PDF《珠海发电厂电动给水泵电动机保护动作分析》

3 机组故障录波器记录 从机组故障录波器调出 1A 2段工作电源进线 开关

52 A 的相应记录, 可以发现在启动电动给水 泵前, 各相负荷电流大约为

530 A左右, 而在电 动给水泵启动后将近

2 s 左右时, 各相电流基本 稳定在

2 500 A 左右 ( 有效值) . 在启动

2 s 后, 电动给水泵发生故障 , 此时 I a, I b, I c 相电流发生突变, 调出 1A

2 段工作电源 进线开关

52 A 的相应记录 , 发现 A , B , C 最大 故障电流(有效值)分 别变为6970 A ,

11 800 A ,

5 970 A .零序电流 3I 0数值较小, 约为 几十 A .

2 初步分析 ( 1) 根据

1 号电动给水泵马达综合保护继电 器MPR469 上的保护动作记录, 有B相接地保护 和B相差动保护动作 , 显然故障与 B 相有关. ( 2)根据录波数据, 故障时 U a b, U b c 的电压 明显下降, 而Uca则基本正常.因此可以认为 A , C 两相是健全的. ( 3)本厂

6 k V 系统的接地方式为经过中电阻 ( 7.

2 Ψ )接地, 发生单相接地短路时 , 最大短路 电流约为

500 A .而从录波图上的 B 相电流达到

10 000 A 以上, 两者差别甚大, 另外零序电流仅 为几十 A , 因此 , 可以排除发生单相接地故障的 可能性 . ( 4) 根据录波器的波形, 可以画出发生故障 前后电动给水泵电流的向量图 , 如图 1所示. 从图 1来看 , 与发生 B 相匝间短路故障典型 的电流矢量图非常类似.综合前面几点分析, 初 步判断是 B 相绕组发生了匝间短路故障 . 图1故障前后电流矢量图 F i g .

1 C u r r e n tv e c t o rg r a p hb e f o r ea n da f t e rf a u l t

3 理论推导 假设 1号电动给水泵马达确实发生了 B 相绕 组匝间短路 , 并以此为前提进行以下理论上的推 导. 1号电动给水泵马达发生 B 相绕组匝间短路 示意图如图 2所示. 图2电泵马达 B相绕组匝间短路示意图 F i g .

2 D i a g r a mma t i cg r a p ho fs h o r t c u t i nBp h a s ew i n d i n go fmo t o r 为推导计算简单, 在图

2 中, 设各相绕组阻 抗为 1, B 相绕组发生了绕组间短路 , 剩余阻抗为 n ( n <

1) , 则三相绕组不再对称, 根据 Y - 变换 , 将Y形变为 [ 1] , 如图 3所示. 图3Y-变换后等效电路图 F i g .

3 E q u i v a l e n t c i r c u i t a f t e r Y - t r a n s f o r ma t i o n 则 各相阻抗为 [ 2] : Z a b =

1 + 2n , Z b c =

1 + 2n , Z c a =

2 + 1/n ,

73 电力科学与工程2010年则Iab=UabZab=Uab1+2n I b c = U b c Z b c = U b c

1 + 2n I c a = U c a Z c a = U c a

2 +

1 /n 进而求出各相进相电流: I A = I a b - I c a I B = I b c - I a b I C = I c a - I b c 根据以上公式的推导, 可得出 , 在不对称负 荷时, 各相电流矢量图如图 4所示. 图4发生 B相绕组匝间短路后的电流矢量图 F i g .

4 C u r r e n t v e c t o rg r a p ha f t e rs h o r t c u t i nBp h a s ewi n d i n g 从图中可以看出 , B 相绕组匝间短路后的电 流矢量图与电动给水泵发生故障后的电流向量图 基本相符, 所以可以判断, 电动给水泵的 B 相绕 组发生了匝间故障.

4 电动给水泵解体后进一步验证 根据上海电机厂反馈的信息, 这次故障是由 B 相绕组的首尾发生短路造成的 , 从图 5上进行 进一步的验证 [ 3] . 图5电动给水泵 B相首尾短路示意图 F i g .

5 D i a g r a mma t i cg r a p ho f e n d - t o - e n d s h o r tc u t i nBp h a s ewi n d i n g 由图 5可知 , 由于 B 相首尾短路 , 相当于 B 相绕组阻抗为 0, 实际上 A相绕组上的电压由相 电压 U A 变为了线电压 U A B, C 相绕组上的电压由 故障前的 U C 变为了故障后的 U C B, 如图 6所示. 图6故障前后加在 B相绕组上的电压的变化 F i g .