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        大型高壓三相感應電動機短路故障分析

        2022-07-28 00:43:52韓澤文
        科技資訊 2022年15期
        關(guān)鍵詞:三相繞組定子

        韓澤文

        (佳木斯電機股份有限公司 黑龍江佳木斯 154002)

        大型高壓三相感應電動機是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備,在實際的服務中,大型高壓感應三相電動機,具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和維護容易、運行可靠等特點,使得它在實際的應用中,具有極高的應用價值。但是,在實際大型高壓三相感應電動機的工作中,它容易出現(xiàn)短路故障,一旦短路問題出現(xiàn),就會給大型高壓三相感應電動機帶來影響,不利于電動機穩(wěn)定運行。基于此,該文結(jié)合實際情況,對大型高壓三相感應電動機短路故障進行研究,以仿真模擬的方式,對不同短路情況進行仿真模擬,實現(xiàn)對短路故障的有效分析,詳細的內(nèi)容分析報告如下[1]。

        1 大型高壓三相感應電動機研究

        結(jié)合實際情況,可以發(fā)現(xiàn)大型高壓三相感應電動機是化工企業(yè)中常用的電力設(shè)備,在實際的工作中,具有較好的優(yōu)點,能夠符合實際應用的基本需求。同時,實際工作中,大型高壓三相感應電動機,具有安全性好、穩(wěn)定性高等特點,滿足化工生產(chǎn)的基本需求。同時,該項設(shè)備在實際的應用中,不僅有著成熟的技術(shù),還有廣闊的應用和發(fā)展前景,能夠隨著不同場合、不同運行狀態(tài),調(diào)整相應的運行情況,從而滿足實際應用的基本需求,提升生產(chǎn)效率。

        結(jié)合實際情況,對三相感應電動機的相應原理進行分析,其中具體原理,可以參考如下公式。

        結(jié)合上述內(nèi)容,可以發(fā)現(xiàn)三相感應電動機的工作原理,為了滿足實際計算需求,需要公式中的相應字母,都具有相應的意義,其中,U1、I1、R1、X1、E1分別描述定子繞組端電壓、定子電流、定子繞組電阻、定子繞組漏抗和電子繞組電動勢。再進一步對公式進行分析,可以得到Im、Zm、I26、R26、X26、E26等分別描述激磁電流、定子阻抗、轉(zhuǎn)子電流,轉(zhuǎn)子繞組電阻,轉(zhuǎn)子繞組漏抗和轉(zhuǎn)子繞組電動勢。再進一步分析,可以得到s、F1、F2、Fm等分別描述,轉(zhuǎn)差率、定子磁動勢、轉(zhuǎn)子磁動勢和激磁磁動勢等內(nèi)容[2]。

        但是大型高壓三相感應電動機在實際的工作中,容易受到短路故障的影響,一旦發(fā)生短路,大型高壓三相電動機的正常運行就會受到干擾,甚至造成嚴重的安全事故,不利于大型高壓三相感應電動機的正常運行。實際的短路時,可能會給電動機和整個系統(tǒng)帶來影響,直接造成電器參數(shù)和機械參數(shù)發(fā)生變化,從而給整個系統(tǒng)的正常運行帶來影響,甚至,短路故障發(fā)生后,還容易造成大沖擊電流和脈動轉(zhuǎn)矩,進而給電動機和整個系統(tǒng)的正常運行帶來影響。為了實現(xiàn)對問題的處理,需要結(jié)合實際情況,采取適宜的控制措施,實現(xiàn)對短路的控制,降低短路對大型高壓三相感應電動機的影響,確保電動機能夠處于正常工作狀態(tài),降低安全隱患,降低質(zhì)量隱患,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行,推動相應企業(yè)的積極、健康發(fā)展。

        2 短路故障研究

        結(jié)合大型高壓三相感應電動機的基本情況,對短路故障進行仿真模擬分析,從而得到如表1 所示的參數(shù)情況,按照表1的參數(shù),對大型高壓三相感應電動機的短路故障進行模擬分析,詳細的內(nèi)容分析如下。

        表1 大型高壓三相感應電動機參數(shù)情況

        以表1 的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),展開對大型高壓三相感應電動機的仿真模擬,從而得到具體的模型圖,通過仿真模擬獲取到大型高壓三相感應電動機的基本情況。集合基本情況,進一步對大型高壓三相感應電動機進行研究,并對短路故障進行進一步的研究與分析,旨在明確短路的基本情況,降低電動機的故障概率,提高電動機的服務能力。

        2.1 短路故障的類型

        結(jié)合電動機的基本情況,進一步對電動機的正常狀態(tài)進行研究,從而得到電動機的正常狀態(tài)。電動機啟動的過程,需要0.3 s 的時間;同時,電流、速度和轉(zhuǎn)矩等的初始狀態(tài)都比較大,因為初始狀態(tài)下,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為0,轉(zhuǎn)差率為1,電樞電壓亦為0,所以為了滿足實際需求,要求電動機處于正常工作狀態(tài),各參數(shù)采取不同的分析方法,可以獲取相應的數(shù)值、具體情況,電子電流誤差在5.23%,轉(zhuǎn)子的速度誤差為0.68%;另外,電磁轉(zhuǎn)矩誤差為5.66%,轉(zhuǎn)子電流誤差為2.4%。由此可見,該分析方法能獲取較為準確的數(shù)據(jù),誤差都在10%之內(nèi),說明這種參數(shù)獲取的方法較為合適,能夠獲取準確的數(shù)據(jù),符合實際需求[3]。

