CN108712037A - 一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法，包括：断开同步电动机电源，对所述同步电动机放电并拆下电源线；测量所述同步电动机的绝缘电阻在干燥定值范围内；用隔热防水材料包裹所述同步电动机；将380V交流电源接入所述同步电动机的定子接线端，并通电；定期测量所述同步电动机定子绕组的干燥电流、绕组温度、机壳温度及对地绝缘阻值，至所述绝缘阻值能够长期稳定，且不小于恢复阈值；对所述同步电动机定子绕组进行耐压测试；耐压合格后，恢复所述同步电动机定子绕组的接线。本发明实施方便、标准明确、安全可靠、成本低廉，广泛适用于各种受潮程度、无法对电机解体且要求尽快复役的大中型6kV同步电动机定子绕组的干燥。

Description

一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法

技术领域

本发明涉及电机定子绕组干燥领域，尤其涉及一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法。

背景技术

同步电动机可以通过调节励磁电流呈现容性阻抗特性，有利于改善电网的功率因数。考虑我国电网的实际配电网电压等级，大型设备，如大型鼓风机、水泵、压缩机、轧钢机等常用6kV同步电动机驱动。但这些工况下运行环境的油污、灰尘和潮气较大，只要电动机停机时间较长，定子绕组容易受潮和吸附油污灰尘，使电动机绕组对地绝缘阻值降低，不符合有关电气安全规定。按规定，受潮的同步电动机必须进行干燥处理，并经耐压试验合格后方可运行。

目前，6kV电机干燥常用的方法有短路干燥法、外部加热法、交流干燥法和直流电流法。短路干燥法只适用于发电机；外部加热法需要大型的烘干机或通风机，且绕组容易受热不均，还经常还需对电机解体，耗时耗力；直流电流法和交流干燥法均是利用电流的热效应加热受潮绕组，但直流电流法需要配备专门的直流电源或转换器，且加热效率相对交流干燥法低，耗时较长；而传统的交流干燥法是基于固定的加热功率和加热时间，过高的温度会损伤绕组的绝缘，而固定的加热时间不适用于受潮程度较轻或较重的场景。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法，能够在对机组不拆解的情况下，对定子绕组进行温度可控、视受潮程度不同加热时间不同、安全高效的快速干燥。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何通过合理的设计，使得能够在不拆解同步电动机的前提下，对定子绕组进行温度和时间可控、安全、简易和高效的干燥。

为实现上述目的，本发明提供了一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法，包括以下步骤：

步骤一：断开同步电动机电源，对所述同步电动机放电并拆下电源线；

步骤二：测量所述同步电动机的定子绕组绝缘电阻干燥定值范围内；

步骤三：用隔热防水材料包裹所述同步电动机；

步骤四：将380V交流电源接入所述同步电动机的定子接线端，并通电；

步骤五：定期测量所述同步电动机定子绕组的干燥电流、绕组温度、机壳温度及对地绝缘阻值，至所述绝缘阻值能够长期稳定，且不小于恢复阈值；

步骤六：对所述同步电动机定子绕组进行耐压测试；

步骤七：恢复所述同步电动机定子绕组的接线。

进一步地，所述同步电动机额定容量为250kW～2000kW。

进一步地，所述步骤二测量绝缘电阻的干燥定值，为2500V兆欧表下所述定子绕组对地绝缘电阻值低于1MΩ/kV，且500V兆欧表下所述定子绕组的绝缘电阻值不低于0.5MΩ/kV。

进一步地，所述步骤三的隔热防水材料为帆布，且所述帆布在包裹所述电动机的顶部位置有至少一个小孔。

进一步地，所述步骤四的通电之前，将所述同步电动机的机壳保护接地。

进一步地，所述步骤四的380V交流电源接入所述定子接线端，三相接线方式采用并联、星型或三角型接线。

进一步地，所述步骤五的定子绕组的每相干燥电流不超过额定电流的60％，干燥过程中所述绕组温度保持在50℃～60℃。

进一步地，所述步骤五绝缘阻值的恢复阈值，为2500V兆欧表下测得所述定子绕组对地绝缘电阻值10MΩ。

进一步地，所述步骤六的耐压测试合格标准为，9000V的试验电压下，所述定子绕组的泄露电流不大于0.1mA。

进一步地，其特征在于，所述380V交流电源与所述同步电动机的定子接线端之间，每相均串入保护熔丝。

和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)基于380V交流电源，无需直流电源或整流器，也无需外部加热法的烘箱或通风机，无需电动机解体，简单易行，成本低廉，实施方便；

(2)针对各种受潮程度，基于定子绕组恢复的绝缘强度判断干燥进度，最小化干燥时间，提高了效率和灵活性；

(3)通过温度控制和过热保护熔丝，防止定子绕组过热导致绝缘损坏，安全可靠。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的6kV同步电动机定子绕组干燥方法流程图；

