佳木斯电机高压1部分电动机的选用.docx
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佳木斯电机高压1部分电动机的选用
高压三相交流电动机
产品选用手册
佳木斯电机股份有限公司
2009年
前言
交流电动机包括三相异步电动机和同步电动机，佳木斯电机股份有限公司生产包括防爆电机在内的功率从0.37kW到20000kW的各种用途的三相异步电动机和大型同步电动机（包括增安型无刷励磁同步电动机）。
佳木斯电机股份有限公司为石油、化工、煤碳。
冶金、电力、水利、航天、军工、核能等行业提供大量各种用途的电动机，50多年来，为国家现代化建设做出了重大贡献。
我公司编辑了《高压三相交流电动机产品选用手册》和《低压三相异步电动机产品选用手册》供有关设计院、制造厂的工程技术人员使用。
一．交流电动机的选用
1．电机动型号
1.1电动机型号的组成
电机型号由产品代号、规格代号、特殊环境代号和补充代号四个部分组成。
实例1：
YB2280-4W
其中
Y代表异步电动机；
B代表隔爆型；
2代表设计顺序号；
250为机座号（用中心高表示）；
S为短机座（M为中机座，L为长机座）；
W代表户外。
实例2：
YKK4502-4
其中
4502表示机座号450中的第二档功率。
1.2电机型号中代号的含义：
Y-代表“异”步电机；
B-代表隔“爆”，YB代表隔爆型异步电机；
A-代表增“安”型防爆，YA代表增安型异步电动机，YA、YB统称“防爆”电机；
K-代表“空”冷、如YKK代表内腔、冷却器初、次级冷却介质均为空气冷却的异步电动机；
S-代表“水”冷、运“输”机，如YBKS代表内腔为空冷，冷却器为水冷的隔爆型异步电动机，YBS为运输机用隔爆型异步电动机；
R-代表“绕”线转子电动机，如YR代表绕线转子异步电机；
P-代表“屏”蔽，如YP代表屏蔽异步电动机；
L-代表“立”式，如YL代表立式异步电动机；
J-代表“绞”车用电动机，如YBJ代表绞车用隔爆型异步电动机；
F-代表“通风”“粉尘”，如YBF代表风机用隔爆型异步电动机，YFB代表粉尘防爆电动机；
T-“通风”、“同”步，如JBT代表通用风机，T、TK、代表同步电动机；
W代表“无”火花、无刷励磁，如YW代表无火花型三相异步电动机，TAW代表增安型无刷励磁同步电动机；
GB-代表“管”道“泵”，如YBGB代表管道用隔爆型异步电动机；
PT-代表变频调速；
所有型号均采用汉语拼音字母组成。
2.电动机使用环境：
1）海拔不超过1000m.
2）最高环境空气温度不超过40℃，最低空气温度为-15℃.
当海拔超过1000m或环境空气温度超过40℃时应按GB755《旋转电机定额和性能》的规定或按下表的规定使用。
环境温度及海拔高度对电机输出功率的影响
海拔高度
环境温度1000m1500m2000m2500m3000m4000m
30℃100%100%100%98%95%89%
35℃100%100%97%94%91%85%
40℃100%97%93%90%87%81%
45℃95%92%88%85%83%
50℃90%87%84%81%
注:
允许的输出功率占额定功率的百分比
3）水冷电机冷却水温度不得超过33℃（如果超过此温度请与电机制造厂家协商）。
3.各种气候防护类型见下表
序号
防护类型
代号
环境条件类型
1
湿热型
TH
湿度≥45%（25℃）有露、霉菌、盐雾等
2
干热型
TA
环境气温为50℃，地表沙土最高温度为75℃，有砂尘等
3
户外型
W
4K1/4Zh1/4Za4/4Zw7/4B1/4C2/4S2
4
户外防中等腐蚀型
WF1
4K1/4Zh1/4Za4/4Zw7/4B1/4C3/4S3
5
户外防强腐蚀型
WF2
