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摘要：介绍电厂电动机发生异常振动时的危害，分析其振动原因，并提出振动诊断分析的方法和处理方法，以实例介绍电动机异常振动时的故障处理过程。
关键词：电动机；异常振动；处理
1引言
随着我国经济的快速发展，人们对电力的需求量日益增加，但是目前全球资源紧缺和环境恶化等问题日益严重，各国都在努力开发和利用清洁型能源进行发电，其中水电厂就是将水能转换为电能的综合工程设施，而且还有防洪、灌溉、航运等综合功能，在我国的发电系统和水利系统中具有重要的地位，近年来我国水电站的数量和水电机组的装机容量不断增加，而电动机是水电厂最为常见的辅助设备之一，尤其是在油、水、气三大辅助系统中得到广泛应用。若电动机一旦出现事故，将造成生产混乱和大量的经济损失。在电动机故障中，振动故障的发生率较高，所以需要研究电动机的振动类型和原因，并采取有效的诊断和处理措施。
2电厂电机异常振动造成的各种危害
当电动机在运行中，本身会存在具有规律性的振动现象，但是此振动的振幅较小，并具有一定的周期和规律，只有在规定的范围内都不会对电动机产生影响，但是当电动机运行中出现超过规定范围的异常振动时，将对电动机及其拖动设备造成不同程度的危害，主要表现在以下几个方面：一是电动机异常振动会导致基座的浇注体发生松动并出现裂纹；二是对所拖动的机械设备造成损坏，扩大事故范围；三是振动还会加速轴承的磨损，造成轴承使用寿命的缩短，电动机温升加速，绝缘下降；四是由于笼条断裂、装配不当等原因造成振动，将会使电动机端部绕组磨损、绝缘电阻急剧下降，严重时将造成绝缘击穿，电动机烧损。
3电厂电机发生异常振动的原因分析
3.1电磁原因
三相异步电动机是靠转子绕组中电流 和气隙中基波旋转磁通相互作用产生的电磁转矩来转动的，电磁转矩一般表达式为如公式3.1所示[2]。
式中为三相异步电动机的转矩系数，是一常数；为三相异步电动机的气隙每极磁通量；为转子电流的折算值；为转子电路的功率因数。从公式3。1中可以看出，引起电动机异常振动的电磁原因主要有以下两点：一是由于电动机重绕后绕组接线错误，线圈匝间有短路或开焊，转子鼠笼松动或断条，电动机接地等故障引起的三相电压不平衡、三相电流不平衡、三相电阻阻抗不平衡，电动机不对称运行；二是气隙不对称，基波及谐波磁通不平衡。
3.2机械原因
引起电动机异常振动的机械原因主要有以下两种：一是由于安装原因，地脚紧固不牢，基础台面倾斜、不平，电动机轴线中心与其所拖动机械轴线中心不一致；二是电动机本身原因，轴承磨损、弯曲变形、风叶损坏，定、转子铁芯磁中心不一致，转子动平衡不良等。
3.3振动原因的判别
解决电动机振动问题时，首先要辨别振动是由电动机自身引起的还是负载机械引起的。电动机振动较平时大时，应采用振动表沿水平和垂直方向测量各部分振动值，并作相应的记录。倾听电动机定子腔内部声音和轴承转动声音，检查地脚，如无明显异常现象，则断开电源，拆开轴联器，单独空转电动机，以判断是电动机本身振动还是拖动机械引起的振动。若断开负载机械后振动变化较大，则与负载机械或安装有关；若振动变化很小，则是电动机本身产生的。第二要进行电磁或机械的原因判定。在生产中常采用断电法来检查区分是由于电磁还是机械原因引起的振动。将电机运转至最高转速后突然切断电源，若振动减小，则可判断是由于电磁原因引起的，若振动值变化不是很大，则可能是机械方面原因引起的。
4电厂电机异常振动的处理
4.1电磁原因的处理方法
