一起高壓電動機(jī)差動速斷保護(hù)誤動作原因分析

張云斌

(華電濰坊發(fā)電有限公司，山東 濰坊 261204)

高壓電動機(jī)用于驅(qū)動各種不同機(jī)械，在礦山、機(jī)械、石油化工、電廠等廣泛應(yīng)用。高壓電動機(jī)根據(jù)所連接的驅(qū)動機(jī)械要求自行選擇正反轉(zhuǎn),配置差動速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、低電壓保護(hù)等保證高壓電動機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。某電廠增壓風(fēng)機(jī)電動機(jī)發(fā)生差動速斷保護(hù)誤動作，分析原因并解決故障，提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

1 概述

大容量電動機(jī)采用“一拖一”、“一拖二”節(jié)能運(yùn)行方式[2]。某電廠增壓風(fēng)機(jī)采用“一拖一”變頻運(yùn)行，當(dāng)合上變頻器旁路斷路器QS3，再合上高壓斷路器QF，電動機(jī)工頻運(yùn)行，如圖1所示。

根據(jù)電力設(shè)計規(guī)范，容量大于2000 kW的高壓電動機(jī)配備差動速斷保護(hù)[3]。增壓風(fēng)機(jī)電動機(jī)容量大,配置差動速斷保護(hù)，采用不完全(兩相)星形接線方式[4]，電流分別取自發(fā)電機(jī)機(jī)端與發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流互感器A、C兩相。

增壓風(fēng)機(jī)解體、檢修、復(fù)裝后，工頻啟動運(yùn)行時發(fā)生差動速斷保護(hù)誤動作[5-6]，啟動過程電流錄波如圖2所示，其中機(jī)端A相為17.37 A，C相為16.65 A；中性點(diǎn)A相為18.69 A，C相為16.40 A；差動電流DIa=25.18 A，DIc=0.65 A(電機(jī)額定電流Ie=2.77 A，差動速斷定值6Ie=16.62 A)。

2 接線檢查及原因分析

a.機(jī)端一次接線檢查

由于增壓風(fēng)機(jī)高壓變頻器一次接線較為復(fù)雜，所以初步懷疑機(jī)端一次接線錯誤，導(dǎo)致A相差動速斷保護(hù)誤動作。經(jīng)過確認(rèn)風(fēng)機(jī)試運(yùn)時轉(zhuǎn)向正確，所以機(jī)端一次接線正確。

b.中性點(diǎn)二次接線檢查

差動速斷保護(hù)采用東大金智科技有限公司W(wǎng)DZ-5231型保護(hù)裝置，接線為不完全星型(兩相)接線方式，即A、C兩相TA接線，機(jī)端與中性點(diǎn)差動為180°接線方式。

故障電流向量如圖3所示，機(jī)端A相超前C相240°；中性點(diǎn)A相超前C相120°；機(jī)端A相與中性點(diǎn)A相為180°；機(jī)端C相與中性點(diǎn)C相為120°。所以懷疑中性點(diǎn)A、C兩相二次接線接反。

現(xiàn)場檢查電動機(jī)斷路器機(jī)柜，發(fā)現(xiàn)柜內(nèi)中性點(diǎn)至端子排與端子排至保護(hù)裝置A、C相反接，認(rèn)為中性點(diǎn)二次接線錯誤，導(dǎo)致A相差動速斷保護(hù)動作，如圖4所示。

經(jīng)過確認(rèn)，在斷路器機(jī)柜保護(hù)裝置校驗(yàn)時，檢修人員未對接線端子進(jìn)行修改，所以進(jìn)一步檢查中性點(diǎn)一次接線。

c.中性點(diǎn)一次接線檢查

在確認(rèn)中性點(diǎn)一次接線相序是否正確時，發(fā)現(xiàn)電動機(jī)繞組U、V、W按照轉(zhuǎn)向要求修改后實(shí)際分別對應(yīng)電網(wǎng)側(cè)C、B、A。檢查中性點(diǎn)接線盒發(fā)現(xiàn)，實(shí)際中性點(diǎn)一次接線為W、V兩相分別接A、C兩相TA(二次線號頭標(biāo)為A、C相)，C相差動為0， A相差動實(shí)際為電網(wǎng)側(cè)A、B兩相矢量和。

最后判斷為中性點(diǎn)一次接線錯誤。將電動機(jī)中性點(diǎn)繞組U、V兩相相序更換后，工頻啟動后沒有發(fā)生差動速斷保護(hù)動作，故障解決。電流向量如圖5所示，可以看出波形連續(xù)完整，沒有變形。

3 預(yù)防措施

a.檢查定子繞組接線正確

三相異步電動機(jī)定子繞組必須按一定的規(guī)則嵌線和接線，如果接錯，繞組電流方向相反，不能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，電動機(jī)不能正常運(yùn)行。同時由于磁場不平衡，電動機(jī)產(chǎn)生劇烈震動和異常噪聲，此時定子繞組三相電流嚴(yán)重不平衡，電流增大，溫度上升，甚至燒壞電動機(jī)定子繞組。因此判斷定子繞組首尾端十分重要[7]，方法有剩磁法、交流感應(yīng)法、交流指示燈(或交流電壓表)法、直流法、運(yùn)行電流法[8]。

b.檢查中性點(diǎn)一次接線正確

為確認(rèn)電動機(jī)轉(zhuǎn)向，首先在帶負(fù)載運(yùn)行前先空載運(yùn)行電動機(jī)，對一次接線相序進(jìn)行核對，所以電動機(jī)機(jī)端接線錯誤極少[9]；然后檢查中性點(diǎn)TA的一次接線及極性，尤其對因負(fù)荷側(cè)轉(zhuǎn)向要求導(dǎo)致三相繞組U、V、W與電網(wǎng)側(cè)三相A、B、C不一致的電動機(jī)，如果檢修時標(biāo)記不清晰，很容易因?yàn)橹饔^因素導(dǎo)致接線錯誤，對此種情況應(yīng)特別注意檢查[10]。

4 結(jié)束語

通過對增壓風(fēng)機(jī)高壓電動機(jī)差動速斷保護(hù)誤動作分析[11]，要求電動機(jī)復(fù)裝時既要檢查機(jī)端一次接線相序，又要確認(rèn)中性點(diǎn)一次接線相序，重點(diǎn)檢查TA極性及接線。在工作中面對現(xiàn)場復(fù)雜工況，切不可按照慣性思維接線、調(diào)試，應(yīng)做到具體情況具體分析。