        (1)單向短路。根據(jù)電動機的基本情況,可以得到電動機發(fā)生的故障,其中包括單向短路故障,因為單向短路故障的存在,會給電動機帶來影響。同時,以A相為例,可以得到轉(zhuǎn)子電流和定子電流都超出正常電流的10 倍左右,同時還持續(xù)了一段時間,這樣就會導致繞組的溫度升高,導致絕緣下降,進而給電動機的使用壽命帶來影響,嚴重影響電動機的服務能力,甚至還容易造成嚴重的安全事故。當事故發(fā)生后,會導致電機繞組發(fā)生變化,出現(xiàn)燒毀或變形的情況,嚴重影響電動機的正常工作。結(jié)合仿真模擬的基本情況,可以發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子抖動約在0.4 s之后,才趨向短路穩(wěn)定運行。

        (2)兩相短路。這需要以A、B相為例,展開相應的仿真模擬,從仿真模擬的結(jié)果中,可以看出轉(zhuǎn)子電流和定子電流都是初始正常電流的6倍,同時,還會持續(xù)較長的時間。這種情況下,就會造成大電流的出現(xiàn),進而給電動機帶來影響,導致繞組絕緣受到影響,引起電動機溫度升高,繞組絕緣損壞等問題。同時,由仿真模擬結(jié)果中,能夠發(fā)現(xiàn),其他參數(shù)也具有巨大的變化,如此一來,就給電動機的正常運行帶來了影響,不利于大型高壓三相感應電動機正常運行[4]。

        (3)三相短路。結(jié)合實際情況,發(fā)現(xiàn)三相短路也是大型高壓感應電動機常見的短路情況,經(jīng)過仿真模擬后,可以得到三相短路的基本情況;進一步研究,能夠發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子電流和定子電流均為0;再進行分析,可以得到轉(zhuǎn)速劇增的情況。這種情況的發(fā)生,就能夠造成電動機出現(xiàn)飛車的情況,這種情況嚴重影響電動機的正常運行,導致電動機無法正常工作,不利于電動機的穩(wěn)定與可靠。

        通過對上述3 種短路情況的分析,發(fā)現(xiàn)大型高壓三相感應電動機的短路故障,可以分為3種形式,分別為單相短路、兩相短路和三相短路。這樣的短路故障發(fā)生,都會給大型高壓三相感應電動機帶來影響,嚴重影響電動機的正常運行,不利于電動機穩(wěn)定工作。所以,要結(jié)合實際情況,實現(xiàn)對電動機短路故障的處置,降低短路對電動機影響,從而使得電動機在實際的服務中,能夠保持較好的工作狀態(tài),排除各類干擾因素的影響,降低安全事故的發(fā)生概率,確保相關(guān)行業(yè)的積極健康發(fā)展[5]。

        2.2 短路仿真計算

        結(jié)合上述分析結(jié)果,進一步對短路進行仿真計算,從而得到不同情況的計算結(jié)果。三相感應電動機短路分為上述的幾種短路情況,這樣的電流和額定轉(zhuǎn)矩分別為1.12 A 和73.46 kN·m。先對單相短路進行分析,從得到相應的結(jié)果,進而得到,最大電流為8 951.05 A,約為初始額定電流7.98倍左右,進一步進行分析,轉(zhuǎn)矩瞬時最大值為300.35 kN·m,可以得到結(jié)果是電動機的額定轉(zhuǎn)矩的4.09 倍左右。按照單相短路的基本方式,進行進一步分析,可以得到兩相短路和三相短路的基本情況,從而得到表2所示的計算結(jié)果。

        表2 單相短路、兩相短路和三相短路的計算結(jié)果

        根據(jù)上述計算結(jié)果,可以得到大型高壓三相感應電動機在實際的工作中,受到短路的影響相對較大,所以為了保證電動機的穩(wěn)定運行,需要結(jié)合實際情況,采取適宜的檢測手段,對電動機的線路進行檢測,確保線路處于穩(wěn)定的工作狀態(tài),進而降低短路故障的發(fā)生概率,并且通過合理的研究,明確線路的基本情況,確保在短路故障發(fā)生后,能夠在第一時間找對短路的故障點,并采取有效的處置措施,降低短路故障的持續(xù)時間,確保電動機的穩(wěn)定與安全。為了提高監(jiān)控效率,可以配合電動機的實際工作情況,合理對信息技術(shù)進行利用,通過信息技術(shù)的合理使用,實現(xiàn)對電路的有效監(jiān)測,從而滿足實際工作的基本需求,降低短路故障發(fā)生概率,確保在短路故障發(fā)生后,相關(guān)維護人員能夠第一時間接收到故障報警信號,并采取適宜的處置方式,降低短路故障帶來的影響,保證電動機能夠處于較好的工作狀態(tài)[6-7]。通過上述方法,可以實現(xiàn)對故障的快速查找,再配合相應工作人員的快速處理,就能實現(xiàn)對短路故障的有效處理,確保電動機處于良好的工作狀態(tài),降低安全故障降低安全隱患所帶來的經(jīng)濟損失。一般情況下,按照上述方式,就能實現(xiàn)對短路故障的快速處置,確保線路的安全與可靠。另外,為了提高電路的安全系數(shù),還需要定期進行檢修工作,通過檢修工作的合理實施,有效對短路進行控制,降低短路的發(fā)生概率。

        3 結(jié)語

        該文結(jié)合實際情況,對大型高壓三相感應電動機短路故障進行分析,先結(jié)合實際情況,對大型高壓三相感應電動機進行研究,對電動機的原理進行簡單分析,之后,再對電動機進行仿真模擬,通過仿真模擬,研究電動機的短路故障情況,確認短路故障,可以分為單相短路、兩相短路和三相短路這3種情況,并針對短路情況,采取適宜的處置方式,降低短路故障對大型高壓三相感應電動機的影響,確保電動機的功能與可靠,滿足實際應用的基本需求。

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