首先用试灯检查绕组接地故障，接地处重新进行绝缘处理。用万用表测量定子三相绕组的电阻值，如果不平衡则有开焊现象；观察绕组绝缘表面是否有烧焦痕迹，若有则说明定子绕组的匝间有短路。应重绕绕组或更换部分绕组元件。其次再从电源入手开始检查，用钳形电流表测量三相电流是否平衡，若电流不平衡且指针摆动，此时立即停止电动机运行，切断电源，将电动机解体，抽出转子，检查鼠笼转子是否有松动或断笼缺陷；若笼条松动先清洗转子铁心后烘干，用扁铲将转子槽内笼条顶端挤压墩粗，使笼条与铁心槽接触牢靠，用环氧树脂将笼条与槽壁粘牢。若焊缝开焊则首先矫正变形的笼条，将开焊和甩开的笼条整形后嵌入端环槽内，注意笼条与端环间隙要均匀，然后进行焊接，焊接时要将转子立放，对成焊接，防止端环严重变形，焊好后将端环表面铣平。最后采用四点法则检查电动机转子气隙，测量
垂直和水平4个位置的气隙，测4组16个数据取平均值。通过改变基础垫片厚度来改变气隙大小，调整顺序为先上下后左右。凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须测量定转子气隙，并做好记录，其误差值应小于5%。
4.2机械原因的处理方法
一是查看电动机安装地脚是否牢固，松动则紧固地脚螺栓。基础台面若倾斜、不平或刚性不足，则进行平整或更换，加固基础。二是检查联轴器的加工、装配误差，必要時将联轴器解开，检查每个转子的平衡状态，从而采取相应的措施，例如更换联轴器或转子重新平衡等联轴器间保证3mm～5mm间隙；采用三角带传动连接时，调节带的松紧度，减小皮带的振动；采用齿轮传动连接时，调节两轴之间的平行度，使齿轮正确啮合。三是由于定、转子铁芯磁中心不一致产生的振动，对一般中小型电机可通过调整轴承的位置—轴档车深（可车削去1mm～2mm）或加垫圈进行消除；对于有单独轴承座的大型电机，可通过调整定子的轴向位置加以解决。四是如果轴弯曲变形超过标准（> 0。05mm）引起振动，须进行直轴处理（堆焊或者采用刷镀修复）。易发生轴弯曲的电动机，每次大修后应测量转轴的弯曲度。在选用轴承时认真检查轴承质量。五是检查电动机轴承内圈与轴档及外圈与端盖（轴承箍）配合是否松动，过松时轴或端盖采用镶套工艺，过紧时，加工至标准尺寸，达到K6和J7的配合要求。检查轴承润滑脂的干稠程度，过稀导致干磨擦，过稠对振动阻尼效果差，都应更换润滑脂。
4.3电动机异常振动故障实例
以某电站电动机共振造成的电机短路故障为例，某泵站内共有4台立式混流泵，配4台440kW、6kV高压电机。在空载试车时，发现4号泵电机有异常振动，随着试车时间的延长，振动越来越厉害，为检查原因，将4号电机装到3号电机位置。再试车，发现无振动，确定为4号电机本体无故障。随后，将4号电机重新安装校正，再次进行空载试车。当试车3～4min后，突然听到爆炸声，引起大面积停电。
事后对4号电机进行检查发现，接线盒内某一相瓷质接线柱炸碎，线头烧坏，其他两相也有被烧痕迹，电机接线盒罩有熔化现象。在用超声波进行测量分析振动原因中，发现4号泵电机座的两根钢筋混泥土梁有蜂窝状缺陷，导致被损建筑物的固有频率与电机转动频率相一致，造成共振。因电机振动厉害，引起线头松动、冒火，产生高温，使绝缘性能降低，时间长了最终形成了短路。同时因继电保护装置的配合不当，泵站内的保护未动作，最终造成了大面积停电事故。
5结语
电动机异常振动是电厂发电机组中最常见的故障之一，引起电机异常振动的原因主要有电磁原因和机械原因，在发生异常振动故障时应采用相应的诊断方法查找振动原因，并采取相应的措施进行处理。
参考文献：
[1] 王秀英. 电厂电机异常振动的诊断及处理分析[J].科技创新与应用，2013（26）：84-84
