一種自耦變壓器降壓啟動水泵故障分析及改造方案

劉東文　鐘健波

摘 要：在目前的水利設施中，大容量水泵一般采用星三角啟動方式或自耦變壓器啟動方式等傳統啟動方式。就廣州市海珠區群閘聯控項目中，石溪水閘、泵站1 #泵在自動化調試和試運行中接線燒毀的事故，分析了故障的具體原因，并提出改造方案。

關鍵詞：水泵啟動；自耦變壓器啟動；軟啟動器；水利設施

中圖分類號：TM42 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0003-02

1 水閘現場設備概述

在廣州市海珠區石溪涌擋潮水閘和新建排澇泵站，內外銜接段擋土墻和其他泵站附屬建筑物中，水閘采用開敞式結構，設1孔，凈寬5.0 m，采用翻轉式平面閘門，配置雙作用液壓啟閉機；泵房安裝900ZLB-160型軸流式水泵，配套安裝2臺JSL13-12電動機，單機容量為115 kW，啟動電路的方式為自耦變壓器降壓啟動；配套安裝10/0.4 kV 的變壓器1臺及其他配電設備和線路。

2 故障產生的背景

至2012-06，石溪水閘和泵站已經通過現場自動化調試，1臺閘門和2臺水泵以及2臺清污機都能在PLC上控制啟閉。在調試時，水閘工作人員也在現場。1#，2#水泵均能由PLC發出命令控制開啟和停止。

3 故障發生時的情況

按照項目施工計劃，本項目組到石溪水閘和泵站進行了自動化聯合調試。故障發生時的具體情況為：在上位機上發命令控制1#泵，1#泵在啟動過程中，啟動2 s后發現接線端子處有火花，接著開始冒煙，便立刻在上位機上發出停止命令，然后迅速打回手動狀態，按“停止”按鈕，之后關閉空氣開關。在現場水閘工作人員協助下，打開水泵現場接線端子，發現1#泵電機內部電纜中的一相電纜在接線頭處已經燒斷，另外，二相也輕微損壞。

4 故障分析

4.1 自耦變壓器啟動原理和性能分析

1#水泵的啟動方式為定子

串自耦變壓器降壓啟動。其原

理：利用自耦變壓器將電源電壓

降低后，再加到電動機定子繞組

端，達到減小啟動電流的目的，

具體如圖1所示。

設自耦變壓器的一次側電

壓為U1（即電源電壓），電流為

I1，二次側電壓為U2，電流為I2，

變壓比為k，即：

. （1）

啟動時，經自耦變壓器后，

加在三相籠形異步電動機定子

繞組端的線電壓為U1/k，此時

電動機定子繞組上的啟動電壓為

摘 要：在目前的水利設施中，大容量水泵一般采用星三角啟動方式或自耦變壓器啟動方式等傳統啟動方式。就廣州市海珠區群閘聯控項目中，石溪水閘、泵站1 #泵在自動化調試和試運行中接線燒毀的事故，分析了故障的具體原因，并提出改造方案。

關鍵詞：水泵啟動；自耦變壓器啟動；軟啟動器；水利設施

中圖分類號：TM42 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0003-02

1 水閘現場設備概述

在廣州市海珠區石溪涌擋潮水閘和新建排澇泵站，內外銜接段擋土墻和其他泵站附屬建筑物中，水閘采用開敞式結構，設1孔，凈寬5.0 m，采用翻轉式平面閘門，配置雙作用液壓啟閉機；泵房安裝900ZLB-160型軸流式水泵，配套安裝2臺JSL13-12電動機，單機容量為115 kW，啟動電路的方式為自耦變壓器降壓啟動；配套安裝10/0.4 kV 的變壓器1臺及其他配電設備和線路。

2 故障產生的背景

至2012-06，石溪水閘和泵站已經通過現場自動化調試，1臺閘門和2臺水泵以及2臺清污機都能在PLC上控制啟閉。在調試時，水閘工作人員也在現場。1#，2#水泵均能由PLC發出命令控制開啟和停止。

