電機(jī)與變壓器常見的故障診斷與處理方法

洪劍

（常州市高級(jí)職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 常州 213161）

0 引言

電機(jī)與變壓器受到一些因素的影響，在運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)故障，為保證電機(jī)與變壓器穩(wěn)定運(yùn)行，還需采取有效的診斷方法，及時(shí)掌握電機(jī)與變壓器運(yùn)行狀態(tài)，保證故障診斷工作落實(shí)到實(shí)處。電機(jī)與變壓器發(fā)生故障對(duì)機(jī)器運(yùn)行產(chǎn)生影響，故障診斷工作需綜合分析，并針對(duì)故障類型，采取故障診斷及處理方法，保證電機(jī)與變壓器處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)[1-2]。

1 電機(jī)與變壓器穩(wěn)定運(yùn)行的意義

電機(jī)與變壓器對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義，電機(jī)包括電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī)的作用電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；發(fā)電機(jī)是將其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能。此外，電機(jī)與變壓器也能對(duì)電阻值進(jìn)行調(diào)整，對(duì)電流進(jìn)行規(guī)劃，最大程度地調(diào)整運(yùn)電損失，降低電能消耗的同時(shí)，達(dá)到電力穩(wěn)定運(yùn)輸?shù)哪康?。在變壓器運(yùn)行過(guò)程中，主要的作用是升壓及降壓，在工業(yè)用電及家用用電電壓控制中電壓調(diào)節(jié)工作存在差異，有利于達(dá)到順利調(diào)節(jié)的目的。

2 電機(jī)與變壓器常見故障類型

2.1 電機(jī)常見故障

（1）繞組與機(jī)座、端蓋對(duì)地故障繞組及機(jī)座、端蓋具有一定的距離，但物理空間較為緊張，尤其是繞組端不規(guī)范情況，電機(jī)定子壓入機(jī)座，完成裝機(jī)后，容易發(fā)生裝機(jī)差的情況，機(jī)械加工的金屬屑，在裝配過(guò)程中容易發(fā)生絕緣接地?fù)舸┕收稀?/p>

（2）轉(zhuǎn)子鑄故障鑄鋁轉(zhuǎn)子常見的故障是斷籠及斷條，其中出現(xiàn)一根或者數(shù)根斷裂，斷環(huán)則是端環(huán)中出現(xiàn)一處或者多處斷裂，發(fā)生原因主要是沖片槽孔存在雜物，導(dǎo)致槽孔堵塞，在澆筑鋁液時(shí)隔斷。轉(zhuǎn)子鑄發(fā)生斷條等問題時(shí)可以自轉(zhuǎn)子外部進(jìn)行分析，一旦發(fā)生轉(zhuǎn)子斷條問題，轉(zhuǎn)子表面會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色。

（3）電機(jī)受潮電機(jī)受潮作為電機(jī)常見故障問題，電機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中受到外界因素影響，容易導(dǎo)致水汽及蒸汽進(jìn)入電機(jī)內(nèi)部，對(duì)電機(jī)工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。水汽進(jìn)入后電機(jī)會(huì)導(dǎo)電，在化學(xué)因素上，人們會(huì)認(rèn)識(shí)到水電解氫氣及氧氣問題，氫氣會(huì)導(dǎo)致電機(jī)內(nèi)部中的材料氧化，使電機(jī)絕緣作用降低[3]。

2.2 變壓器常見故障

（1）繞組、引線故障變壓器內(nèi)部發(fā)生的故障類型非常豐富，繞組及引線故障是非常常見的故障。變壓器中的線圈容易產(chǎn)生電流，變壓器生產(chǎn)中并未對(duì)線圈進(jìn)行完整焊接，容易發(fā)生變壓器繞組故障問題，對(duì)電流穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響。人們常見的短路現(xiàn)象，變壓器容易承載的能量非常有限，線圈變動(dòng)對(duì)電能影響小。外部環(huán)境變化也會(huì)對(duì)電壓器工作產(chǎn)生影響，變壓器進(jìn)水裝置內(nèi)部零件也會(huì)受到巨大的破壞。

