電機與變壓器常見的故障診斷與處理方法

洪劍

（常州市高級職業技術學校，江蘇 常州 213161）

0 引言

電機與變壓器受到一些因素的影響，在運行過程中容易出現故障，為保證電機與變壓器穩定運行，還需采取有效的診斷方法，及時掌握電機與變壓器運行狀態，保證故障診斷工作落實到實處。電機與變壓器發生故障對機器運行產生影響，故障診斷工作需綜合分析，并針對故障類型，采取故障診斷及處理方法，保證電機與變壓器處于穩定運行狀態[1-2]。

1 電機與變壓器穩定運行的意義

電機與變壓器對電力系統穩定運行具有重要意義，電機包括電動機和發電機，電動機的作用電能轉化為機械能；發電機是將其它形式的能轉化為電能。此外，電機與變壓器也能對電阻值進行調整，對電流進行規劃，最大程度地調整運電損失，降低電能消耗的同時，達到電力穩定運輸的目的。在變壓器運行過程中，主要的作用是升壓及降壓，在工業用電及家用用電電壓控制中電壓調節工作存在差異，有利于達到順利調節的目的。

2 電機與變壓器常見故障類型

2.1 電機常見故障

（1）繞組與機座、端蓋對地故障繞組及機座、端蓋具有一定的距離，但物理空間較為緊張，尤其是繞組端不規范情況，電機定子壓入機座，完成裝機后，容易發生裝機差的情況，機械加工的金屬屑，在裝配過程中容易發生絕緣接地擊穿故障。

（2）轉子鑄故障鑄鋁轉子常見的故障是斷籠及斷條，其中出現一根或者數根斷裂，斷環則是端環中出現一處或者多處斷裂，發生原因主要是沖片槽孔存在雜物，導致槽孔堵塞，在澆筑鋁液時隔斷。轉子鑄發生斷條等問題時可以自轉子外部進行分析，一旦發生轉子斷條問題，轉子表面會轉變為藍色。

（3）電機受潮電機受潮作為電機常見故障問題，電機在實際運行過程中受到外界因素影響，容易導致水汽及蒸汽進入電機內部，對電機工作狀態產生影響。水汽進入后電機會導電，在化學因素上，人們會認識到水電解氫氣及氧氣問題，氫氣會導致電機內部中的材料氧化，使電機絕緣作用降低[3]。

2.2 變壓器常見故障

（1）繞組、引線故障變壓器內部發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生電流，變壓器生產中并未對線圈進行完整焊接，容易發生變壓器繞組故障問題，對電流穩定運行產生影響。人們常見的短路現象，變壓器容易承載的能量非常有限，線圈變動對電能影響小。外部環境變化也會對電壓器工作產生影響，變壓器進水裝置內部零件也會受到巨大的破壞。

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

3 電機與變壓器故障診斷及處理方法

電機與變壓器在運行過程中，還需分別對故障進行診斷，從而掌握故障類型及相關的處理方法，在故障診斷過程中建立智能故障診斷系統，及時處理問題。

3.1 變壓器故障診斷方法

（1）DGA診斷方式。為保證電機與變壓器穩定運行，在故障診斷中應當引起重視，采取有效的方式進行診斷，自整體上提升故障診斷質量。DGA診斷過程中采取科學的方式有利于提升診斷效果，采取DGA診斷方式，對油中溶解氣體進行分析，對變壓器中的油樣進行分析，對產出的氣體進行定量及定性分析，對故障類型進行判斷。判斷電機與變壓器是否存在故障時，對氣體含量進行判斷，根據《電機與變壓器溶解氣體分析及判斷原則》[4]中的氣體含量值，超過注意值情況下應當引起管關注，將表1中的注意值作為參考標準。對產氣速率及變壓器故障進行分析，結合《變壓器油中的溶解氣體分析及判斷導則》[5]中的內容，通過產氣速率方法，對產氣平均值進行計算，后者則是對折算百分比進行計算。

