交流電機(jī)常見故障處理與維修

分類：技術(shù)中心 1928人瀏覽 2020-12-16

“交流電機(jī)”是用于實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展，交流電機(jī)已成為最常用的電機(jī)。交流電機(jī)與直流電機(jī)相比，由于沒有換向器（見直流電機(jī)的換向），因此結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，比較牢固，容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機(jī)。交流電機(jī)功率的覆蓋范圍很大，從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。20世紀(jì)80年代初，最大的汽輪發(fā)電機(jī)已達(dá)150萬千瓦。

Walther Flender三相交流電機(jī) B1463B-1500 L00908

單相接地故障定義：
三相電力系統(tǒng)中，僅在一相導(dǎo)線與地之間出現(xiàn)的絕緣破壞。
廣義來說，單相接地故障包括單相接地短路，單相接地短路是單相接地故障中的一種特殊現(xiàn)象，只有變壓器中性點(diǎn)接地系統(tǒng)才會(huì)有。
狹義來說，單相接地故障和單相接地短路是兩個(gè)概念。一個(gè)是故障，一個(gè)是事故。
電力系統(tǒng)的故障和事故是用狹義區(qū)分的。
單相接地短路是指火線（任何一相電）沒有經(jīng)過負(fù)載直接和地線接通，在380/220供電系統(tǒng)或其它接地系統(tǒng)中，由于變壓器的中性線是接地的，而且接地電阻很小，火線（任何一相電）沒有經(jīng)過負(fù)載直接和地線接通，瞬間將產(chǎn)生很大的電流，燒斷電線、配電設(shè)備或跳閘等，所以單相接地短路是嚴(yán)重的事故，是電力系統(tǒng)盡量要避免的。
在電力系統(tǒng)中，有很多地方是用不接地系統(tǒng)供電，比如在粉塵嚴(yán)重，易燃易爆等特殊場地，我們國家所有6—10千伏，35千伏供電系統(tǒng)等，采用的都是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)大電阻接地的供電系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)單相接地后，由于沒有回路或沒有產(chǎn)生大電流的回路，沒有接地電流或沒有大的接地電流，所以不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。雖然不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但單相接地是一種故障，為了防備接地?cái)U(kuò)展為兩相接地或使接地設(shè)備進(jìn)一步損壞等，規(guī)程規(guī)定發(fā)生了單相接地故障后，要在2小時(shí)內(nèi)查明原因，作出處理，2小時(shí)內(nèi)查不出原因或無法處理的，要停電處理后才能供電。