（2）過(guò)熱故障企業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的問題便是線路發(fā)熱問題，變壓器也容易受到各種故障影響。變壓器內(nèi)部容易受到各類因素影響產(chǎn)生發(fā)熱問題，故障類型包括引線發(fā)熱及繞組過(guò)熱及漏磁過(guò)熱等問題。引線過(guò)熱發(fā)生位置便是套管，發(fā)熱能表現(xiàn)為接頭及引流、引線斷骨。漏磁過(guò)熱的原因與線圈及磁場(chǎng)位置相關(guān)，繞組磁場(chǎng)互通后容易發(fā)生遺漏，容易發(fā)生磁場(chǎng)漏磁問題。繞組過(guò)熱類型非常常見，變壓器容易發(fā)生故障便是發(fā)熱，對(duì)導(dǎo)線顏色也能判斷電機(jī)與變壓器是否發(fā)熱，除上述可能發(fā)生鐵芯過(guò)熱問題，工作人員還需引起高度的重視。

3 電機(jī)與變壓器故障診斷及處理方法

電機(jī)與變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，還需分別對(duì)故障進(jìn)行診斷，從而掌握故障類型及相關(guān)的處理方法，在故障診斷過(guò)程中建立智能故障診斷系統(tǒng)，及時(shí)處理問題。

3.1 變壓器故障診斷方法

（1）DGA診斷方式。為保證電機(jī)與變壓器穩(wěn)定運(yùn)行，在故障診斷中應(yīng)當(dāng)引起重視，采取有效的方式進(jìn)行診斷，自整體上提升故障診斷質(zhì)量。DGA診斷過(guò)程中采取科學(xué)的方式有利于提升診斷效果，采取DGA診斷方式，對(duì)油中溶解氣體進(jìn)行分析，對(duì)變壓器中的油樣進(jìn)行分析，對(duì)產(chǎn)出的氣體進(jìn)行定量及定性分析，對(duì)故障類型進(jìn)行判斷。判斷電機(jī)與變壓器是否存在故障時(shí)，對(duì)氣體含量進(jìn)行判斷，根據(jù)《電機(jī)與變壓器溶解氣體分析及判斷原則》[4]中的氣體含量值，超過(guò)注意值情況下應(yīng)當(dāng)引起管關(guān)注，將表1中的注意值作為參考標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)產(chǎn)氣速率及變壓器故障進(jìn)行分析，結(jié)合《變壓器油中的溶解氣體分析及判斷導(dǎo)則》[5]中的內(nèi)容，通過(guò)產(chǎn)氣速率方法，對(duì)產(chǎn)氣平均值進(jìn)行計(jì)算，后者則是對(duì)折算百分比進(jìn)行計(jì)算。

表1 氣體注意值參考表

（2）智能故障診斷方法。變壓器故障診斷過(guò)程中，智能化診斷方法合理應(yīng)用非常有效，有利于提升故障診斷水平。智能診斷過(guò)程中，系統(tǒng)診斷流程非常規(guī)范，先判斷變壓器是否存在故障，分析故障類型，展開針對(duì)性分析。智能化故障診斷系統(tǒng)含有多項(xiàng)內(nèi)容，對(duì)變壓器不同層次信息有效應(yīng)用，對(duì)故障類型進(jìn)行判斷。通過(guò)信息融合故障進(jìn)行綜合分析，從而及時(shí)掌握故障的發(fā)生原因[6]。在模糊聚類診斷過(guò)程中，對(duì)特殊氣體故障進(jìn)行判斷，保證故障診斷的效率及質(zhì)量。變壓器故障診斷過(guò)程中，采取高頻診斷方法非常重要，通過(guò)高頻診斷方法可達(dá)到檢測(cè)頻段高的目的，將局部放電測(cè)量電暈及操作開關(guān)干擾問題進(jìn)行分析，檢測(cè)頻帶較寬，檢測(cè)靈敏度較高，電機(jī)與變壓器故障類型及檢測(cè)具有定位效應(yīng)。

3.2 電機(jī)故障類型診斷

為處理電機(jī)與變壓器故障問題，還需明確故障類型，從而有效解決實(shí)際問題。在不同類型的問題診斷過(guò)程中，常見的方法是特征氣體法及比值法。特征氣體法在應(yīng)用過(guò)程中，還需結(jié)合特征氣體法對(duì)故障類型進(jìn)行判斷，一般性的過(guò)熱故障總烴含量相對(duì)較高，一旦發(fā)生嚴(yán)重過(guò)熱故障，總烴比隨之增高，C2H2是構(gòu)成總烴的成分，H2含量相對(duì)較高；比值法對(duì)故障進(jìn)行判斷存在差異，無(wú)編碼及有編碼比值法較為常見，有編碼比值法包括IEC三比值法、改良三比值，IEC比值法具有鮮明的優(yōu)勢(shì)，在判斷過(guò)程中較為簡(jiǎn)單，分類也較為詳細(xì)，操作也較為便利，改良三比值法在實(shí)際應(yīng)用中，在IEC三比值法上進(jìn)行改良，診斷電機(jī)故障類型具有重要意義。