表1 氣體注意值參考表

（2）智能故障診斷方法。變壓器故障診斷過程中，智能化診斷方法合理應用非常有效，有利于提升故障診斷水平。智能診斷過程中，系統診斷流程非常規范，先判斷變壓器是否存在故障，分析故障類型，展開針對性分析。智能化故障診斷系統含有多項內容，對變壓器不同層次信息有效應用，對故障類型進行判斷。通過信息融合故障進行綜合分析，從而及時掌握故障的發生原因[6]。在模糊聚類診斷過程中，對特殊氣體故障進行判斷，保證故障診斷的效率及質量。變壓器故障診斷過程中，采取高頻診斷方法非常重要，通過高頻診斷方法可達到檢測頻段高的目的，將局部放電測量電暈及操作開關干擾問題進行分析，檢測頻帶較寬，檢測靈敏度較高，電機與變壓器故障類型及檢測具有定位效應。

3.2 電機故障類型診斷

為處理電機與變壓器故障問題，還需明確故障類型，從而有效解決實際問題。在不同類型的問題診斷過程中，常見的方法是特征氣體法及比值法。特征氣體法在應用過程中，還需結合特征氣體法對故障類型進行判斷，一般性的過熱故障總烴含量相對較高，一旦發生嚴重過熱故障，總烴比隨之增高，C2H2是構成總烴的成分，H2含量相對較高；比值法對故障進行判斷存在差異，無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勢，在判斷過程中較為簡單，分類也較為詳細，操作也較為便利，改良三比值法在實際應用中，在IEC三比值法上進行改良，診斷電機故障類型具有重要意義。

3.3 電機與變壓器故障處理措施

（1）電機故障處理方法。在電機故障處理過程中，針對故障情況進行分析，觀察生產過程中的電磁線受損位置，對繞組與電源直接連接的線圈進行分析，在電機啟動過程中此位置受損嚴重，對電機匝間故障案例進行分析，認識到對繞組首圈采取絕緣措施，有利于降低繞組故障發生率。在轉子鑄故障原因上，認識到轉子槽孔小及離心機轉速高、離心力大及轉子錯片等問題，在轉子運行過程中應當對運轉狀態進行分析，從而針對處理轉子鑄故障問題。在受潮故障處理過程中，電機受潮與外部進水相關，相關人員可以為電機安裝加熱裝置，或者設置防水設施。熱風干燥及干燥劑在電力設施中廣泛使用。電機裝備設置隔熱材料后，對輸送熱風進行烘干，并注意溫度不宜過高，以免發生火災，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行隔離[7]。干燥劑應當注意電機與變壓器情況，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。變壓器故障診斷過程中，應當結合實際類型進行分析，對過熱故障及放電故障進行處理，在具體診斷后對信息進行處理。在放電故障處理過程中，應當對電弧產生的原因進行判斷，變壓器一旦發生電弧放電故障，對油氣中成分進行分析，一旦是總烴較高，應當判斷故障程度，并展開針對性處理。思考電弧發生原因后，對熄滅問題進行處理，可以加速觸頭分離，降低觸頭電場強度，此類方法均具有適用性。針對變壓器過熱故障問題也要進行分析，但變壓器鐵芯截面較大，散發熱能的性能良好，在中心設置溝通渠道，提升整體散熱性能，熱量以循環方式排出，一旦鐵芯無法處理，應當對故障點電流進行合理控制，降低部件溫度。

在繞組故障現象處理過程中，對電機外觀進行分析，觀察繞組兩邊是否存在損傷情況，包括機殼及線路短路及繞組發熱等，甚至一些電阻已經發黑。在上述分析中，可以認識到電機電壓器故障是否繞組故障[8]。對變壓器觀察過程中也要進行實際操作，包括兆歐表及試燈。一旦確定后繞組故障，工作人員還需及時處理，一旦發生絕緣材料老化問題，職工還需關注絕緣管理措施，可以涂漆，一旦發生內部損傷，還需及時更換零部件，在修理后工作人員進行測試，保證變壓器有效使用。

4 結語

綜上所述，電機與變壓器在運行過程中容易發生故障，需對問題積極應對，采取有效的措施處理故障問題。在電機與變壓器故障診斷及處理過程中，還需進行綜合研究，為解決實際問題提供幫助。在未來的電機與變壓器處理過程中，應當提升故障診斷率，不斷對內容進行優化，才能保證電機與變壓器整體運行質量。