[2] 杜彦楼. 某电厂电机异常振动的诊断及处理[J].科技资讯，2010（13）：141-141
[3] 候晋.水轮发电机组振动故障诊断技术综述[J].时代农机，2015（5）：18-19
关键词：电动机；异常振动；处理
1引言
随着我国经济的快速发展，人们对电力的需求量日益增加，但是目前全球资源紧缺和环境恶化等问题日益严重，各国都在努力开发和利用清洁型能源进行发电，其中水电厂就是将水能转换为电能的综合工程设施，而且还有防洪、灌溉、航运等综合功能，在我国的发电系统和水利系统中具有重要的地位，近年来我国水电站的数量和水电机组的装机容量不断增加，而电动机是水电厂最为常见的辅助设备之一，尤其是在油、水、气三大辅助系统中得到广泛应用。若电动机一旦出现事故，将造成生产混乱和大量的经济损失。在电动机故障中，振动故障的发生率较高，所以需要研究电动机的振动类型和原因，并采取有效的诊断和处理措施。
2电厂电机异常振动造成的各种危害
当电动机在运行中，本身会存在具有规律性的振动现象，但是此振动的振幅较小，并具有一定的周期和规律，只有在规定的范围内都不会对电动机产生影响，但是当电动机运行中出现超过规定范围的异常振动时，将对电动机及其拖动设备造成不同程度的危害，主要表现在以下几个方面：一是电动机异常振动会导致基座的浇注体发生松动并出现裂纹；二是对所拖动的机械设备造成损坏，扩大事故范围；三是振动还会加速轴承的磨损，造成轴承使用寿命的缩短，电动机温升加速，绝缘下降；四是由于笼条断裂、装配不当等原因造成振动，将会使电动机端部绕组磨损、绝缘电阻急剧下降，严重时将造成绝缘击穿，电动机烧损。
3电厂电机发生异常振动的原因分析
3.1电磁原因
三相异步电动机是靠转子绕组中电流 和气隙中基波旋转磁通相互作用产生的电磁转矩来转动的，电磁转矩一般表达式为如公式3.1所示[2]。
式中为三相异步电动机的转矩系数，是一常数；为三相异步电动机的气隙每极磁通量；为转子电流的折算值；为转子电路的功率因数。从公式3。1中可以看出，引起电动机异常振动的电磁原因主要有以下两点：一是由于电动机重绕后绕组接线错误，线圈匝间有短路或开焊，转子鼠笼松动或断条，电动机接地等故障引起的三相电压不平衡、三相电流不平衡、三相电阻阻抗不平衡，电动机不对称运行；二是气隙不对称，基波及谐波磁通不平衡。
3.2机械原因
引起电动机异常振动的机械原因主要有以下两种：一是由于安装原因，地脚紧固不牢，基础台面倾斜、不平，电动机轴线中心与其所拖动机械轴线中心不一致；二是电动机本身原因，轴承磨损、弯曲变形、风叶损坏，定、转子铁芯磁中心不一致，转子动平衡不良等。
3.3振动原因的判别
解决电动机振动问题时，首先要辨别振动是由电动机自身引起的还是负载机械引起的。电动机振动较平时大时，应采用振动表沿水平和垂直方向测量各部分振动值，并作相应的记录。倾听电动机定子腔内部声音和轴承转动声音，检查地脚，如无明显异常现象，则断开电源，拆开轴联器，单独空转电动机，以判断是电动机本身振动还是拖动机械引起的振动。若断开负载机械后振动变化较大，则与负载机械或安装有关；若振动变化很小，则是电动机本身产生的。第二要进行电磁或机械的原因判定。在生产中常采用断电法来检查区分是由于电磁还是机械原因引起的振动。将电机运转至最高转速后突然切断电源，若振动减小，则可判断是由于电磁原因引起的，若振动值变化不是很大，则可能是机械方面原因引起的。
4电厂电机异常振动的处理
4.1电磁原因的处理方法