單相接地故障查找方法大全

對于小電流接地系統(tǒng)，如何快速查找單相接地故障，我給大家介紹一些簡單可行的方法。
1、人工查找方法
如果變電站內(nèi)沒有安裝接地選線裝置，線路上也沒有安裝接地故障指示器或者短路接地二合一故障指示器，也沒有很好的接地故障探測儀，那就只好采用人工查找的笨辦法了。查找步驟如下：
⑴通過人工（或調(diào)度，以下同）依次拉閘，可知道變電站哪條出線接地，通過調(diào)度知道哪相接地。
⑵接下來有兩種方法來查找故障點(diǎn)：一是將線路逐級分段，或者將經(jīng)常有故障的線路拉開，用2.5kV搖表測接地相對地絕緣，絕緣電阻小的那段為故障段，以此縮小查找范圍（當(dāng)然，在變電站出線側(cè)一定要做好掛接地線等安全保護(hù)措施）；二是將線路盡可能分段，然后逐級試合送電，與調(diào)度互動(dòng)配合，有零序電壓報(bào)警時(shí)該段為故障區(qū)段。
人工查找方法操作很麻煩，如果線路長、分支多、開關(guān)分段又少，那就不好操作了，再加上天色和天氣不佳，那就更不好處理了。建議還是采用一些設(shè)備投資少的科技手段來配合人工查找，可取得事半功倍的效果，既提供了供電可靠性和社會(huì)效益，也創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。
2、利用接地選線裝置和故障指示器來查找
變電站一般都安裝了接地選線裝置，雖然有時(shí)不準(zhǔn)，但可以為人工拉閘提供技術(shù)參考。然后在線路上安裝一些接地故障指示器（或者短路接地二合一故障指示器），以此指示接地故障途徑。比較可靠的接地故障檢測方法是采用信號源法，比較靈敏的的接地故障檢測方法是采用首半波法或者直流暫態(tài)分析法。建議采用兩種接地故障指示器相結(jié)合的方法來查找接地故障比較好，以信號源法為主，以首半波法或者直流暫態(tài)分析法為輔。
3、利用饋線自動(dòng)化方法來查找
如果用戶有錢，則推薦使用饋線自動(dòng)化方法來查找接地故障。該方法利用智能開關(guān)（電動(dòng)負(fù)荷開關(guān)、分段器、斷路器、重合器+FTU）的邏輯功能來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工查找方法，并可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障隔離、恢復(fù)和轉(zhuǎn)移供電。假設(shè)一條雙電源手拉手線路分成6段，即有5臺(tái)智能開關(guān)（雙側(cè)配三相五柱式信號PT或者電容式PT），中間那臺(tái)做聯(lián)絡(luò)，并以接地故障點(diǎn)在第一臺(tái)與第二臺(tái)智能開關(guān)之間為例，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：
⑴變電站將接地出線拉閘停電，線路上各分段智能開關(guān)自動(dòng)分閘。
⑵變電站合閘送電，電站零序電壓不報(bào)警，該區(qū)段恢復(fù)送電成功；第一臺(tái)智能開關(guān)FTU檢測到線電壓，但沒有檢測到零序電壓，則延時(shí)一段時(shí)間以后自動(dòng)合閘，因合到接地故障上而檢測到零序電壓，則立即分閘并“閉鎖”；第二臺(tái)智能開關(guān)也檢測到零序電壓，開關(guān)不動(dòng)并“閉鎖”，取消“得電延時(shí)自動(dòng)合閘”功能。
⑶中間聯(lián)絡(luò)開關(guān)檢測到單側(cè)失電，延時(shí)一段時(shí)間以后自動(dòng)合閘，因故障點(diǎn)不在該區(qū)段，沒有檢測到零序電壓，該區(qū)段轉(zhuǎn)移供電成功。
⑷聯(lián)絡(luò)開關(guān)送電后，第二臺(tái)智能開關(guān)檢測到線電壓，沒有檢測到零序電壓，但是有“閉鎖”在前，故取消“得電延時(shí)自動(dòng)合閘”功能，開關(guān)保持在分位。
⑸至此，接地故障點(diǎn)區(qū)段已被隔開，其它非故障區(qū)段都已經(jīng)恢復(fù)或者轉(zhuǎn)移供電。
4、改變中性點(diǎn)接地方式來查找
配電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)過消弧線圈接地方式，有利也有弊。針對故障查找困難的“弊端”和由此帶來的一些人身財(cái)產(chǎn)安全問題，用戶自己也在做進(jìn)一步的思考，思考出來的方案主要有兩種：
⑴將中性點(diǎn)改為經(jīng)小電阻接地。改造以后，利用出口斷路器的零序兩段保護(hù)功能和短路故障指示器，基本上可以解決掉70%左右的接地故障查找問題，但還有30%左右的中阻和高阻接地故障不好查找，可能還存在與線路熔斷器的保護(hù)配合問題。針對這種系統(tǒng)，比較好的解決方法是利用數(shù)字化的故障指示器，將線路零序電流（電纜）、線路總電流（架空）、對地絕緣電壓（架空）等指示器的測量數(shù)據(jù)通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到調(diào)度系統(tǒng)，經(jīng)綜合分析變電站實(shí)時(shí)和歷史信息，可判斷接地點(diǎn)位置。
⑵中性點(diǎn)改為小電阻+斷路器或者中電阻+高壓接觸器的模式。斷路器或高壓接觸器平時(shí)處于分位，只有當(dāng)檢測到系統(tǒng)零序電壓抬高以后才延時(shí)合閘，短時(shí)變?yōu)樾‰娮杌蛘咧须娮杞拥?，然后通過以小電阻接地方式下的檢測方法來查找故障。另外，由于中性點(diǎn)電阻的通斷可以靈活控制，則可以在消弧線圈動(dòng)作以后，再以一定的合分時(shí)序來控制電阻的通斷，以便讓保護(hù)裝置動(dòng)作或者讓接地故障指示器識(shí)別該信號并指示出接地電流途徑。