3 故障發生時的情況

按照項目施工計劃，本項目組到石溪水閘和泵站進行了自動化聯合調試。故障發生時的具體情況為：在上位機上發命令控制1#泵，1#泵在啟動過程中，啟動2 s后發現接線端子處有火花，接著開始冒煙，便立刻在上位機上發出停止命令，然后迅速打回手動狀態，按“停止”按鈕，之后關閉空氣開關。在現場水閘工作人員協助下，打開水泵現場接線端子，發現1#泵電機內部電纜中的一相電纜在接線頭處已經燒斷，另外，二相也輕微損壞。

4 故障分析

4.1 自耦變壓器啟動原理和性能分析

1#水泵的啟動方式為定子

串自耦變壓器降壓啟動。其原

理：利用自耦變壓器將電源電壓

降低后，再加到電動機定子繞組

端，達到減小啟動電流的目的，

具體如圖1所示。

設自耦變壓器的一次側電

壓為U1（即電源電壓），電流為

I1，二次側電壓為U2，電流為I2，

變壓比為k，即：

. （1）

啟動時，經自耦變壓器后，

加在三相籠形異步電動機定子

繞組端的線電壓為U1/k，此時

電動機定子繞組上的啟動電壓為

摘 要：在目前的水利設施中，大容量水泵一般采用星三角啟動方式或自耦變壓器啟動方式等傳統啟動方式。就廣州市海珠區群閘聯控項目中，石溪水閘、泵站1 #泵在自動化調試和試運行中接線燒毀的事故，分析了故障的具體原因，并提出改造方案。

關鍵詞：水泵啟動；自耦變壓器啟動；軟啟動器；水利設施

中圖分類號：TM42 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0003-02

1 水閘現場設備概述

在廣州市海珠區石溪涌擋潮水閘和新建排澇泵站，內外銜接段擋土墻和其他泵站附屬建筑物中，水閘采用開敞式結構，設1孔，凈寬5.0 m，采用翻轉式平面閘門，配置雙作用液壓啟閉機；泵房安裝900ZLB-160型軸流式水泵，配套安裝2臺JSL13-12電動機，單機容量為115 kW，啟動電路的方式為自耦變壓器降壓啟動；配套安裝10/0.4 kV 的變壓器1臺及其他配電設備和線路。

2 故障產生的背景

至2012-06，石溪水閘和泵站已經通過現場自動化調試，1臺閘門和2臺水泵以及2臺清污機都能在PLC上控制啟閉。在調試時，水閘工作人員也在現場。1#，2#水泵均能由PLC發出命令控制開啟和停止。

3 故障發生時的情況

按照項目施工計劃，本項目組到石溪水閘和泵站進行了自動化聯合調試。故障發生時的具體情況為：在上位機上發命令控制1#泵，1#泵在啟動過程中，啟動2 s后發現接線端子處有火花，接著開始冒煙，便立刻在上位機上發出停止命令，然后迅速打回手動狀態，按“停止”按鈕，之后關閉空氣開關。在現場水閘工作人員協助下，打開水泵現場接線端子，發現1#泵電機內部電纜中的一相電纜在接線頭處已經燒斷，另外，二相也輕微損壞。

4 故障分析

4.1 自耦變壓器啟動原理和性能分析

1#水泵的啟動方式為定子

串自耦變壓器降壓啟動。其原

理：利用自耦變壓器將電源電壓

降低后，再加到電動機定子繞組

端，達到減小啟動電流的目的，

具體如圖1所示。

設自耦變壓器的一次側電

壓為U1（即電源電壓），電流為

I1，二次側電壓為U2，電流為I2，

變壓比為k，即：

. （1）

啟動時，經自耦變壓器后，

加在三相籠形異步電動機定子

繞組端的線電壓為U1/k，此時

電動機定子繞組上的啟動電壓為