6 kV電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組引線燒毀故障查找

張存壽

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

6 kV電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組引線燒毀故障查找

張存壽

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

近年來(lái)公司化肥業(yè)務(wù)6 kV電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組引線燒毀故障頻繁出現(xiàn)，如果不能快速準(zhǔn)確找出故障點(diǎn)將導(dǎo)致公司電網(wǎng)波動(dòng)，或者造成事故進(jìn)一步擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)燒毀、全廠停車，這將無(wú)法保障公司電網(wǎng)供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性、可靠性和持續(xù)性，達(dá)到化肥尿素裝置安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行的目的。如何準(zhǔn)確查找判斷6 kV電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部引線故障，是調(diào)試試驗(yàn)作業(yè)人員面前的一道難題，本文將對(duì)6 kV電動(dòng)機(jī)內(nèi)部引線燒毀故障查找的方法和思路展開(kāi)探討。

絕緣電阻；直流電阻；Y-△轉(zhuǎn)換

中國(guó)石油寧夏石化公司化肥業(yè)務(wù)，共有三套化肥生產(chǎn)裝置，一套復(fù)合肥裝置。化肥一廠年產(chǎn)合成氨30萬(wàn)噸、尿素52萬(wàn)噸，化肥二廠年產(chǎn)合成氨45萬(wàn)噸、尿素78萬(wàn)噸，復(fù)合肥年產(chǎn)達(dá)到40萬(wàn)噸，已經(jīng)停運(yùn)，化肥三廠屬于國(guó)產(chǎn)首套大化肥項(xiàng)目，年產(chǎn)合成氨45萬(wàn)噸、尿素80萬(wàn)噸，正在開(kāi)車階段。另外，還擁有化工延伸加工、聯(lián)醇、甲醛、水穩(wěn)劑等精細(xì)化工，新型建筑材料加工、園林綠化、工程技術(shù)服務(wù)等等?？傆秒娯?fù)荷約為40 MW，自備發(fā)電機(jī)兩臺(tái)?？傋冸娝腔蕵I(yè)務(wù)的供電中心，擔(dān)負(fù)著受電、變電和配電的任務(wù)。由外電網(wǎng)提供的110 kV兩路電源，經(jīng)過(guò)三臺(tái)主變降到6 kV，在6 kV變電所通過(guò)電纜或架空線路分配到化肥業(yè)務(wù)各個(gè)車間及變電所。

2017年7月1日，化肥裝置檢修開(kāi)車過(guò)程中，工藝啟動(dòng)4115-K3M后，總變6 kVⅠ母消弧裝置報(bào)A相弧光接地后金屬性接地且無(wú)法復(fù)位，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)4115-K3M電動(dòng)機(jī)內(nèi)部引線絕緣燒毀，工藝啟動(dòng)時(shí)電流過(guò)大，造成弧光接地。2012年12月7日，工藝啟動(dòng)尿素2#產(chǎn)品氣風(fēng)機(jī)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作，校驗(yàn)保護(hù)裝置正常，測(cè)量電動(dòng)機(jī)絕緣電阻、直流電阻正常，進(jìn)一步檢查后發(fā)現(xiàn)2#產(chǎn)品氣風(fēng)機(jī)內(nèi)部B相引線1/3燒毀，啟動(dòng)時(shí)對(duì)外殼放電。如何準(zhǔn)確查找判斷類似6 kV電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部引線故障，是調(diào)試試驗(yàn)作業(yè)人員面前的一道難題，本文將對(duì)6 kV電動(dòng)機(jī)內(nèi)部引線燒毀故障查找的方法和思路展開(kāi)探討。

1 電動(dòng)機(jī)定子繞組接法介紹

1.1 電阻星三角接法

Y接 、△接（見(jiàn)圖1）。

圖1 電阻星三角接法

表1 交流電動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)項(xiàng)目、周期和要求

1.2 電阻星三角等效變換[1]

1.3 根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DLT/596-1996）[2]

常規(guī)三相異步電動(dòng)機(jī)定子繞組預(yù)防性試驗(yàn)絕緣電阻、直流電阻的相關(guān)規(guī)定（見(jiàn)表1）。

從表1看出，常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)測(cè)量定子繞組的絕緣電阻和直流電阻，相關(guān)要求：

（1）6 kV電動(dòng)機(jī)絕緣電阻不低于6 MΩ；

（2）6 kV電動(dòng)機(jī)直流電阻主要考慮不平衡率：中性點(diǎn)未引出者，可測(cè)量線間電阻，其相互差別不應(yīng)超過(guò)1%（化肥業(yè)務(wù)6 kV電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)均未引出）。