1.電機(jī)為什么會(huì)產(chǎn)生軸電流？
電機(jī)的軸---軸承座---底座回路中的電流稱為軸電流。
軸電流產(chǎn)生的原因：
（1）磁場不對稱；
（2）供電電流中有諧波；
（3）制造、安裝不好，由于轉(zhuǎn)子偏心造成氣隙不勻；
（4）可拆式定子鐵心兩個(gè)半圓間有縫隙；
（5）有扇形疊成的定子鐵心的拼片數(shù)目選擇不合適。
危害：使電機(jī)軸承表面或滾珠受到侵蝕，形程點(diǎn)狀微孔，使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)性能惡化，摩擦損耗和發(fā)熱增加，最終造成軸承燒毀。
預(yù)防：
（1）消除脈動(dòng)磁通和電源諧波（如在變頻器輸出側(cè)加裝交流電抗器）；
（2）電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，將滑動(dòng)軸承的軸承座和底座絕緣，滾動(dòng)軸承的外圈和端蓋絕緣。
2、為什么一般電機(jī)不能用于高原地區(qū)？
海拔高度對電機(jī)溫升，電機(jī)電暈（高壓電機(jī)）及直流電機(jī)的換向均有不利影響。
應(yīng)注意以下三方面：
（1）海拔高，電機(jī)溫升越大，輸出功率越小。但當(dāng)氣溫隨海拔的升高而降低足以補(bǔ)償海拔對溫升的影響
時(shí)，電機(jī)的額定輸出功率可以不變；
（2）高壓電機(jī)在高原使用時(shí)要采取防電暈措施；
（3）海拔高度對直流電機(jī)換向不利，要注意碳刷材料的選用。
3、電機(jī)為什么不宜輕載運(yùn)行？
電機(jī)輕載運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成：
（1）電機(jī)功率因數(shù)低；
（2）電機(jī)效率低。
會(huì)造成設(shè)備浪費(fèi)，運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)。
（1）負(fù)載過大；
（2）缺相；
（3）風(fēng)道堵塞；
（4）低速運(yùn)行時(shí)間過長；
（5）電源諧波過大。
4、為什么不能任意起動(dòng)寒冷環(huán)境中的電機(jī)？
電機(jī)在低溫環(huán)境中過長，會(huì)：
（1）電機(jī)絕緣開裂；
（2）軸承潤滑脂凍結(jié)；
（3）導(dǎo)線接頭焊錫粉化。
因此，電機(jī)在寒冷環(huán)境中應(yīng)加熱保存，在運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)對繞組和軸承進(jìn)行檢查。
5、電機(jī)三相電流不平衡的原因有哪些？
（1）三相電壓不平衡；
（2）電機(jī)內(nèi)部某相支路焊接不良或接觸不好；
（3）電機(jī)繞組匝間短路或?qū)Φ亍⑾嚅g短路；
（4）接線錯(cuò)誤。
6.為什么60Hz的電機(jī)不能用接于50Hz的電源？
電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)一般使硅鋼片工作在磁化曲線的飽合區(qū)，當(dāng)電源電壓一定時(shí)，降低頻率會(huì)使磁通增加，勵(lì)磁電
流增加，導(dǎo)致電機(jī)電流增加，銅耗增加，最終導(dǎo)致電機(jī)溫升增高，嚴(yán)重時(shí)還可能因線圈過熱而燒毀電機(jī)。
7.電機(jī)缺相的原因有哪些？
電源方面：
（1）開關(guān)接觸不良；
（2）變壓器或線路斷線；
（3）保險(xiǎn)熔斷。
電機(jī)方面：
（1）電機(jī)接線盒螺絲松動(dòng)接觸不良；
（2）內(nèi)部接線焊接不良；
（3）電機(jī)繞組斷線。
8.造成電機(jī)異常振動(dòng)和聲音的原因有哪些？
機(jī)械方面：
（1）軸承潤滑不良，軸承磨損；
（2）軸承室過大。
（3）緊固螺釘松動(dòng)；
（4）電機(jī)內(nèi)有雜物。
電磁方面：
（1）電機(jī)過載運(yùn)行；
（2）三相電流不平衡；
（3）缺相；
（4）定子，轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生短路故障；
（5）籠型轉(zhuǎn)子焊接部分開焊造成斷條。
9.電機(jī)軸承過熱的原因有哪些？
電機(jī)本身：
（1）軸承內(nèi)外圈配合過緊；
（2）零部件形位公差有問題，如機(jī)座、端蓋、軸等零件同軸度不好；
（3）軸承選用不當(dāng)；
（4）軸承潤滑不良或軸承清洗不凈，潤滑脂內(nèi)有雜物；
（5）軸電流。
使用方面：
（1）機(jī)組安裝不當(dāng)，如電機(jī)軸和所拖動(dòng)的裝置的軸同軸度不合要求；
（2）皮帶輪拉動(dòng)過緊；
（3）軸承維護(hù)不好，潤滑脂不足或超過使用期，發(fā)干變質(zhì)。
10.電機(jī)絕緣電阻低的原因有哪些？
（1）繞組受潮或有水侵入；
（2）繞組上積聚灰塵或油污；
（3）絕緣老化；
（4）電機(jī)引線或接線板絕緣破壞。

