探析工厂电气设备故障其维护

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摘 要本文主要分析了化工企业电气设备的故障类型与原因,并根据这些故障提出相应的维护措施.希望通过这些有益的探讨,共同促进企业电气设备能够长期、稳定、安全运行,为化工设备的运行做好技术保障；

关 键 词电气设备；电动机；变频器；故障；维护

中图分类号TM92文献标识码A文章编号1674-6708（2013）108-0152-02

0引言

近几年,随着我国经济的不断发展和进步,对化工产品的需求也进入了高峰期.我国化工设备同发达国家虽然有一定差距,但其电气设备国际化和高端化的趋势也越来越明显.本文针对化工生产企业电气设备的主要故障进行分析,结合笔者工作经验,提出相应的维护方案.

1电气设备的主要故障分析

1.1电动机的故障

在化工生产设备运行过程中,电动机故障是较为常见、对设备运行影响较大的故障之一.电动机出现故障的原因主要有两个方面：第一,启动电器发生了故障,启动电器同电动机是相匹配的关系,当电动机启动时也出现故障,相关工作人员应该检查变频器的状态、电器连锁的状态、软启动器的状态与星三角转换电路的运行情况是否处于正常情况下；第二,电动机的内部绕组出现短路故障,致使局部的绕组因短路而被烧毁,因此电动机无法正常运作,停止工作.如果怀疑是电动机本身出现了故障,相关工作人员可以采取拿万用电表的电阻档去测量电动机各个绕组的电阻值,通过对测量值的分析,从而确定故障原因是否为电动机本身.

1.2变频器的故障

1.2.1变频器的谐波问题

在通用的变频器的结构组成中,一般其主电路的形式都包含着三个部分,即滤波部分、整流部分和逆变部分.其中,逆变部分通常是IGBT的三相桥式逆变器,输出的是PWM波形；而整流部分通常是不可控三相全波整流器[2].此外,通用的变频器输出的电压以基波为主,但其中却仍然夹杂着其他的谐波,且低次谐波对电动机的负载会产生很大的影响,引发电动机转矩脉动.同时,高次谐波又可能在一定程度上增加变频器所输出的电缆漏电的电流,导致电动机组出力不足[1].

1.2.2变频器与负载的匹配问题

化工生产企业内所使用的生产设备不仅种类繁多,而且其性能要求、工艺要求都各不相同.在工业界将转矩特性通常分为恒转矩负载、恒功率负载、以及风机泵类负载三种类型.而在选用变频器时,必须根据负载类型的不同,选择与之相适应的变频器.其中,恒转矩负载指不管在任何的转速下,负载转矩TL始终保持恒定不变,且与转速没有直接关联.同时,恒转矩负载还可以细分成两种负载类型,即位能式负载与摩擦类负载.位能式负载对能量回馈制动功能与启动转矩的要求非常的大,在很短的时间内就可以实现正转和反转,选择与之相适应的变频器时,可以选用四象限运行变频器.而摩擦类负载对制动转矩的要求是应达到100%左右的额定转矩,对启动转矩的要求是达到150%左右的额定转矩.因此选择与之适应的变频器时,可以选用启动转矩大、制动转矩大、过载的能力强、过载的时间长,且具备恒定的转矩特性的变频器.

恒功率负载指当负载功率为恒定值时,同转速之间没有直接关联；或者是负载功率PL是固定值的时候,负载转矩用转速之间的负载特性的呈现为反比.恒功率负载受变频器的驱动时,必然是控制在一定范围的速度变化内.一般情况下,可以在低于某一个转速点的条件下选取恒转矩进行调速,高于此转速点的条件下可以选取恒功率进行调速.工业界将此转速点定义为基频,而与基频相对的电压值就是变频器所输出来的额定电压值.

风机泵类负载从根本上说属于平方转矩负载,在化工生产企业的现场使用中,风机泵类负载并不需要应用高性能的变频器,通常只需要选用既具可靠性,又有很高的经济性的变频器.在实际运行操作的过程中,风机泵类负载的转动惯量非常的大,给变频器减速时间控制与加速时间控制带来麻烦.因此,在设计变频器的过程中,如果在启动变频器的时候不会出现过流跳闸现象,且减速时不会出现过压跳闸现象,那么应该选择最短的时间.

1.2.3变频器发热的问题

一般情况下,变频器的内部损耗是使其出现发热问题的主要原因,而变频器的内部损耗以主电路损耗为主,约占变频器总损耗的97%左右,剩下的3%为控制电路的损耗.变频器出现发热问题主要表现为两种形式,第一种形式是在额定的范围内变频器正常运行时的损耗；另一种形式是在非正常的运行条件下变频器出现的耗损情况.

2电气设备的维护措施

2.1电动机的相关维护措施

第一,保持电动机所处环境的干燥,定期对电动机进行清洁打扫,使其表面始终保持清洁状态,查看进风口周围是否有灰尘或纤维,以防阻碍进风口；第二,如果发现电动机热保护出现故障,连续发生不正常的动作,则寻求检查故障原因,查看是电动机本身出现故障,或者是保护装置的整定值过于太低.对症下药,将故障消除以后才能够重新投入运行；第三,在电动机运行的整个过程中,都应该保证其具备足够的润滑效果.一般情况下,电动机在运行4500个小时之后就应该补充润滑脂,必要时还应该更换润滑脂.而如果电动机在运行的过程中轴承温度过高,或者是润滑已经变质,必须立即停止作业,并更换润滑脂；第四,如果电动机在运行的过程中出现了较大的振动或是较大的噪声,则有可能是其轴承出现了故障,应对轴承进行检测,查看其径向游隙值,必要时应该更换轴承.

2.2变频器的维护措施

当变频器的谐波出现问题时,应采取相关维护措施进行抑制.具体方式如下：第一,加大变频器的供电电源的内阻抗.供电电源的内阻抗即变压器短路阻抗,能够对变频器的直流滤波电容无功功率起到缓冲的功效.如果变频器的容量大于电源容量,内阻抗的值越大,谐波的含量就会减小.而变频器的容量小于电源容量,内阻抗的值越大,谐波的含量也会变大.因此,选用的变频器必须具备较大的短路阻抗；第二,根据具体情况对变频器的谐波载波比进行适当的调节；第三,选用变频器专用滤波器,以此对变频器的谐波电流相位与电流幅值进行检测,当此电流同谐波电流的相位相反、幅值相同,用于吸收变频器的谐波电流才具有显著的效果.

当变频器出现发热问题时,可以利用风扇进行散热或将变频器所处环境的温度进行适当降低.其中,风扇散热主要指利用变频器内装风扇,通过扇走其箱体内产生的热量进行散热,当风扇处于非正常工作状态时,应该停止变频器的工作.一般情况下,通用变电器作业环境的温度应该控制在零下10℃-40℃,只有为其创造温度适宜的作业环境,可有效延长变频器的使用期限,使其性能保持稳定状态.

3结论

化工生产企业电气设备的维护工作对化工生产的科学运作具有非常重要的意义,相关的技术人员都必须重视电气设备的维护工作.通过仔细检查和研究化工生产电气设备出现故障的原因与故障类型,做到及时发现和及时处理,确保生产安全和高效.