静止进相器常见故障与处理介绍

静止进相器常见故障与处理介绍
  静止进相器是专为大中型绕线式异步电动机设计制作、接于电动机转子回路的无功功率就地补偿装置。异步电动机正常运行后，静止式进相器采集电动机转子电流信号，经微处理器CPU处理后给可控硅晶闸管发出触发信号。由可控硅晶闸管组成的交—交变流器将工频电源变为和电动机转子电流同频率的附加电势，加在电动机转子回路中，改变转子电流和转子电压的相位关系，通过磁场进而改变电动机定子电流和定子电压的相位关系，减小功率因数角，提高电动机功率因数。定子电流下降，降低电动机自身铜损和温升，提高电动机的过载能力，从而改善电动机的运行状况。静止进相器自上世纪90年代问世以来，已广泛应用于工矿企业各种绕线式异步电动机的无功补偿，并取得了巨大的经济和社会效益。与此同时，在使用过程中，也不同程度地遇到了一些问题，现将我们多年来积累的一些静止进相器使用与改造经验进行一下总结。

1.静止进相器的常见故障:


1.1   晶闸管击穿

会造成静止进相器投入时，用于进相变压器一次线圈保护的低压空气断路器开关过流跳闸、熔断器熔断，或者虽能投入静止进相器、但投入后主电机电流下降幅度比正常时要小且电流波动大，指针式功率因数表指示不稳，表针摆动幅度较大，很短时间内静止进相器的主回路及电抗器发热严重。

1.2    冷却风机（风扇）故障
会造成静止进相器晶闸管和散热器室内的关键器件散热条件恶化，晶闸管和散热器发热严重，加速晶闸管和散热器的氧化老化过程，大大缩短其正常使用寿命。

1.3    主控板、触发板等故障
会造成不能正常投入静止进相器或投入后主电机电流下降幅度比正常时要小且电流波动大，指针式功率因数表指示不稳，表针摆动幅度较大，进相器主回路环流现象严重。

2.主要原因分析:


2.1晶闸管击穿是静止进相器的最常见的故障，我们认为主要有下列原因：

2.1.1晶闸管的本身质量问题：
晶闸管是一种电力电子器件，是晶体闸流管（Thyristor）的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957年美国通用电气公司开发出世界上第一台晶闸管产品，并于1958年使其商业化；晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。目前国内生产厂家很多，但各家质量又良莠不齐，因此选用优质的晶闸管是使用好静止进相器的关键。

2.1.2晶闸管的安装使用方法及使用细节不当：
晶闸管作为一种功率半导体器件，其使用时的合理散热至关重要，也是影响其使用寿命的重要因素。静止进相器的晶闸管一般是选用风冷散热器，很少使用水冷散热器，由静止进相器的生产厂家组合装配到静止进相器的晶闸管和散热器室内，上部或下部安装有冷却风机（风扇）。晶闸管和风冷散热器的组合装配要严格执行一定的技术要求，主要注意点有：
（1）晶闸管器件和风冷散热器台面是重要的导电和导热工作面，应保持清洁、平整，不能用手直接接触，并防止与异物触碰损伤，若发现台面被灰尘、汗渍、油脂等沾污，应用含有无水乙醇的清洁棉纱将其擦拭干净。
（2）晶闸管器件与风冷散热器接触表面不得涂抹导热硅脂、凡士林等介质，否则涂抹后，将会有损导电性能，并大大降低晶闸管器件与风冷散热器的正常使用寿命。
（3）晶闸管器件与风冷散热器接触表面应大小吻合，无碰伤、变形、氧化和沾污，若出现上述现象就应对风冷散热器接触台面进行精心打磨修复或予以更换风冷散热器（因为晶闸管器件的价值远高于风冷散热器），否则会严重降低晶闸管器件与风冷散热器的使用效能及使用寿命。
（4）晶闸管器件属于易碎器件，与风冷散热器的安装力应严格符合要求，最好在压力设备上进行装卸，紧固螺栓时应确保用力循环递进增加，放松紧固螺栓时应确保用力循环递进减少，以保证器件受力均匀，接触良好。
（5）晶闸管器件安装风冷散热器后，再用万用表进行相关测量与确认，进一步判定器件的三个极是否有短路或开路现象。
（6）将晶闸管器件、风冷散热器组合往静止进相器安装时，务必注意器件极性与电路的极性是否一致，及RC保护元件是否可靠连接。
总之，一般要确保晶闸管器件具备下列良好使用条件：环境温度-40℃～35℃  湿度≤80%  风冷：进风温度≤40℃  风速≥6m/s 。

2.1.3静止进相器本身电路设计有缺陷或使用投切方法不当：
   个别静止进相器的生产厂家由于对静止进相器现场客观使用环境了解不够，在电路设计时只是简单地把绕线式电动机起动时转子回路短接接触器的闭合信号作为能投切条件，这是不恰当的，不准确的，异步电动机起动时，作用在电动机轴上的有两种转矩，一种是电动机产生的电磁转矩，另一种是所拖动机械作用在轴上的负载转矩和风阻、摩擦等所产生的反转矩，二者的相互关联作用体现了电动机的实际起动状况，而起动过程中两个转矩又是各自变化的，这就决定了异步电动机起动过程的复杂性即异步电动机起动过程中电流大小、变化是受到多种因素的影响和制约的，工作在现场的绕线式异步电动机，往往在其配备的起动器中用于短接转子回路的短接接触器闭合动作时、电动机还未真正达到额定工况运行转速，即还在加速起动过程中，这时如果进行投切静止进相器，由于异步电动机的电流还未下降回落到稳定的运行电流，就会对静止进相器的晶闸管产生较大的过负荷冲击，极易使其击穿损坏！

2.2 冷却风机（风扇）故障也是影响静止进相器能否安全正常使用的重要因素
冷却风机（风扇）是静止进相器为改善晶闸管器件的使用条件而配备的重要辅助设备，对其质量要求应该很高，不能认为只是辅助设备，暂时损坏后不会影响静止进相器的投切使用！其实晶闸管器件的使用条件要求是比较严格和苛刻的，冷却风机（风扇）一旦出现故障不能正常运转，将会给使用中的晶闸管器件带来散热条件急剧恶化的严重后果，必将大大降低晶闸管器件的使用效能及使用寿命。冷却风机（风扇）的最常见故障是电机烧坏、扇叶停转，主要原因多是制造质量缺陷、轴承进灰和日常维护不到等。

2.3 主控板、触发板等故障也是影响静止进相器能否安全正常使用的一个重要方面，主要原因多是电子线路设计不合理或选用电子元件质量不过关造成的。

3．主要改进改造措施:

  为使静止进相器更加安全可靠的使用，根据以上对其常见故障及原因分析，我们主要采取了下列改进改造措施：
3.1 严格把关备品配件的产品质量，例如晶闸管器件、冷却风机（风扇）等均选用正规厂家的优质品，更换时均按产品说明书的要求精心操作、注重细节。
3.2 改造静止进相器的控制线路，不再简单地把绕线式电动机起动时转子回路短接接触器的闭合信号作为能投切条件，而是增加了一段时间延时及电流检测联锁，在绕线式电动机确实起动完毕电流正常后，才能允许进相器投切操作。
3.3 将采取分流器采样型的静止式进相器全部改成用优质霍尔传感器采样、九点智能算法型静止式进相器，可提高采样精度及无功补偿效果。