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電動機采用自耦變壓器起動的主要故障及應對措施分析

胡振幫
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摘要：自耦變壓器適用于交流50HZ、額定電壓380V，三相鼠籠型感應電動機作不頻繁降壓起動之用，利用自耦變壓器降壓的方法改善電動起動時對輸電網(wǎng)絡的影響。自耦變壓器主要應用在大型電動機與有載調(diào)壓的降壓起動中。本文結(jié)合筆者實踐工作經(jīng)驗，主要對電動機采用自耦變壓器起動的主要故障展開分析，并根據(jù)具體故障采取一定的應對措施，以保障電動機實現(xiàn)正常起動，從而確保整個電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

關鍵詞：電動機控制；自耦變壓器；起動故障；應對措施

由于自耦變壓器的繞組容量要比額定容量小許多，因此同等額定容量的情況下，自耦變壓器在尺寸、耗材及重量上都要比普通變壓器有優(yōu)勢，更加有利于安裝、運輸，并且占用空間相對較小，因此常被應用到大型電動機的起動控制當中。然而采用自耦變壓器降壓起動往往也會因為機械卡阻、電源電壓較低等問題致使電動機無法正常起動，從而影響整個電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，因此需要我們工作人員認真分析故障所在并采取有效的應對措施以排除故障。

一、起動過程分析

自耦變壓器降壓起動的原理是將電源電壓連接在自耦變壓器的高壓繞組上，然后將電動機的定子繞組連接在自耦變壓器低壓繞組上，自耦變壓器設置有兩組抽頭，60％與80％。如果線路選用的60％抽頭，那么此時電動機電源電壓僅為額定電壓的60％，電源起動電壓減小，則電流也會跟著較低，等到電動機轉(zhuǎn)速接近或達到額定轉(zhuǎn)速時，此時時間繼電器的常開觸點延時閉合，便會將自耦變壓器切除。至此，電動機便會在電網(wǎng)的額定電壓下正常的運行，從而有效避免大功率電動機起動給整個電網(wǎng)電壓造成的不穩(wěn)定影響，提升電動機和電網(wǎng)的運行效率、效益。

為了詳細探討自耦變壓器在電動機起動中的主要故障，本文結(jié)合筆者曾經(jīng)處理過的兩起電動機起動故障事件展開分析，具體的操作流程如下：

在起動電動機之前，首先用萬能表全面檢查電動機各繞組之間以及和電動機接地裝置之間的絕緣電阻是否合格、連接是否正確，同時檢查電動機軸承、聯(lián)軸器連接以及起動裝置、電動機基礎等是否正常。此外，還需要按照設備廠家說明以及電氣工程建設圖紙，嚴格校驗電動機是否存在過熱、速度整定值偏差以及控制回路故障等問題。通常時間繼電器動作時間整定為13s，這個時間值符合《自動減壓起動器》JB628-76中所規(guī)定的額定負載時間。

在起動第一臺電動機時，合上起動開關后，該電動機幾次都是在起動約13秒后，時間繼電器常開觸點自行閉合，接觸器在切換之后，總開關便會自動跳閘，而此時電動機的轉(zhuǎn)數(shù)低于額定轉(zhuǎn)數(shù)，無法正常起動，但是電動機在甩掉負荷后能夠單獨起動，并且運轉(zhuǎn)正常；而第二臺電動機則是在起動9s后主開關自動跳閘，無法完成正常起動。

二、起動故障診斷

由于第一臺電動機空載狀態(tài)下能夠正常起動且運轉(zhuǎn)正常，只有在負載時才會發(fā)生起動困難或者無法起動的問題，由此我們可以初步判定電動機和自耦變壓器并不存在故障，當然也不是造成無法起動的原因。那么電動機無法起動的原因則可能是負載過重或機械卡阻、電源電壓過低以及導絲截面阻抗較大這幾個方面。其中的任何一種原因都能導致電動機在負載情況下無法起動。

具體診斷時，我們先用萬能表測量電源電壓，若電源電壓一切正常（三相電為380V），則可以排除電源電壓較低這一原因；由于之前電動機在負載情況下一直運行正常，由此也可以排除負載過重的原因，為防止機械卡阻，我們可以請檢修技術工人進行全面的排查，也并未發(fā)現(xiàn)卡阻問題；為了確保檢查的全面性，我們又對電動機起動時的端子電壓實施了測量，這時發(fā)現(xiàn)端子電壓要比額定電壓低上許多，由此判定是這項原因?qū)е码妱訖C無法正常起動。根據(jù)自耦變壓器低壓起動的原理可知，電動機起動時的轉(zhuǎn)矩與電壓成正比，如果電壓偏低，則轉(zhuǎn)矩就比較低，從而使電動機起動時的轉(zhuǎn)速無法達到額定轉(zhuǎn)速，當通電13s以后，時間繼電器觸電延時閉合，此時接觸器會切換到全壓上來，由于一瞬間電壓改變過大，電動機的電流瞬時增大，主開關便會發(fā)生跳閘，從而致使電動機難以正常起動。

由于第二臺電動機是在起動9s后轉(zhuǎn)速突然增加，然后導致主開關跳閘從而無法正常起動，在對電動機整體情況進行分析以后，我們初步判定是控制回路發(fā)生了故障，更主要的是時間繼電器延時變短了，電動機轉(zhuǎn)速尚未達到額定轉(zhuǎn)速，接觸器便切換到全壓狀態(tài)，從而導致電動機電流瞬時增大，最終致使主開關跳閘。

三、故障的排除

對于第一臺電動機因為端子電壓偏低導致的無法正常起動問題，我們可以采取兩種有效的方法進行解決：一是適當提高電源電壓，讓端子電壓恢復到電動機額定電壓，從而保證電動機正常起動。二是將自耦變壓器的抽頭從60％提升到80％，以調(diào)整起動電壓，使起動電壓與電網(wǎng)電壓相契合，從而確保電動機能夠正常起動。從整個電氣系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益來看，提高電源電壓顯然有違電氣系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，所以最好選擇調(diào)整自耦變壓器的抽頭，這樣更加經(jīng)濟實用。而對于第二臺電動機，我們只需要將時間繼電器的動作時間調(diào)整到13s就可以了，這樣便能確保電動機起動的時間，使起動時轉(zhuǎn)速與額定轉(zhuǎn)速達到同步。

四、結(jié)語

總的來說，目前采用自耦變壓器來控制大型電動機的起動，已經(jīng)是一種非常普遍、成熟的起動控制技術了。但在實際起動中，可能會因為不同廠家所生產(chǎn)的電氣設備性能不同，或者電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定、自耦變壓器故障、負載故障等等原因，從而導致電動機起動故障，影響企業(yè)生產(chǎn)的正常進行。所以說，在實際工作中，我們應當加強電動機的檢驗檢修工作，認真總結(jié)電動機故障處理經(jīng)驗，面對具體問題時進行全面、綜合性的分析，并采取科學有效的處理措施，避免同一故障多次發(fā)生，為設備和企業(yè)生產(chǎn)的正常運行提供可靠的保障。

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