首先用试灯检查绕组接地故障，接地处重新进行绝缘处理。用万用表测量定子三相绕组的电阻值，如果不平衡则有开焊现象；观察绕组绝缘表面是否有烧焦痕迹，若有则说明定子绕组的匝间有短路。应重绕绕组或更换部分绕组元件。其次再从电源入手开始检查，用钳形电流表测量三相电流是否平衡，若电流不平衡且指针摆动，此时立即停止电动机运行，切断电源，将电动机解体，抽出转子，检查鼠笼转子是否有松动或断笼缺陷；若笼条松动先清洗转子铁心后烘干，用扁铲将转子槽内笼条顶端挤压墩粗，使笼条与铁心槽接触牢靠，用环氧树脂将笼条与槽壁粘牢。若焊缝开焊则首先矫正变形的笼条，将开焊和甩开的笼条整形后嵌入端环槽内，注意笼条与端环间隙要均匀，然后进行焊接，焊接时要将转子立放，对成焊接，防止端环严重变形，焊好后将端环表面铣平。最后采用四点法则检查电动机转子气隙，测量
垂直和水平4个位置的气隙，测4组16个数据取平均值。通过改变基础垫片厚度来改变气隙大小，调整顺序为先上下后左右。凡是大中修过或更换轴承后的高压电机必须测量定转子气隙，并做好记录，其误差值应小于5%。
4.2机械原因的处理方法
一是查看电动机安装地脚是否牢固，松动则紧固地脚螺栓。基础台面若倾斜、不平或刚性不足，则进行平整或更换，加固基础。二是检查联轴器的加工、装配误差，必要時将联轴器解开，检查每个转子的平衡状态，从而采取相应的措施，例如更换联轴器或转子重新平衡等联轴器间保证3mm～5mm间隙；采用三角带传动连接时，调节带的松紧度，减小皮带的振动；采用齿轮传动连接时，调节两轴之间的平行度，使齿轮正确啮合。三是由于定、转子铁芯磁中心不一致产生的振动，对一般中小型电机可通过调整轴承的位置—轴档车深（可车削去1mm～2mm）或加垫圈进行消除；对于有单独轴承座的大型电机，可通过调整定子的轴向位置加以解决。四是如果轴弯曲变形超过标准（> 0。05mm）引起振动，须进行直轴处理（堆焊或者采用刷镀修复）。易发生轴弯曲的电动机，每次大修后应测量转轴的弯曲度。在选用轴承时认真检查轴承质量。五是检查电动机轴承内圈与轴档及外圈与端盖（轴承箍）配合是否松动，过松时轴或端盖采用镶套工艺，过紧时，加工至标准尺寸，达到K6和J7的配合要求。检查轴承润滑脂的干稠程度，过稀导致干磨擦，过稠对振动阻尼效果差，都应更换润滑脂。
4.3电动机异常振动故障实例
以某电站电动机共振造成的电机短路故障为例，某泵站内共有4台立式混流泵，配4台440kW、6kV高压电机。在空载试车时，发现4号泵电机有异常振动，随着试车时间的延长，振动越来越厉害，为检查原因，将4号电机装到3号电机位置。再试车，发现无振动，确定为4号电机本体无故障。随后，将4号电机重新安装校正，再次进行空载试车。当试车3～4min后，突然听到爆炸声，引起大面积停电。
事后对4号电机进行检查发现，接线盒内某一相瓷质接线柱炸碎，线头烧坏，其他两相也有被烧痕迹，电机接线盒罩有熔化现象。在用超声波进行测量分析振动原因中，发现4号泵电机座的两根钢筋混泥土梁有蜂窝状缺陷，导致被损建筑物的固有频率与电机转动频率相一致，造成共振。因电机振动厉害，引起线头松动、冒火，产生高温，使绝缘性能降低，时间长了最终形成了短路。同时因继电保护装置的配合不当，泵站内的保护未动作，最终造成了大面积停电事故。
5结语
电动机异常振动是电厂发电机组中最常见的故障之一，引起电机异常振动的原因主要有电磁原因和机械原因，在发生异常振动故障时应采用相应的诊断方法查找振动原因，并采取相应的措施进行处理。
参考文献：
[1] 王秀英. 电厂电机异常振动的诊断及处理分析[J].科技创新与应用，2013（26）：84-84
[2] 杜彦楼. 某电厂电机异常振动的诊断及处理[J].科技资讯，2010（13）：141-141
[3] 候晋.水轮发电机组振动故障诊断技术综述[J].时代农机，2015（5）：18-19