4K1/4Zh1/4Za4/4Zw7/4B1/4C4/4S4
6
户内防中等腐蚀型
F1
3K5L/3Zh1/3Za5/3Zw9/3B2/3C3/3S3
7
户内防强腐蚀型
F2
3K5L/3Zh1/3Za5/3Zw9/3B2/3C4/3S4
上述防护类型标注于电动机型号的最后面，例如：
YB25001-4WF1。
表一中序号3-7环境条件代号含义为：
英文字母前4表示户外，3表示户内,英文字母后数字表示严酷等级。
各种字母表示使用环境条件，具体为：
气候（K），特殊气候条件（Zh-热辐射、Za-周围空气运动、Zw-除雨以外的水源），生物条件（B），化学活性物质条件（C），机械活性物质条件（S）和机械条件（M）等共六类。
详细内容见JB/T4375《电工产品户外户内腐蚀场所使用环境条件》。
4.电动机的电压与频率
高压电机电压为6kV或10KV。
电动机的电压和频率有一个额定值，我国的电网交流电的频率为50Hz，工业常用电压分别为380V、660V、6KV、10KV。
电压和频率与额定值变化较大时，电机会有很大的影响。
当电压高于额定电压时，电动机的电流要加大，电机成超负荷运行，将发热。
电压高对绝缘有影响，长期过电压将使电机使用寿命缩短，同时电机性能也将发生变化，堵转转矩按平方关系增大，堵转电流正比增大。
当低于额定电压时，电机将达不到出力，额定负荷下运行电机将发热。
当频率大于额定值时电机转速将增加，噪声加大，但电机出力有所增加。
当低于额定时，电机为出力达不到额定值。
根据GB755-2000中的规定，电动机可以在区域A（电压为额定值的±5％以内，频率为额定值的±2％以内）内连续运行，并实现其基本功能，但其性能与额定电压和频率（见图中的定额点）时的性能可能呈现某些差异，温升可能较额定电压和频率时高。
如电动机在区域A的边界上运行，温度可能要超过在定额点时10℃。
电动机可以在区域B（电压为额定值的±10％以内，频率为额定值的＋3％～－5％以内）内运行，并实现其基本功能，但其性能与额定电压和频率时的差异将大于在区域A内运行的电动机，温升可能提高。
图电动机的电压和频率的限值
频率为50Hz。
当电压与频率有变动时，请与制造厂协商。
5.电动机的防护等级
增安型、隔爆型电动机和气候防护型电机均不低于IP54或IP55；
粉尘防爆电机分别不低于IP54（D22）或IP65（D21）；
Y系列高压电动机为IP23；
其余电动机按要求可制成IP44、IP54或IP55。
防护等级的标志由表征字母“IP”及附加在后的两个表征数字组成，第一位数字表示第一种防护的各个等级，第二位数字表示第二种防护的各个等级。
IP54
第二位表征数字：
表示由于外壳进水而引起有害影响的防护等级（防水等级）
第一位表征数字：
表示外壳对人和壳内部件的防护等级（防尘等级）
表征字母
介绍防护等级中4、5两个数字所代表的含义：
第一位数字“4”表示可防护大于1mm固体进入电机；
第一位数字“5”表示能防止触及或接近壳内带电或转动部件，虽不能完全防止灰尘进入，但进尘量不足以影响电机的正常运行。
第二位数字“4”表示承受任何方向的溅水应无有害影响（防溅水电机）
第二位数字“5”表示承受任何方向的喷水应无有害影响（防喷水电机）
具体防护等级的相关知识参见GB4942.1
6.绝缘等级
电动机的绝缘等级均为F级绝缘，定子绕组采用国际先进的VPI真空压力浸渍，使绝缘绕组具有很高的电气强度和机械强度，延长电机使用寿命。
F级绝缘的耐热温度为155℃，定子绕组温升限值为105K。
工作系数为1.15时定子绕组温升限值为80K，
7.电动机的冷却方法，常用以下几种：
1）IC01，自循环冷却，如Y系列高压电机（IP23型）。
2）IC411，电动机外风扇自冷却，如YB2系列低压电机。