維護(hù)保養(yǎng)
一、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備和檢查
1、檢查電動(dòng)及啟動(dòng)設(shè)備接地是否可靠和完整，接線是否正確與良好。
2、檢查電動(dòng)機(jī)銘牌所示電壓、頻率與電源電壓、頻率是否相符。
3、新安裝或長期停用的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前應(yīng)檢查繞組相對相、相對地絕緣電阻。絕緣地那組應(yīng)大于0.5兆歐，如果低于此值，須將繞組烘干。
4、對繞線型轉(zhuǎn)子應(yīng)檢查其集電環(huán)上的電刷裝置是否能正常工作，電刷壓力是否符合要求。
5、檢查電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活，滑動(dòng)軸承內(nèi)的油是否達(dá)到規(guī)定油位。
6、檢查電動(dòng)機(jī)所用熔斷器的額定電流是否符合要求。
7、檢查電動(dòng)機(jī)各緊固螺栓及安裝螺栓是否擰緊。
上述各檢查全部達(dá)到要求后，可啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，空載運(yùn)行30分鐘左右，注意觀察電動(dòng)機(jī)是否有異?，F(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)噪聲、震動(dòng)、發(fā)熱等不正常情況，應(yīng)采取措施，待情況消除后，才能投入運(yùn)行。啟動(dòng)繞線型電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)將啟動(dòng)變阻器接入轉(zhuǎn)子電路中。對有電刷提升機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)放下電刷，并斷開短路裝置，合上定子電路開關(guān)，扳動(dòng)變阻器。當(dāng)電動(dòng)機(jī)接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，提起電刷，合上短路裝置，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完畢。
二、行中的維護(hù)
1、電動(dòng)機(jī)應(yīng)經(jīng)常保持清潔，不允許有雜物進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部；進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口必須保持暢通。
2、用儀表監(jiān)視電源電壓、頻率及電動(dòng)機(jī)的負(fù)載電流。電源電壓、頻率要符合電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)，電動(dòng)機(jī)負(fù)載電流不得超過銘牌上的規(guī)定值，否則要查明原因，采取措施，不良情況消除后方能繼續(xù)運(yùn)行。
3、采取必要手段檢測電動(dòng)機(jī)各部位溫升。
4、對于繞相型轉(zhuǎn)子電機(jī)，應(yīng)經(jīng)常注意電刷與集電環(huán)間的接觸壓力、磨損及火花情況。電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)斷開定子電路內(nèi)的開關(guān)，然后將電刷提升機(jī)構(gòu)扳到啟動(dòng)位置，斷開短路裝置。
5、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行后定期維修，一般分小修、大修兩種。小修屬一般檢修，對電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)設(shè)備及整體不作大的拆卸，約一季度一次，大修要將所有傳動(dòng)裝置及電動(dòng)機(jī)的所有零部件都拆卸下來，并將拆卸的零部件作全面的檢查及清洗，一般一年一次。

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