图2是本发明的另一个较佳实施例的6kV同步电动机定子绕组干燥方法定子绕组温度控制流程图；

图3是本发明的另一个较佳实施例的6kV同步电动机定子绕组干燥方法实施示意图。

附图标记说明：

1、定子绕组；2、380V交流电源；3、保护熔丝；

4、钳形电流表；5、外置红外测温仪；6、接地点；7、开关。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例一

如图1所示，是本发明的一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法的一个较佳实施例。

本实施例中，待干燥设备是某矿使用的TK250-14/1180型同步电动机。该同步电动机额定容量250kW，额定电压6kV，定子额定电流为29.5A。四五月份，该同步电动机按计划停机检修；复役前，测得定子绕组的绝缘阻值只有2MΩ，不符合我国电气安全的规定。电机停机导致生产停止，为尽量缩短停机时间，按以下步骤对该同步电机的定子绕组进行干燥：

步骤一：断开同步电动机电源，对同步电动机放电并拆下电源线；

步骤二：测量同步电动机的定子绕组绝缘电阻在干燥定值范围内；

步骤三：用隔热防水材料包裹所述同步电动机；

步骤四：将380V交流电源接入所述同步电动机的定子接线端，并通电；

步骤五：定期测量所述同步电动机定子绕组的干燥电流、绕组温度、机壳温度及对地绝缘阻值，至所述绝缘阻值能够长期稳定，且不小于恢复阈值；

步骤六：对同步电动机定子绕组进行耐压测试；

步骤七：恢复同步电动机定子绕组的接线。

为防止机组接线端子绝缘降低影响定子绕组的绝缘阻值测量结果，同时考虑需要外接摇表测量定子绕组绝缘阻值，优选地，干燥之前，断开同步电动机的电源，并对同步电动机进行接地放电，再拆下电源线。

本实施例中，同步电动机采用空气冷却，由于机腔内部空气本身有一定压力，短时间停机，定子绕组受潮导致的绝缘降低并不严重，不考虑实际情况就对定子绕组进行干燥，费时费力。为避免这种情况，定子绕组干燥之前应测量其绝缘电阻。考虑本实施例同步电动机的额定电压为6kV，优选地，干燥前测得的绝缘阻值应干燥定值范围内，采用本发明的干燥方法；干燥定值为，选用2500V兆欧表测得所述定子绕组对地绝缘电阻值低于6MΩ/kV，且500V兆欧表下所述定子绕组的绝缘电阻值不低于3MΩ/kV时。

由于同步电动机尺寸一般较大，视受潮程度，加热耗时一般在4h～72h。若期间外部环境湿度较大，机腔空气流通容易吸入外界潮湿水汽，使得干燥时间大大加长。基于此，优选地，干燥期间，选用隔热防水的帆布包裹电机，且帆布在包裹电动机的顶部位置留有至少一个小孔，以便让内部潮气受热膨胀排出机腔。

该实施例中，干燥电流太小不足以保证定子绕组的温度升高和温升的速度，甚至定子绕组会自然冷却；干燥电流太大导致的绕组过热，可能会破坏绕组绝缘。为达到最优干燥效果，优选地，定子绕组的每相干燥电流不超过额定电流的60％，定子绕组温度保持在50℃～60℃；优选地，同步电动机的容量为250kW～2000kW。

由于定子绕组的干燥电流与定子绕组机端电压正相关，考虑到选择定子绕组的干燥电流不超过额定电流的60％，对应地，定子绕组的机端电压不应大于额定值的8％。本实施例中，定子绕组的额定电压为6kV，为满足每相绕组的干燥电流为额定电流的60％，结合我国电网实际情况，优选地，定子绕组的机端电压为380V。此时，定子绕组的机端电压为额定电压的6.3％。

干燥过程中，为避免绕组过热和绝缘恢复依然进行干燥，应定期测量干燥电流、绕组温度、机壳温度及对地绝缘阻值。优选地，干燥开始后两个小时每15～30min记录一次干燥电流、绕组温度、机壳温度及对地绝缘阻值；之后4小时1h～2h记录一次。

按我国电力有关规定，当绝缘电阻折算至运行温度后(环氧粉云母绝缘的电机在常温下)不低于“额定电压*1MΩ/kV”时，可不经干燥处理。考虑到本实施例同步电动机的额定电压为6kV，干燥法加热的温度保持50℃～60℃，优选地，恢复阈值设置为2500V兆欧表下测得定子绕组对地绝缘阻值为10MΩ。

当绝缘电阻大于恢复阈值，并稳定4～5h不变后，可以停止干燥处理。

实际情况下，定子绕组除了受潮，还可能吸附有包括灰尘或颗粒等。灰尘或颗粒等附着物，可能导致同步电动机在启动时或运行时的暂态电压击穿绕组绝缘。为防止这类情况出现，优选地，对定子绕组干燥之后，还要对其耐压测试。耐压测试通过后，才能恢复定子绕组的接线，等待现场工程师或安全员发令对同步电动机复役。