3）IC511，电机外风扇，通过周围冷却器冷却。
如YB系列高压电机。
4）IC611，电机外风扇通过电机顶部冷却器冷却，如YKK，YAKK系列高压电机。
5）IC81W，外装水冷却器，内部循环冷却，即所谓的空-水冷，冷却器在电机上部。
6）.IC416电动机带有轴流式风机，强迫冷却；
7）.IC666电动机顶部带有空/空冷却器，强迫冷却；
8）.IC86W电动机顶部带有空/水冷却器，强迫冷却；
8.电动机轴承选用
根据其承受负荷和极限转速的要求，分别选用滚动和滑动轴承，滚动轴承采用脂润滑，滑动轴承采用稀油润滑，有强制和自润滑二种，电机设计是根据轴承散热的情况来确定采用哪种方式。
一般来讲高速电机的采用强制润滑，低速电机多采用自润滑。
但特殊情况，如缺乏淡水冷却条件的场所（如海上平台、沙漠地区）2P电机在1600kW以下也可采用自润滑结构的滑动轴承。
一般情况，2P电机在800kW左右以上均采用滑动轴承，2000kW-4P以上及相应转矩的6P以上电机均采用滑动轴承，可确保电机的可靠运行。
滚动轴承的允许使用温度不得超过95℃．
滑动轴承的允许使用温度不得超过80℃．
滚动轴承机构的设计考虑了在不同情况下的运行和润滑状态下，设不停机住油装置。
采用三轴承机构或三轴承机构。
驱动端定位。
滑动轴承采用端盖式滑动轴承。
Y2、YB2、YA2、Y、YKS、YKK、YAKK、YAKS系列电动机使用轴承见下表。
Y2、YB2、YA2系列电动机使用轴承表
机座号2P4P6P及以上2P4P6P及以上
轴伸端非轴伸端
355NU217+6217C3NU222+6222C3NU215NU218
400NU219+6219C3NU224+6224C3NU217NU220
450NU220+6220C3NU226+6226C3NU228+228C3NU218NU222NU224
500DQY11-110ANU228+6228C3NU230+6230DQY11NU228
-110AJ
560DQY14-140ANU232+6232NU234+6234DQY110NU230NU232
-140AJ
Y、YKS、YKK、YAKK、YAKS、系列电动机使用轴承表
机座号2P4P6P及以上2P4P6P及以上
轴伸端非轴伸端
355NU217+6217C3NU222+6222C3NU215NU218
400NU219+6219C3NU224+6224C3NU217NU220
450DQY9-100BNU226+6226C3NU228+228C3NU222NU224
DQY9
-100BJ
（NU219+6219C3）（NU217）（NU222）
500DQY11-110ABNU228+6228C3NU230+6230DQY11NU228
-110BJ
560DQY14-140BNU232+6232NU234+6234DQY14NU230NU232
-140BJ
（DQY14-125B）（DQYDQY14-125BJ）
注：
（）内为YKK（10KV）数据
9.电动机的保护
1）定子绕组测温采用Pt100铂热电阻，每相埋设二只，共六只。
2）轴承绕组测温采用Pt100铂热电阻温度传感器。
3）电动机内可设防冷凝加热器，电压220V，单相。
4）2000KW及以上电动机有差动保护措施，主电源接线盒设六个接线端子，电流互感器可置放接线盒内（隔爆型电动机除外），或另设一个分接线盒，每个接线盒设三个接线端子。
5）水冷电动机设漏水保护开关。
上述要求应在定货时提出。
10.电动机的安装方式见下表
代号
IMB3
IMB35
IMB5
示意图
制造范围
（Y3、YA、YB、YB2）高、低压基本系列及除YBGB以外的全部派生产品（如YK、YKK、YKS…）及YBRO、YBI、YBJ、YBS、YBF、YBRB、DZB40