3.3 電機(jī)與變壓器故障處理措施

（1）電機(jī)故障處理方法。在電機(jī)故障處理過(guò)程中，針對(duì)故障情況進(jìn)行分析，觀察生產(chǎn)過(guò)程中的電磁線受損位置，對(duì)繞組與電源直接連接的線圈進(jìn)行分析，在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中此位置受損嚴(yán)重，對(duì)電機(jī)匝間故障案例進(jìn)行分析，認(rèn)識(shí)到對(duì)繞組首圈采取絕緣措施，有利于降低繞組故障發(fā)生率。在轉(zhuǎn)子鑄故障原因上，認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)子槽孔小及離心機(jī)轉(zhuǎn)速高、離心力大及轉(zhuǎn)子錯(cuò)片等問題，在轉(zhuǎn)子運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)當(dāng)對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行分析，從而針對(duì)處理轉(zhuǎn)子鑄故障問題。在受潮故障處理過(guò)程中，電機(jī)受潮與外部進(jìn)水相關(guān)，相關(guān)人員可以為電機(jī)安裝加熱裝置，或者設(shè)置防水設(shè)施。熱風(fēng)干燥及干燥劑在電力設(shè)施中廣泛使用。電機(jī)裝備設(shè)置隔熱材料后，對(duì)輸送熱風(fēng)進(jìn)行烘干，并注意溫度不宜過(guò)高，以免發(fā)生火災(zāi)，白熾燈同樣具有烘干作用，但此類方式也存在弊端，還需在線圈及燈泡上進(jìn)行隔離[7]。干燥劑應(yīng)當(dāng)注意電機(jī)與變壓器情況，掌握周圍溫度及濕度條件后，選擇最佳的劑量。

（2）變壓器故障處理方法。變壓器故障診斷過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際類型進(jìn)行分析，對(duì)過(guò)熱故障及放電故障進(jìn)行處理，在具體診斷后對(duì)信息進(jìn)行處理。在放電故障處理過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)電弧產(chǎn)生的原因進(jìn)行判斷，變壓器一旦發(fā)生電弧放電故障，對(duì)油氣中成分進(jìn)行分析，一旦是總烴較高，應(yīng)當(dāng)判斷故障程度，并展開針對(duì)性處理。思考電弧發(fā)生原因后，對(duì)熄滅問題進(jìn)行處理，可以加速觸頭分離，降低觸頭電場(chǎng)強(qiáng)度，此類方法均具有適用性。針對(duì)變壓器過(guò)熱故障問題也要進(jìn)行分析，但變壓器鐵芯截面較大，散發(fā)熱能的性能良好，在中心設(shè)置溝通渠道，提升整體散熱性能，熱量以循環(huán)方式排出，一旦鐵芯無(wú)法處理，應(yīng)當(dāng)對(duì)故障點(diǎn)電流進(jìn)行合理控制，降低部件溫度。

在繞組故障現(xiàn)象處理過(guò)程中，對(duì)電機(jī)外觀進(jìn)行分析，觀察繞組兩邊是否存在損傷情況，包括機(jī)殼及線路短路及繞組發(fā)熱等，甚至一些電阻已經(jīng)發(fā)黑。在上述分析中，可以認(rèn)識(shí)到電機(jī)電壓器故障是否繞組故障[8]。對(duì)變壓器觀察過(guò)程中也要進(jìn)行實(shí)際操作，包括兆歐表及試燈。一旦確定后繞組故障，工作人員還需及時(shí)處理，一旦發(fā)生絕緣材料老化問題，職工還需關(guān)注絕緣管理措施，可以涂漆，一旦發(fā)生內(nèi)部損傷，還需及時(shí)更換零部件，在修理后工作人員進(jìn)行測(cè)試，保證變壓器有效使用。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電機(jī)與變壓器在運(yùn)行過(guò)程中容易發(fā)生故障，需對(duì)問題積極應(yīng)對(duì)，采取有效的措施處理故障問題。在電機(jī)與變壓器故障診斷及處理過(guò)程中，還需進(jìn)行綜合研究，為解決實(shí)際問題提供幫助。在未來(lái)的電機(jī)與變壓器處理過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)提升故障診斷率，不斷對(duì)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，才能保證電機(jī)與變壓器整體運(yùn)行質(zhì)量。