区乔得
（曲靖高级技工学校，云南曲靖 655000）
电力变压器冷却风扇电机故障原因分析与修理
区乔得
（曲靖高级技工学校，云南曲靖655000）
在电力系统中，电力变压器是非常重要的变电设备，电力变压器的运行情况会直接影响到整个电力系统的安全、有效运行。其中冷却风扇是电力变压器风冷系统的重要部件之一，在电力变压器运行中主要起到冷却的作用，不仅可以提高电力变压器运行效率，也有利于延长电力变压器的使用寿命。相反，一旦冷却风扇出现故障，势必会降低电力变压器运行效率，甚至会影响到整个电力系统的安全、有效运行，因此加强电力变压器冷却风扇电机维护及故障处理工作显得尤为重要。本文主要介绍了电力变压器冷却风扇的组成，分析了冷却风扇电机故障的原因以及相应的处理对策，并且提出了几点修理冷却风扇电机绕组烧毁的措施。
电力变压器冷却风扇电机故障原因分析修理措施
电力变压器在变电站以及发电厂中是必不可少的主要设备之一，在电力变压器运行的过程中会产生大量的热消耗，仅仅通过自然空气冷却并不能达到良好的散热效果，一旦电力变压器产生的热量累积到一定限度的情况下，极易导致电力变压器局部温度过高，进而加速绝缘老化，严重的话可能会造成过热损坏，缩短电力变压器的使用寿命，甚至可能导致意外事故。冷却风扇主要是起到冷却、降温的效果。目前，很多大中型电力变压器中的冷却方式采用的是自然油循环吹风的冷却方式，按照空气动力学计算可知，相对于自然冷却散热量而言，吹风冷却的散热量可以增加8.7倍左右，可以提高30%左右电力变压器容量。但是，在电力变压器实际运行过程中，常常会因为各种原因损坏电力变压器冷却风扇电机，对电力变压器散热造成很大影响，进而影响到电力变压器的正常、有效运行。因此，有必要深入分析电力变压器冷却风扇电机的常见故障原因，总结有效的修理措施。
1 关于电力变压器冷却风扇的组成
一般而言，电力变压器冷却风扇主要由两大部分组成，包括专用的鼠笼式三相异步电动机以及轴流式风扇，其中轴流式风扇主要是在电机转子轴端安装。通常情况下，风扇自身不会出现故障，主要是配套应用的风扇电机控制箱或者三相异步电动机出现故障，其中大概94%左右故障都是因为三相异步电动机影响所致。因此，对专用三相鼠笼式异步电机出现故障的原因进行准确分析判断，并且及时采取有效的修复措施，对于提高电力变压器的散热量，确保电力设备的高效、安全运行都具有极其重要的作用。
2 电力变压器冷却风扇电机故障的主要原因分析以及相应的修理办法
2.1机械故障
大概有30%-40%左右电力变压器风扇电机故障主要是由于电机轴承受到损坏所致。常见的电机轴承损坏故障包括两种形式：①轴承抱死。这种现象是指电机转子无法正常转动，这样的话会由于电机堵转使三相短路，进而使控制系统损坏，使电机烧毁。②轴承磨损。一旦轴承出现磨损的情况下，会增加轴承之间的间隙，从而使发电机的定子和转子发生摩擦扫膛，这样会升高定子的温度，加快绕组的绝缘老化，也有可能会烧毁。
故障处理办法：针对电机轴承损坏的问题，一旦发现电机轴承抱死，无法转动或者轴承磨损的情况，应及时更换新的电机轴承，选用精度等级为P5的高速电机专用轴承。
2.2电器故障
2.2.1电机进水受潮
