電力變壓器冷卻風扇電機故障原因分析與修理

區(qū)喬得

（曲靖高級技工學校，云南曲靖　655000）

電力變壓器冷卻風扇電機故障原因分析與修理

區(qū)喬得

（曲靖高級技工學校，云南曲靖655000）

在電力系統(tǒng)中，電力變壓器是非常重要的變電設備，電力變壓器的運行情況會直接影響到整個電力系統(tǒng)的安全、有效運行。其中冷卻風扇是電力變壓器風冷系統(tǒng)的重要部件之一，在電力變壓器運行中主要起到冷卻的作用，不僅可以提高電力變壓器運行效率，也有利于延長電力變壓器的使用壽命。相反，一旦冷卻風扇出現(xiàn)故障，勢必會降低電力變壓器運行效率，甚至會影響到整個電力系統(tǒng)的安全、有效運行，因此加強電力變壓器冷卻風扇電機維護及故障處理工作顯得尤為重要。本文主要介紹了電力變壓器冷卻風扇的組成，分析了冷卻風扇電機故障的原因以及相應的處理對策，并且提出了幾點修理冷卻風扇電機繞組燒毀的措施。

電力變壓器冷卻風扇電機故障原因分析修理措施

電力變壓器在變電站以及發(fā)電廠中是必不可少的主要設備之一，在電力變壓器運行的過程中會產(chǎn)生大量的熱消耗，僅僅通過自然空氣冷卻并不能達到良好的散熱效果，一旦電力變壓器產(chǎn)生的熱量累積到一定限度的情況下，極易導致電力變壓器局部溫度過高，進而加速絕緣老化，嚴重的話可能會造成過熱損壞，縮短電力變壓器的使用壽命，甚至可能導致意外事故。冷卻風扇主要是起到冷卻、降溫的效果。目前，很多大中型電力變壓器中的冷卻方式采用的是自然油循環(huán)吹風的冷卻方式，按照空氣動力學計算可知，相對于自然冷卻散熱量而言，吹風冷卻的散熱量可以增加8.7倍左右，可以提高30%左右電力變壓器容量。但是，在電力變壓器實際運行過程中，常常會因為各種原因損壞電力變壓器冷卻風扇電機，對電力變壓器散熱造成很大影響，進而影響到電力變壓器的正常、有效運行。因此，有必要深入分析電力變壓器冷卻風扇電機的常見故障原因，總結(jié)有效的修理措施。

1　關于電力變壓器冷卻風扇的組成

一般而言，電力變壓器冷卻風扇主要由兩大部分組成，包括專用的鼠籠式三相異步電動機以及軸流式風扇，其中軸流式風扇主要是在電機轉(zhuǎn)子軸端安裝。通常情況下，風扇自身不會出現(xiàn)故障，主要是配套應用的風扇電機控制箱或者三相異步電動機出現(xiàn)故障，其中大概94%左右故障都是因為三相異步電動機影響所致。因此，對專用三相鼠籠式異步電機出現(xiàn)故障的原因進行準確分析判斷，并且及時采取有效的修復措施，對于提高電力變壓器的散熱量，確保電力設備的高效、安全運行都具有極其重要的作用。

2　電力變壓器冷卻風扇電機故障的主要原因分析以及相應的修理辦法

2.1機械故障

大概有30%-40%左右電力變壓器風扇電機故障主要是由于電機軸承受到損壞所致。常見的電機軸承損壞故障包括兩種形式：①軸承抱死。這種現(xiàn)象是指電機轉(zhuǎn)子無法正常轉(zhuǎn)動，這樣的話會由于電機堵轉(zhuǎn)使三相短路，進而使控制系統(tǒng)損壞，使電機燒毀。②軸承磨損。一旦軸承出現(xiàn)磨損的情況下，會增加軸承之間的間隙，從而使發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦掃膛，這樣會升高定子的溫度，加快繞組的絕緣老化，也有可能會燒毀。

故障處理辦法：針對電機軸承損壞的問題，一旦發(fā)現(xiàn)電機軸承抱死，無法轉(zhuǎn)動或者軸承磨損的情況，應及時更換新的電機軸承，選用精度等級為P5的高速電機專用軸承。

2.2電器故障

2.2.1電機進水受潮

因為基本上電力變壓器冷卻風扇的安裝都是和室外的電力變壓器散熱器中部垂直，因此電力變壓器的冷卻風扇極易進水，進而受潮。經(jīng)過統(tǒng)計、分析相關的損壞電力變壓器冷卻風扇電機的燒毀情況，大概30%左右電扇電機燒毀是由于不慎進水受潮所致。這主要是因為電力變壓器冷卻風扇電機在進水后，會在短時間內(nèi)快速降低電機繞組的絕緣等級，很容易出現(xiàn)匝間短路、對地擊穿、相間擊穿等現(xiàn)象，最終會燒毀電機。其次，電力變壓器冷卻風扇電機在進水受潮后，會導致電機軸承銹蝕，進一步加重電機軸承的磨損程度，也有可能會出現(xiàn)電機轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)或者軸承卡死的現(xiàn)象。