（Y3、YA、YB、YB2）80-225基本系列及除YBGB以外的全部派生（如Y2、YA2、YB2）及YBJ
（Y3、YA、YB2、YB）80-225基本系列及YBGB以外的全部派生产品、YBU、YBJ、YBS、YBI、YBB、YBSD、
代号
IMB6、IMB7、IMB8
IMB10
IMB20
示意图
制造范围
（Y3、YA、YB2）80-160基本系列及YBGB以外的全部派生产品
YBS
（YA、YB）500-560
代号
IMV1
IMV15
IMV3
示意图
制造范围
（Y3、YA、YB2）高、低压80-400基本系列全部派生产品
（Y3、YA、YB2）80-160基本系列及YBGB以外的全部派生产品
同IMV15
代号
IMV36
IMV5
IMV6
示意图
制造范围
同IMV15
同IMV15
同IMV15
代号
IM7311
IMB30
IM7211
示意图
制造范围
T、TK、TAW（座式滑动轴承）
YBJ
用于座式滑动轴承
11.电动机遵循的标准见下表
序号
标准名称
标准号
采用的国家标准
1
电机术语旋转电机
GB/T2900.25
IEC60050-411
2
旋转电机额定和性能
GB755
IEC60034-1
3
旋转电机外壳防护等级（IP代码）
GB/T4942.1
IEC60034-5
4
旋转电机的冷却方法
GB/T1993
IEC60034-6
5
电机结构及安装型式代号
GB/T997
IEC60034-7
6
电机线端标志与旋转方向
GB/T1971
IEC60034-8
7
旋转电机圆柱形轴伸
GB/756
IEC60072、IEC60072A
8
旋转电机圆锥形轴伸
GB/757
9
旋转电机尺寸和输出功率等级第1部分：
机座号56～400和凸缘号55～1080
GB/T4772.1
IEC60072-1
10
旋转电机尺寸和输出功率等级第2部分：
机座号355～1000和凸缘号1180～2360
GB/T4772.2
IEC60072-2
11
平键与键槽和剖面尺寸
GB/T1095
IEC60072、IEC60072A
12
三相异步电动机试验方法
GB/T1032
IEC60034-2、IEC60034-2A
13
三相同步电机试验方法
GB/T1029
14
轴中心高为56mm及以上电机的机械振动振动的测量评定及限值
GB10068
IEC60034-14
15
旋转电机噪声测定方法及限值噪声工程测定方法
GB10069.1
ISO1680-1
16
旋转电机噪声测定方法及限值噪声简易测定方法
GB10069.2
ISO1680-2
17
爆炸性气体环境用电气设备第1部分：
通用要求
GB3836.1
IEC60079-0
18
爆炸性气体环境用电气设备第2部分：
隔爆型“d”
GB3836.2
IEC60079-1
19
爆炸性气体环境用电气设备第3部分：
增安型“e”
GB3836.3
IEC60079-7
20
电工术语爆炸性环境用防爆电气设备
GB/T2900.35
IEC60050-426
21
可燃性粉尘防爆环境用电气设备第一部分：
用外壳和限制表面温度保护的电气设备
GB/T12476.1
IEC61241-1-1
注：
本标准号中省略年代号，本公司执行最新标准
二．订货须知
1.正常订货
按标准要求的订货均属正常订货，正常订货时须注明产品型号、名称、功率、极数或同步转速、电压、频率、安装方式、防护等级。
对于防爆电机，还须注明接线盒的进线方式为橡套、铠装还是钢管布线及防爆等级；对于起重冶金用电机还须标明工作制、负载持续率、双轴伸还是单轴伸；对于屏蔽电泵、电机还须注明流量、扬程、系统工作压力、工作温度等。
