6 kV電動機內部繞組引線燒毀故障查找

張存壽

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

6 kV電動機內部繞組引線燒毀故障查找

張存壽

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

近年來公司化肥業務6 kV電動機內部繞組引線燒毀故障頻繁出現，如果不能快速準確找出故障點將導致公司電網波動，或者造成事故進一步擴大電動機燒毀、全廠停車，這將無法保障公司電網供電系統的穩定性、安全性、可靠性和持續性，達到化肥尿素裝置安全穩定長周期運行的目的。如何準確查找判斷6 kV電動機繞組內部引線故障，是調試試驗作業人員面前的一道難題，本文將對6 kV電動機內部引線燒毀故障查找的方法和思路展開探討。

絕緣電阻；直流電阻；Y-△轉換

中國石油寧夏石化公司化肥業務，共有三套化肥生產裝置，一套復合肥裝置。化肥一廠年產合成氨30萬噸、尿素52萬噸，化肥二廠年產合成氨45萬噸、尿素78萬噸，復合肥年產達到40萬噸，已經停運，化肥三廠屬于國產首套大化肥項目，年產合成氨45萬噸、尿素80萬噸，正在開車階段。另外，還擁有化工延伸加工、聯醇、甲醛、水穩劑等精細化工，新型建筑材料加工、園林綠化、工程技術服務等等。總用電負荷約為40 MW，自備發電機兩臺。總變電所是化肥業務的供電中心，擔負著受電、變電和配電的任務。由外電網提供的110 kV兩路電源，經過三臺主變降到6 kV，在6 kV變電所通過電纜或架空線路分配到化肥業務各個車間及變電所。

2017年7月1日，化肥裝置檢修開車過程中，工藝啟動4115-K3M后，總變6 kVⅠ母消弧裝置報A相弧光接地后金屬性接地且無法復位，進一步檢查發現4115-K3M電動機內部引線絕緣燒毀，工藝啟動時電流過大，造成弧光接地。2012年12月7日，工藝啟動尿素2#產品氣風機過流保護動作，校驗保護裝置正常，測量電動機絕緣電阻、直流電阻正常，進一步檢查后發現2#產品氣風機內部B相引線1/3燒毀，啟動時對外殼放電。如何準確查找判斷類似6 kV電動機繞組內部引線故障，是調試試驗作業人員面前的一道難題，本文將對6 kV電動機內部引線燒毀故障查找的方法和思路展開探討。

1 電動機定子繞組接法介紹

1.1 電阻星三角接法

Y接 、△接（見圖1）。

圖1 電阻星三角接法

表1 交流電動機的試驗項目、周期和要求

1.2 電阻星三角等效變換[1]

1.3 根據《電力設備預防性試驗規程》（DLT/596-1996）[2]

常規三相異步電動機定子繞組預防性試驗絕緣電阻、直流電阻的相關規定（見表1）。

從表1看出，常規預防性試驗測量定子繞組的絕緣電阻和直流電阻，相關要求：

（1）6 kV電動機絕緣電阻不低于6 MΩ；

（2）6 kV電動機直流電阻主要考慮不平衡率：中性點未引出者，可測量線間電阻，其相互差別不應超過1%（化肥業務6 kV電動機中性點均未引出）。

2 油改氣變6 kV電動機4115-K3M

常規電動機本體預防性試驗測量結果如下：

（1）絕緣電阻（2 500 V），測量結果（見表2）。

表2 絕緣電阻測量結果

（2）直流電阻測量結果（見表3）。

表3 直流電阻測量結果

上述兩表數據對照《電力設備預防性試驗規程》（DLT/596-1996）相關要求：①6 kV電動機絕緣電阻不低于6 MΩ；②6 kV電動機直流電阻主要考慮不平衡率：中性點未引出者，可測量線間電阻，其相互差別不應超過1%（化肥業務6 kV電動機中性點均未引出）。

以上數據均為合格。

（3）經驗判斷，A相絕緣低于B、C兩相，應該存在問題。

（4）根據1.2.2公式換算電動機定子繞組直流電阻（見表4）。

表4 換算電動機定子繞組直流電阻

根據《電力設備預防性試驗規程》（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）根據電阻公式[3]：

其中：ρ－導體材料電阻率，Ω·mm2；l－導體長度，m；S－導體橫截面積，mm2。

同一電動機ρ－導體材料電阻率、l－導體長度應該相同，電阻R與S-導體橫截面積成反比關系，RA=94.23 MΩ相比RB、RC偏大，故判斷電動機A相繞組橫截面積減小。

（6）初步結論：①通過工藝退出油改氣變6 kV電動機4115-K3M運行后，總變6 kVⅠ母消弧裝置報“A金屬性接地”成功復位，確定故障點就是4115-K3M；②根據直流電阻Y-△換算及絕緣測量，判斷：4115-K3M電動機A相繞組存在問題；③現場打開電動機接線盒防爆面，發現電動機定子繞組A相引線大面積燒毀。

3 尿素2#產品氣風機B相引線燒毀故障分析

（1）2012年12月7日，工藝啟動尿素2#產品氣風機時，保護裝置報文：“B相高定值過流動作”，可以確定故障點在B相。

（2）校驗保護裝置正常，測量電纜絕緣、電動機絕緣電阻、電動機直流電阻，根據《電力設備預防性試驗規程》（DLT/596-1996）相關規定可以判定為合格，但是測量結果存在微小差別不能確定電動機故障點。

（3）使用直流電阻Y-△換算及電動機絕緣分相測量的方法，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）拆開電動機防爆面檢查，發現2#產品氣風機內部B相引線1/3燒毀。

4 結論

通過微機保護裝置及其他自動化裝置報文確定電氣故障點，再使用直流電阻Y-△換算及電動機定子繞組絕緣分相測量的方法，可以精確判斷電動機內部繞組故障，避免電動機帶病持續運行造成事故擴大，燒毀設備甚至電網崩潰。

［1］王建華.電氣工程師手冊［M］.北京：機械工業出版社，2006.

［2］中華人民共和國電力行業標準.電力設備預防性試驗規程DL/T 596-1996［S］.北京：中國電力出版社，2016.

［3］邵海忠.最新實用電工手冊［M］.北京：化學工業出版社，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－），高級工程師，調試技術員，2002年西安石油學院機械電子工程專業畢業，現在寧夏石化公司電儀部二車間技術組工作，郵箱：cshzhangnx01@petrochina.com.cn。