故障處理方法：為了有效避免電力變壓器冷卻風扇電機進水受潮，應該進一步優(yōu)化設計室外安裝的風扇電機結(jié)構(gòu)設計，加強冷卻風扇電機的防護等級，盡可能避免雨水進入冷卻風扇電機內(nèi)，或者使電機受潮。如果冷卻風扇電機已經(jīng)損壞需要修復的情況下，應進一步加強端蓋和引線、電機止口、軸等部位之間的防水措施，盡可能避免冷卻風扇電機進水。

2.2.2缺頂運行故障

缺相運行風扇電機在實際運行過程中，由于控制箱故障、線路故障、三相電源缺相故障，都有可能會導致缺項運行現(xiàn)象。在缺頂運行的過程中，三相電機在較短的時間內(nèi)可能會燒毀繞組。

故障處理辦法：為了避免出現(xiàn)缺頂運行現(xiàn)象而燒毀繞組，應該增加設置一個斷相保護電路，同時電站修試人員應該定期進行檢修，相應的值班人員也需要定期進行巡視，一旦出現(xiàn)異常情況，應及時進行相應的處理，確保冷卻風扇的正常、高效運行。

2.2.3電源不正常

電力變壓器冷卻風扇電機的配套屬鼠籠式三相異步電動機實際工作運行很容易受到電源的影響，一旦冷卻風扇的動力電源電壓出現(xiàn)波動的情況下，很容易導致三相電壓、欠電壓、過電壓失衡現(xiàn)象，從而影響到冷卻風扇電機的工作性能，進而影響到風扇電機的正常運行，嚴重的情況下還有可能會損壞電機。

故障處理辦法：有必要在電路中安裝欠電壓以及過電壓保護電路。如果在冷卻風扇動力電源消失的情況下，響起警鈴，在主控盤出現(xiàn)電源故障的相關信號，應該立即查找相應的故障原因，及時采取有效的處理措施。如果是主變壓器的兩組動力電源消失的情況下，冷卻風扇會全停，而且電力變壓器的溫度會持續(xù)升高。如果是站用變壓器出現(xiàn)故障導致冷卻風扇全停的情況下，應先將站用變壓器供電恢復，然后再一一逐項進行處理。如果站用電屏電源熔斷器被熔斷導致冷卻風扇全停的情況下，應仔細檢查冷卻風扇控制箱中的電源進線是否出現(xiàn)故障，將該部分的故障排除后，然后將每一個冷卻風扇的選擇開關放置在“停止”的位置上，最后再將動力電源強制送上去，恢復電源供應后再逐一將每一個冷卻風扇的正常運行恢復。假如不成功的情況下，應仔細檢查用電電源是否出現(xiàn)異常，同時應檢查從站用電到冷卻器控制箱的這部分電纜是否完好。如果是由于冷卻風扇控制箱的電源自動將回路切換造成冷卻風扇全停，應立即手動將備用電源投入，即可使冷卻風扇馬上回復正常運行。如果備用電源以及工作電源全部發(fā)生故障的情況下，處理難度較大的話應立即向上匯報進行調(diào)度，申請將負荷調(diào)度、轉(zhuǎn)移。在出現(xiàn)故障后應密切監(jiān)視變壓器的油溫變化情況，以防油溫過高而使變壓器燒損，使電力變壓器使用壽命縮短。

3　對于風扇電機繞組燒毀的修理辦法

3.1電力變壓器冷卻風扇電機繞組

電力變壓器冷卻風扇電機屬于微電機，電機電壓為380V，功率為0.25kW，轉(zhuǎn)速是1400r/min，絕緣等級介于A-E級，采用工作的方式進行連接。目前，電力變壓器冷卻風扇電機的信號較為常見的包括3F2-4、BF-40℃、JWF-600、JOSZI-4等系列。繞組匝數(shù)介于170—210匝左右，繞組的線徑大概介于0.32-0.42之間，應繞組的匝數(shù)相對較多，線徑相對較小。根據(jù)實際情況統(tǒng)計表明，一旦電機繞組出現(xiàn)故障的情況下，大多數(shù)繞組匝間絕緣都已經(jīng)被破壞，因此在電機繞組出現(xiàn)故障的情況下必須重繞修理，不能局部繞組修理。