2．有附加条件的订货
若对下列诸项中的一项或多项有要求时，须在订货时申明
1）电压不是220、380、660、1140、3000、6000及10000V，如440V、6.3kV……，或是虽然是左列的标准电压，但不是数据表中给定的范围，比如90kW、10kV；4kW、220V……，或者虽在范围内但要求双电压—380/660、600/1140V。
2）频率为60Hz；变频调速电机频率的变化范围。
3）功率不是数据中的标准值；或者功率与安装尺寸的对应关系与数据表不同。
4）海拔高于1000m；
5）环境温度：
矿用防爆电机高于35℃、冶金电机高于60℃；或者最低温度低于-20℃。
6）低噪声：
噪声低于GB/T10069的规定。
7）H级绝缘（若数据表中规定为H级，如屏蔽及冶金用电机，则不必申明）。
8）非标准安装尺寸的对应关系与数据表不符，如数据表中规定Y280,2极的轴伸直径D=56，若需要D=70时则必须申明……，或者选用英制的安装尺寸。
9）需要申明的特殊环境：
如湿热带、户外、腐蚀、盐雾、霉菌、粉尘，风砂……，其中腐蚀，要将腐蚀性物质列出，以便设计时按腐蚀性强弱、性质采取相应的措施；粉尘，要将物理、化学特征说明，以便确定防护等级；或者是否需要采用防爆电机，并按粉尘的特征决定防护等级。
10）机座号为315及以上的2机电机，从轴伸端看为逆时针旋转。
11）需要执行出表二以外的特殊标准。
12）电气性能的特殊要求，如：
高堵转转矩、高滑动惯量、低堵转电流等。
13）其他需要申明的特殊要求，如：
需要的继电器保护装置（绕组、轴承的温度控制装置、差动保护）、特殊轴承、特殊包装，以及需要除规定以外的备件等等。
三．防爆电机的选用
石油、化工行业的生产环境多数是爆炸性气体环境
所谓爆炸性气体环境，是指在大气条件下，气体、蒸汽或薄雾状的可燃物质与空气形成的混合物，点燃后，燃烧传至全部未燃烧混合物的环境。
在这种环境使用的电气设备，一旦产生火花或危险温度就会点燃爆炸性气体混合物，即所谓“爆炸”。
因此在这种环境中使用的电气设备必须是符合标准规定的防爆电气设备。
1.爆炸性气体环境用电气设备的分类、分级、分组：
分类：
Ⅰ类：
煤矿用电气设备。
Ⅱ类：
除煤矿外的其它爆炸性环境用电气设备，亦称工厂用。
石油、化工行业所用均属此类。
分级、分组：
爆炸性气体、蒸气是指一定条件下能燃烧引起爆炸的气体、蒸气。
按照它们的特点，对其给予分级分组进行管理；
对“隔爆型”电气设备而言，气体和蒸气的分级是以最大试验安全间隙为基础，在一个间隙长度为25mm的标准试验容器，在间隙附近点火进行测定的，所谓分级，即指气体和蒸气的传爆能力，根据试验结果，气体和蒸气分为A、B、C级。
其中后者传爆能力最强如ⅡC级的氢气、乙炔等
Ⅱ类（工厂用）电气设备的最高表面温度是以爆炸性气体和蒸气的自燃温度来确定，按其自燃温度分为6组，见表四
爆炸性气体、液体蒸气、薄雾的分类、分级、分组示例表
类
与
级
引燃温度t（℃）及组别
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T＞450
300＜T≤450
200＜Tt≤300
135＜T≤200
100＜T≤135
85＜T≤100
Ⅰ
甲烷
ⅡA
乙烷、丙烷、丙酮、苯乙烯、氯苯、甲苯、苯、氨、苯胺、一氧化碳、乙酸乙酯、乙酸
丁烷、乙醇、丙烯、丁醇、乙酸、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乙酸酐、氯乙烯、甲醇
戊烷、、乙烷、己烷、庚烷、癸烷、辛烷、汽油、硫化氢、环己烷
乙醚、乙醛
亚硝酸乙酯
ⅡB
二甲醚、民用煤气、环丙烷、丙烯腈、焦炉煤气
环氧乙烷、环氧丙烷、丁二烯、乙烯
异戊二烯
ⅡC