实施例二

图2所示为本发明另一较佳实施例的绕组温度控制方法流程图。

考虑到干燥电流的热效应受同步电动机的型号、尺寸以及周围环境的影响，结合现场作业的实际情况，优选地，采用开断380V交流电源的方法控制定子绕组温度：干燥过程中，若定期测量的绕组温度超过60℃，应断开380V交流电源10min～15min，直至温度低于50℃，再重新接入380V交流电源。

为进一步降低测温过程中隔热防水材料包裹电机对测温的影响，优选地，使用PT100铂电阻对定子绕组温度实现在线测温，并配置液晶屏实时显示定子绕组三相温度值；使用基于不平衡电桥法的在线绝缘测量装置，对定子绕组绝缘阻值在线测量，并配置实时显示的液晶屏。

实施例三

图3为本发明一个具体的较佳实施例，包括定子绕组1，380V交流电源2，保护熔丝3，钳形电流表4，外置红外测温仪5，接地点6，开关7。

380V交流电源2与定子绕组1的接线可以采用并联、星型和三角型。本实施例中，定子绕组1与380V交流电源2的接线采用星型接线。

本实施例中，为防止同步电动机外壳在干燥过程中漏电，优选地，接入380V交流电之前，应将同步电动机的机壳与接地点6进行保护接地。

考虑到同步电动机实际尺寸较大，对定子绕组1固定一点的温度测量不能反映定子绕组1的整体温度情况，为控制绕组温度，同时避免电流过大或绕组局部吸附物引起绕组短路，优选地，干燥过程中使用钳形电流表4定期测量定子绕组1的三相干燥电流，使用外置红外测温仪5定期测量各相绕组的首端和末端温度，使用开关7控制380V交流电源通断的方法控制定子绕组1的温度。

为防止干燥过程中，绕组局部绝缘损伤造成干燥电流过大，同时尽量减少现场干燥作业步骤，优选地，还在380V交流电源2与同步电动机1的定子接线端之间，每相均串入保护熔丝3；保护熔丝3的熔断电流，选择为同步电动机定子绕组1的额定电流。

本实施例中，在对定子绕组1的耐压试验中，应记录现场测试时的环境温度和湿度，并按“(2E+1)*0.65(E＝6kV)”，选择耐压试验的电压为9000V。由于恢复阈值为10MΩ，所以泄漏电流不应大于0.9mA。考虑到定子绕组1表面附着的灰尘或颗粒同样会降低电气间隙的绝缘强度，优选地，耐压试验的合格标准选择为：9000V耐压电压下，定子绕组1的泄漏电流不大于0.1mA。还应注意，耐压试验之后，考虑到电荷残留较大。优选地，耐压试验之后应对定子绕组1放电，或静置1h后再恢复接线。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：断开同步电动机电源，对所述同步电动机放电并拆下电源线；

步骤二：测量所述同步电动机的定子绕组绝缘电阻在干燥定值范围内；

步骤三：用隔热防水材料包裹所述同步电动机；

步骤四：将380V交流电源接入所述同步电动机的定子接线端，并通电；

步骤五：定期测量所述同步电动机定子绕组的干燥电流、绕组温度、机壳温度及对地绝缘阻值，至所述绝缘阻值能够长期稳定，且不小于恢复阈值；

步骤六：对所述同步电动机定子绕组进行耐压测试；

步骤七：恢复所述同步电动机定子绕组的接线。

2.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述同步电动机的额定容量为250kW～2000kW。

3.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤二测量绝缘电阻的干燥定值，为2500V兆欧表下所述定子绕组对地绝缘电阻值低于1MΩ/kV，且500V兆欧表下所述定子绕组的绝缘电阻值不低于0.5MΩ/kV。

4.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤三的隔热防水材料为帆布，且所述帆布在包裹所述电动机的顶部位置有至少一个小孔。

5.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤四给所述同步电动机通电之前，将所述同步电动机的机壳保护接地。

6.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤四的380V交流电源接入所述定子接线端，三相接线方式采用并联、星型或三角型接线。

7.如权利要求5所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤五的定子绕组的每相干燥电流不超过额定电流的60％，干燥过程中所述绕组温度保持在50℃～60℃。

8.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤五绝缘阻值的恢复阈值，是2500V兆欧表下测得所述定子绕组对地绝缘阻值为10MΩ。

9.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述步骤六的耐压测试合格标准为，9000V的试验电压下，测得所述定子绕组的泄露电流不大于0.1mA。

10.如权利要求1所述的6kV同步电动机定子绕组干燥方法，其特征在于，所述380V交流电源与所述同步电动机的定子接线端之间，每相均串入保护熔丝。