3.2電力變壓器冷卻風扇電機繞組的重繞修理辦法

3.2.1完整記錄電機繞組拆線前的相關數(shù)據(jù)

在電機繞組拆線之前，應詳細記錄好銘牌的相關數(shù)據(jù)，或者進行統(tǒng)一的編號，使銘牌保持完好。同時，應標記好每一個電機的端蓋、轉(zhuǎn)子以及定子，切不可互換使用，也不可亂堆亂放，不然的話可能會對修復后的性能造成很大影響。關于電機繞組的相關數(shù)據(jù)應記錄的內(nèi)容主要包括引出線位置、線徑、節(jié)距、極相組數(shù)（也即是線圈組數(shù)）、繞組形式、定子槽數(shù)、接線方式、并繞根數(shù)、匝數(shù)、絕緣結(jié)構(gòu)等。

3.2.2定子鐵心應進行拆線清理

對定子進行拆線的過程中，可以應用低溫冷拔的方式，應盡可能防止高溫拆線對鐵心絕緣造成破壞。在完成拆線后應將鐵心槽內(nèi)滯留的電弧瘤或者殘余絕緣徹底清除干凈。在完全清除干凈后，應該采用中性溶劑再次進行清洗，然后將其烘干，最后墊槽進行絕緣。

3.2.3繞制線圈

在繞制線圈的過程中，應嚴格根據(jù)原線型以及相關的技術(shù)手冊選擇合適的電磁線。而且應該按照電機的型號，根據(jù)技術(shù)手冊中規(guī)定的線模尺寸數(shù)據(jù)選擇線圈的幾何尺寸，最佳的幾何線圈尺寸應有電機的定子實物來決定。在繞線時應注意避免電磁線絕緣受到損傷。

3.2.4嵌線

在饒好線圈后將槽絕緣墊入，就可以根據(jù)原繞組結(jié)構(gòu)形式慢慢下線，在對繞組下線的過程中必須確保絕緣結(jié)構(gòu)不會受到破壞，一旦出現(xiàn)絕緣損傷應立即采取相應的處理措施。在嵌線的過程中，相絕緣應該按照順序依次墊入，在完成下線后，應對相間絕緣以及每個極相組進行檢測，確保全部合格后再認真、仔細核實整個線圈的首端、尾端，根據(jù)原來的接線方式進行接線。

3.2.5綁扎以及引出線

對于微電機而言，端部必須進行綁扎，在綁扎端部的過程中應將機殼以及繞組之間的空氣隙距離充分考慮進來，從而保證繞組的絕緣等級相符相應的要求。而對于引出線應采用防水電纜，在引出時應根據(jù)原設計進行引出。

3.2.6絕緣漆浸漬以及烘干

在繞組重繞修理中，微電機浸漬是非常關鍵的一道工序，必須嚴格按照相關的標準以及要求進行浸漆，在浸漆后應及時烘干，因此建議應用干燥設備以及真空浸漆。

3.2.7清理及組裝

電機定子經(jīng)過浸漆干燥后，應將電機定子鐵心膛中滯留的一些絕緣漆徹底清理干凈，通過對定子絕緣進行初步檢測，結(jié)果檢測絕緣合格后就可以馬上組裝轉(zhuǎn)子。但是需要特別注意的是，在安裝的過程中必須嚴格根據(jù)拆線時做好的標記進行組裝，千萬不能相互交換錯裝。如果接觸面容易進水的情況下，應在接觸面上進行防水處理，或者也可以涂一層防水膠。

3.2.8出廠試驗

出廠試驗是最后的一個環(huán)節(jié)，對于每一臺冷卻風扇電機出廠之前，應該對電機進行負載試驗、短路試驗、空載試驗、耐壓試驗、絕緣電阻試驗等。只有這些試驗項目的檢測結(jié)果和國家制定的相關標準及要求完全相符的情況下，才可以允許出廠應用。

綜上所述，電力變壓器冷卻風扇是保障電力變壓器正常、安全運行的重要部件之一，也是影響電力變壓器使用壽命的關鍵部件，一旦冷卻風扇運行出現(xiàn)故障會對電力變壓器乃至整個電力系統(tǒng)造成很大的影響，甚至會引發(fā)事故。電機故障是冷卻風扇故障的常見形式，在實際運行中，應注意妥善處理電機機械故障、電器故障，注意燒毀繞組的重組，確保冷卻風扇的正常運行，進而保障電力變壓器的安全、正常運行。

［1］實用中小電機手冊［J］.遼寧科學技術(shù)出版社，2013.

［2］供用電技術(shù)規(guī)程匯編［Z］.國家水利電力部，2013.