消耗了在制造業(yè)，電機(jī)消耗了 70%以上的電能；以上的電能； v 在過程工業(yè)，電機(jī)消耗在過程工業(yè)，電機(jī)消耗 的電能占全廠的電能占全廠90%以上。以上。 94% 3% 1% 2% 停產(chǎn)損失 能源消耗 電機(jī)壽命降低