水煤气、氢、
乙炔
二硫化碳
硝酸乙酯
我们所看到的防爆标志如dⅡBT4,即为这样的隔爆型电气设备能够适用于Ⅱ类中A、B级T1～T4组爆炸性气体混合物的场所。
2、防爆型电机分类
在规定条件下不会引起周围爆炸性环境点燃的电气设备称之为防爆电气设备。
1）隔爆型电机防爆标志为“d”，电动机型号用“B”表示。
所谓隔爆型，是指它具有隔爆外壳，它能够承受已进入外壳内部的可燃性混合物内部爆炸而不损坏，并且通过外壳上的任何接合面或结构孔不会引燃有一种或多种气体蒸气所形成的外部爆炸性环境的电气设备。
简单地说，隔爆炸外壳必须具备二种功能：
一是足够的强度，能够承担内部爆炸而不损坏。
二是具备按标准规定的隔爆接合面，当内部的爆炸性火焰通过这些路径后而不会引燃外部爆炸性气体混合物。
隔爆外壳应能承受1.5倍的参考压力。
而参考压力的测定则是按外壳爆炸时内部产生的最大压力，因此外壳的设计绝对要避免生产压力重叠现象。
隔爆型电机所用的内部相通的部分均为隔爆结合面。
如机座与端盖的止口接合面，轴承内盖与端盖的接合面、与轴的转动接合面，接线盒内部出现的接合面等。
隔爆型电机的可制成dⅠ、dⅡAT4、dⅡBT4和dⅡCT4，根据使用场所的条例为确定选用。
我国的隔爆电机以YB系列为代表，目前最大的功率为佳木斯电机股份公司的3800kW、4P电动机。
2）增安型电动机。
防爆标志为“e”，电动机型号用“A”表示。
它是一种对在正常运行条件下不会产生电弧、火花，并采取一些措施以提高其安全程度，防止其内部和外部部件可能出现危险温度、电弧和花火的电气设备。
这种电机采取的措施主要是对电机内外部温度的控制，提高绝缘绕组可靠程度，尤其是控制电动机堵转时产生的危险温度，在规定的tE时间内保护电器应起到作用。
这种电机多应用于2区。
增安型电机的主要制造特点是：
a）电动机定子绕组温升要比其绝缘等级规定限定值低10K。
b）防护等级不低于IP54。
c）tE时间不得小于5秒。
（按起动电流倍数大小具体确定）。
由于上述原因，相同体积的电机、增安型电机的功率要小于普通型（包括隔爆型）1～2个功率等级，尤其是高速电机，因此增安型电机的材料成本要相对高一些。
3）正压型电动机。
防爆型标志为“p”,电动机型号用“ZY”表示。
其原理是通过保持内部保护气体的压力高于爆炸环境压力的措施来达到安全的目的。
这种电机主要为几千kW的大容量高压电机，只有个别产品。
由于要配置进出风路管道，而出风管路要设置到安全区，不仅占地过大设置也比较麻烦，故很少使用。
4）无火花型电机。
防爆标志为“n”,电动机型号用“W”表示。
这是一种正常运行时不产生火花、电弧和危险高温，也不能引起引爆故障的电气设备，与增安型相比没有规定再增加措施来提高设备的安全可靠性，所以其安全程度比增安型低，只能用2区中接近安全的场所。
5）粉尘防爆电机。
其防爆标志为DIP，电动机型号用“F”表示。
这是一种用外壳和限制表面温度保护的电气设备。
3．爆炸性环境的分区及所用防爆电机类型
1）.爆炸性气体按其现场环境的危险程度划分3个区域，每区域应按规定选择不同类型的防爆电机。
0区，在正常情况下，爆炸性气体混合物连续地短时间频繁出现，或长时间存在的场所。
1区，在正常情况下，爆炸性气体混合物有可能出现的场所。
2区，在正常情况下，爆炸性气体混合物不能出现，仅在不正常情况下，偶尔短时出现的场所。
2）.0区只能选用本安型电气设备。
1区用隔爆型、增安型、正压型，但高压增安型不允许用在1区。
2区用隔爆型、增安型、正压型、无火花型。
粉尘环境的分区：
粉尘环境根据可燃性粉尘与空气混合物出现的频率和持续时间及粉尘厚度进行分类
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