因为基本上电力变压器冷却风扇的安装都是和室外的电力变压器散热器中部垂直，因此电力变压器的冷却风扇极易进水，进而受潮。经过统计、分析相关的损坏电力变压器冷却风扇电机的烧毁情况，大概30%左右电扇电机烧毁是由于不慎进水受潮所致。这主要是因为电力变压器冷却风扇电机在进水后，会在短时间内快速降低电机绕组的绝缘等级，很容易出现匝间短路、对地击穿、相间击穿等现象，最终会烧毁电机。其次，电力变压器冷却风扇电机在进水受潮后，会导致电机轴承锈蚀，进一步加重电机轴承的磨损程度，也有可能会出现电机转子堵转或者轴承卡死的现象。
故障处理方法：为了有效避免电力变压器冷却风扇电机进水受潮，应该进一步优化设计室外安装的风扇电机结构设计，加强冷却风扇电机的防护等级，尽可能避免雨水进入冷却风扇电机内，或者使电机受潮。如果冷却风扇电机已经损坏需要修复的情况下，应进一步加强端盖和引线、电机止口、轴等部位之间的防水措施，尽可能避免冷却风扇电机进水。
2.2.2缺顶运行故障
缺相运行风扇电机在实际运行过程中，由于控制箱故障、线路故障、三相电源缺相故障，都有可能会导致缺项运行现象。在缺顶运行的过程中，三相电机在较短的时间内可能会烧毁绕组。
故障处理办法：为了避免出现缺顶运行现象而烧毁绕组，应该增加设置一个断相保护电路，同时电站修试人员应该定期进行检修，相应的值班人员也需要定期进行巡视，一旦出现异常情况，应及时进行相应的处理，确保冷却风扇的正常、高效运行。
2.2.3电源不正常
电力变压器冷却风扇电机的配套属鼠笼式三相异步电动机实际工作运行很容易受到电源的影响，一旦冷却风扇的动力电源电压出现波动的情况下，很容易导致三相电压、欠电压、过电压失衡现象，从而影响到冷却风扇电机的工作性能，进而影响到风扇电机的正常运行，严重的情况下还有可能会损坏电机。
故障处理办法：有必要在电路中安装欠电压以及过电压保护电路。如果在冷却风扇动力电源消失的情况下，响起警铃，在主控盘出现电源故障的相关信号，应该立即查找相应的故障原因，及时采取有效的处理措施。如果是主变压器的两组动力电源消失的情况下，冷却风扇会全停，而且电力变压器的温度会持续升高。如果是站用变压器出现故障导致冷却风扇全停的情况下，应先将站用变压器供电恢复，然后再一一逐项进行处理。如果站用电屏电源熔断器被熔断导致冷却风扇全停的情况下，应仔细检查冷却风扇控制箱中的电源进线是否出现故障，将该部分的故障排除后，然后将每一个冷却风扇的选择开关放置在“停止”的位置上，最后再将动力电源强制送上去，恢复电源供应后再逐一将每一个冷却风扇的正常运行恢复。假如不成功的情况下，应仔细检查用电电源是否出现异常，同时应检查从站用电到冷却器控制箱的这部分电缆是否完好。如果是由于冷却风扇控制箱的电源自动将回路切换造成冷却风扇全停，应立即手动将备用电源投入，即可使冷却风扇马上回复正常运行。如果备用电源以及工作电源全部发生故障的情况下，处理难度较大的话应立即向上汇报进行调度，申请将负荷调度、转移。在出现故障后应密切监视变压器的油温变化情况，以防油温过高而使变压器烧损，使电力变压器使用寿命缩短。
3 对于风扇电机绕组烧毁的修理办法
3.1电力变压器冷却风扇电机绕组
电力变压器冷却风扇电机属于微电机，电机电压为380V，功率为0.25kW，转速是1400r/min，绝缘等级介于A-E级，采用工作的方式进行连接。目前，电力变压器冷却风扇电机的信号较为常见的包括3F2-4、BF-40℃、JWF-600、JOSZI-4等系列。绕组匝数介于170—210匝左右，绕组的线径大概介于0.32-0.42之间，应绕组的匝数相对较多，线径相对较小。根据实际情况统计表明，一旦电机绕组出现故障的情况下，大多数绕组匝间绝缘都已经被破坏，因此在电机绕组出现故障的情况下必须重绕修理，不能局部绕组修理。