2 油改氣變6 kV電動(dòng)機(jī)4115-K3M

常規(guī)電動(dòng)機(jī)本體預(yù)防性試驗(yàn)測(cè)量結(jié)果如下：

（1）絕緣電阻（2 500 V），測(cè)量結(jié)果（見(jiàn)表2）。

表2 絕緣電阻測(cè)量結(jié)果

（2）直流電阻測(cè)量結(jié)果（見(jiàn)表3）。

表3 直流電阻測(cè)量結(jié)果

上述兩表數(shù)據(jù)對(duì)照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DLT/596-1996）相關(guān)要求：①6 kV電動(dòng)機(jī)絕緣電阻不低于6 MΩ；②6 kV電動(dòng)機(jī)直流電阻主要考慮不平衡率：中性點(diǎn)未引出者，可測(cè)量線間電阻，其相互差別不應(yīng)超過(guò)1%（化肥業(yè)務(wù)6 kV電動(dòng)機(jī)中性點(diǎn)均未引出）。

以上數(shù)據(jù)均為合格。

（3）經(jīng)驗(yàn)判斷，A相絕緣低于B、C兩相，應(yīng)該存在問(wèn)題。

（4）根據(jù)1.2.2公式換算電動(dòng)機(jī)定子繞組直流電阻（見(jiàn)表4）。

表4 換算電動(dòng)機(jī)定子繞組直流電阻

根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DLT/596-1996）不平衡率＜1%的要求，同樣不能判斷A相繞組故障，但是A相繞組直流電阻比B、C繞組電阻明顯偏大。

（5）根據(jù)電阻公式[3]：

其中：ρ－導(dǎo)體材料電阻率，Ω·mm2；l－導(dǎo)體長(zhǎng)度，m；S－導(dǎo)體橫截面積，mm2。

同一電動(dòng)機(jī)ρ－導(dǎo)體材料電阻率、l－導(dǎo)體長(zhǎng)度應(yīng)該相同，電阻R與S-導(dǎo)體橫截面積成反比關(guān)系，RA=94.23 MΩ相比RB、RC偏大，故判斷電動(dòng)機(jī)A相繞組橫截面積減小。

（6）初步結(jié)論：①通過(guò)工藝退出油改氣變6 kV電動(dòng)機(jī)4115-K3M運(yùn)行后，總變6 kVⅠ母消弧裝置報(bào)“A金屬性接地”成功復(fù)位，確定故障點(diǎn)就是4115-K3M；②根據(jù)直流電阻Y-△換算及絕緣測(cè)量，判斷：4115-K3M電動(dòng)機(jī)A相繞組存在問(wèn)題；③現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)電動(dòng)機(jī)接線盒防爆面，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)定子繞組A相引線大面積燒毀。

3 尿素2#產(chǎn)品氣風(fēng)機(jī)B相引線燒毀故障分析

（1）2012年12月7日，工藝啟動(dòng)尿素2#產(chǎn)品氣風(fēng)機(jī)時(shí)，保護(hù)裝置報(bào)文：“B相高定值過(guò)流動(dòng)作”，可以確定故障點(diǎn)在B相。

（2）校驗(yàn)保護(hù)裝置正常，測(cè)量電纜絕緣、電動(dòng)機(jī)絕緣電阻、電動(dòng)機(jī)直流電阻，根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DLT/596-1996）相關(guān)規(guī)定可以判定為合格，但是測(cè)量結(jié)果存在微小差別不能確定電動(dòng)機(jī)故障點(diǎn)。

（3）使用直流電阻Y-△換算及電動(dòng)機(jī)絕緣分相測(cè)量的方法，可以確定：①B相繞組電阻偏大；②B相繞組絕緣低于A、C兩相。

（4）拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)防爆面檢查，發(fā)現(xiàn)2#產(chǎn)品氣風(fēng)機(jī)內(nèi)部B相引線1/3燒毀。

4 結(jié)論

通過(guò)微機(jī)保護(hù)裝置及其他自動(dòng)化裝置報(bào)文確定電氣故障點(diǎn)，再使用直流電阻Y-△換算及電動(dòng)機(jī)定子繞組絕緣分相測(cè)量的方法，可以精確判斷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組故障，避免電動(dòng)機(jī)帶病持續(xù)運(yùn)行造成事故擴(kuò)大，燒毀設(shè)備甚至電網(wǎng)崩潰。

［1］王建華.電氣工程師手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

［2］中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程DL/T 596-1996［S］.北京：中國(guó)電力出版社，2016.

［3］邵海忠.最新實(shí)用電工手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

TE964

A

1673-5285（2017）08-0149-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.08.035

2017－07-14

張存壽，男（1978－），高級(jí)工程師，調(diào)試技術(shù)員，2002年西安石油學(xué)院機(jī)械電子工程專業(yè)畢業(yè)，現(xiàn)在寧夏石化公司電儀部二車間技術(shù)組工作，郵箱：cshzhangnx01@petrochina.com.cn。