诊断出发电机相位不平衡，为公司节省 100 万美元

说明

地点： 佛蒙特扬基核电站佛蒙特扬基核电站

工厂设备：50 马力、3600 转/分、480 伏、开放式防滴漏冷却泵电机

受影响的系统：500 兆瓦发电机轴承冷却

失败成本：1,000,000 美元

节余：> 1 000 000 美元

在佛蒙特扬基发电机轴承冷却泵上安装了一台 50 马力、3600 转/分、三角连接的电动机，并检查了旋转情况。 它是两个电机中的一个，只有在主电机发生故障时才会启动。 当主设备出现故障时，电机被接通。 结果发现，电流不平衡率为 11%（p-p），而电压不平衡率不到 0.5%。 尽管峰值电流显示电机在 90% 的负载下运行，但电机仍表现出 120Hz 的振动（电气）和过高的运行温度。

初步读数

使用 ALL-TEST III™ 测定相位不平衡，当转子移至各相的不平衡峰值时，相位不平衡的结果分别为 000、-016 和 -016 （不平衡百分比）。 我们又选择了两台型号相同、序列号相似的电机进行复查，并使用 ALL-TEST IV PRO™ 2000 和 ALL-TEST III™ 进行测试。 对由此产生的相位不平衡和转子测试进行了评估（图 1 和表 1 是常见结果的示例）：

发现不平衡现象非常明显，与不平衡电流、振动和电机发热有关。 探讨了从电能质量到测试设备校准的各种可能性。 所有这些都令人满意。

下一步

我们联系了电机制造商，他们指出，在某一特定地点对大型同心绕线机的工艺进行了更改。 在这种尺寸和转速的电机中，第一组同心线圈（一相）会卷曲在后续相的下方，从而降低设备的绕组外观和机械强度。 为了解决这个问题，制造商决定大幅增加自动化流程（第一阶段）中第一组线圈的尺寸，而这组线圈恰好离转子最远。 这样，无需对线圈进行绕线后修改，线圈端部就会出现。 除了 “符合设计要求 “的外加电压阻抗测试外，没有对电机设计进行测功机测试、全负荷测试或其他测试。电感直接受转子距离、导体数量和线圈尺寸的影响。 电机制造工艺的改进造成了不平衡。

对其他制造商生产的电机进行了评估，发现其绕组是平衡的。 然而，有几台新电机发现转子铸件存在空洞，这将影响电机产生扭矩的能力。

佛蒙特扬基核电公司现已实施了一项计划，在验收前使用 ALL-TEST III™ 和 ALL-TEST IV PRO™ 2000 组合测试所有接收的关键电机。

避免成本

发电机必须在第二台电机发生故障后两分钟内关闭。 紧急关闭发电机可能会造成发电机轴承损坏和意外停电。 据估计，通过发现故障而避免的成本远远超过 100 万美元。 随后通过新电机和维修过的电机发现的类似电机状况，继续证明了进厂测试和检验计划的合理性。

总结

新电机和维修过的电机也难免存在缺陷。 这些缺陷可能是生产/维修错误或设计错误造成的。 在设备安装之前，使用 ALL-TEST III™ 和 ALL-TEST IV PRO™ 2000 进行进货检查，可以发现这些潜在的代价高昂的故障。