3.2电力变压器冷却风扇电机绕组的重绕修理办法
3.2.1完整记录电机绕组拆线前的相关数据
在电机绕组拆线之前，应详细记录好铭牌的相关数据，或者进行统一的编号，使铭牌保持完好。同时，应标记好每一个电机的端盖、转子以及定子，切不可互换使用，也不可乱堆乱放，不然的话可能会对修复后的性能造成很大影响。关于电机绕组的相关数据应记录的内容主要包括引出线位置、线径、节距、极相组数（也即是线圈组数）、绕组形式、定子槽数、接线方式、并绕根数、匝数、绝缘结构等。
3.2.2定子铁心应进行拆线清理
对定子进行拆线的过程中，可以应用低温冷拔的方式，应尽可能防止高温拆线对铁心绝缘造成破坏。在完成拆线后应将铁心槽内滞留的电弧瘤或者残余绝缘彻底清除干净。在完全清除干净后，应该采用中性溶剂再次进行清洗，然后将其烘干，最后垫槽进行绝缘。
3.2.3绕制线圈
在绕制线圈的过程中，应严格根据原线型以及相关的技术手册选择合适的电磁线。而且应该按照电机的型号，根据技术手册中规定的线模尺寸数据选择线圈的几何尺寸，最佳的几何线圈尺寸应有电机的定子实物来决定。在绕线时应注意避免电磁线绝缘受到损伤。
3.2.4嵌线
在饶好线圈后将槽绝缘垫入，就可以根据原绕组结构形式慢慢下线，在对绕组下线的过程中必须确保绝缘结构不会受到破坏，一旦出现绝缘损伤应立即采取相应的处理措施。在嵌线的过程中，相绝缘应该按照顺序依次垫入，在完成下线后，应对相间绝缘以及每个极相组进行检测，确保全部合格后再认真、仔细核实整个线圈的首端、尾端，根据原来的接线方式进行接线。
3.2.5绑扎以及引出线
对于微电机而言，端部必须进行绑扎，在绑扎端部的过程中应将机壳以及绕组之间的空气隙距离充分考虑进来，从而保证绕组的绝缘等级相符相应的要求。而对于引出线应采用防水电缆，在引出时应根据原设计进行引出。
3.2.6绝缘漆浸渍以及烘干
在绕组重绕修理中，微电机浸渍是非常关键的一道工序，必须严格按照相关的标准以及要求进行浸漆，在浸漆后应及时烘干，因此建议应用干燥设备以及真空浸漆。
3.2.7清理及组装
电机定子经过浸漆干燥后，应将电机定子铁心膛中滞留的一些绝缘漆彻底清理干净，通过对定子绝缘进行初步检测，结果检测绝缘合格后就可以马上组装转子。但是需要特别注意的是，在安装的过程中必须严格根据拆线时做好的标记进行组装，千万不能相互交换错装。如果接触面容易进水的情况下，应在接触面上进行防水处理，或者也可以涂一层防水胶。
3.2.8出厂试验
出厂试验是最后的一个环节，对于每一台冷却风扇电机出厂之前，应该对电机进行负载试验、短路试验、空载试验、耐压试验、绝缘电阻试验等。只有这些试验项目的检测结果和国家制定的相关标准及要求完全相符的情况下，才可以允许出厂应用。
综上所述，电力变压器冷却风扇是保障电力变压器正常、安全运行的重要部件之一，也是影响电力变压器使用寿命的关键部件，一旦冷却风扇运行出现故障会对电力变压器乃至整个电力系统造成很大的影响，甚至会引发事故。电机故障是冷却风扇故障的常见形式，在实际运行中，应注意妥善处理电机机械故障、电器故障，注意烧毁绕组的重组，确保冷却风扇的正常运行，进而保障电力变压器的安全、正常运行。
［1］实用中小电机手册［J］.辽宁科学技术出版社，2013.
［2］供用电技术规程汇编［Z］.国家水利电力部，2013.
