一起高压电动机差动速断保护误动作原因分析

张云斌

(华电潍坊发电有限公司，山东 潍坊 261204)

高压电动机用于驱动各种不同机械，在矿山、机械、石油化工、电厂等广泛应用。高压电动机根据所连接的驱动机械要求自行选择正反转,配置差动速断保护、过电流保护、负序电流保护、低电压保护等保证高压电动机安全稳定运行[1]。某电厂增压风机电动机发生差动速断保护误动作，分析原因并解决故障，提出相应的预防措施。

1 概述

大容量电动机采用“一拖一”、“一拖二”节能运行方式[2]。某电厂增压风机采用“一拖一”变频运行，当合上变频器旁路断路器QS3，再合上高压断路器QF，电动机工频运行，如图1所示。

根据电力设计规范，容量大于2000 kW的高压电动机配备差动速断保护[3]。增压风机电动机容量大,配置差动速断保护，采用不完全(两相)星形接线方式[4]，电流分别取自发电机机端与发电机中性点电流互感器A、C两相。

增压风机解体、检修、复装后，工频启动运行时发生差动速断保护误动作[5-6]，启动过程电流录波如图2所示，其中机端A相为17.37 A，C相为16.65 A；中性点A相为18.69 A，C相为16.40 A；差动电流DIa=25.18 A，DIc=0.65 A(电机额定电流Ie=2.77 A，差动速断定值6Ie=16.62 A)。

2 接线检查及原因分析

a.机端一次接线检查

由于增压风机高压变频器一次接线较为复杂，所以初步怀疑机端一次接线错误，导致A相差动速断保护误动作。经过确认风机试运时转向正确，所以机端一次接线正确。

b.中性点二次接线检查

差动速断保护采用东大金智科技有限公司WDZ-5231型保护装置，接线为不完全星型(两相)接线方式，即A、C两相TA接线，机端与中性点差动为180°接线方式。

故障电流向量如图3所示，机端A相超前C相240°；中性点A相超前C相120°；机端A相与中性点A相为180°；机端C相与中性点C相为120°。所以怀疑中性点A、C两相二次接线接反。

现场检查电动机断路器机柜，发现柜内中性点至端子排与端子排至保护装置A、C相反接，认为中性点二次接线错误，导致A相差动速断保护动作，如图4所示。

经过确认，在断路器机柜保护装置校验时，检修人员未对接线端子进行修改，所以进一步检查中性点一次接线。

c.中性点一次接线检查

在确认中性点一次接线相序是否正确时，发现电动机绕组U、V、W按照转向要求修改后实际分别对应电网侧C、B、A。检查中性点接线盒发现，实际中性点一次接线为W、V两相分别接A、C两相TA(二次线号头标为A、C相)，C相差动为0， A相差动实际为电网侧A、B两相矢量和。

最后判断为中性点一次接线错误。将电动机中性点绕组U、V两相相序更换后，工频启动后没有发生差动速断保护动作，故障解决。电流向量如图5所示，可以看出波形连续完整，没有变形。

3 预防措施

a.检查定子绕组接线正确

三相异步电动机定子绕组必须按一定的规则嵌线和接线，如果接错，绕组电流方向相反，不能产生旋转磁场，电动机不能正常运行。同时由于磁场不平衡，电动机产生剧烈震动和异常噪声，此时定子绕组三相电流严重不平衡，电流增大，温度上升，甚至烧坏电动机定子绕组。因此判断定子绕组首尾端十分重要[7]，方法有剩磁法、交流感应法、交流指示灯(或交流电压表)法、直流法、运行电流法[8]。

b.检查中性点一次接线正确

为确认电动机转向，首先在带负载运行前先空载运行电动机，对一次接线相序进行核对，所以电动机机端接线错误极少[9]；然后检查中性点TA的一次接线及极性，尤其对因负荷侧转向要求导致三相绕组U、V、W与电网侧三相A、B、C不一致的电动机，如果检修时标记不清晰，很容易因为主观因素导致接线错误，对此种情况应特别注意检查[10]。

4 结束语

通过对增压风机高压电动机差动速断保护误动作分析[11]，要求电动机复装时既要检查机端一次接线相序，又要确认中性点一次接线相序，重点检查TA极性及接线。在工作中面对现场复杂工况，切不可按照惯性思维接线、调试，应做到具体情况具体分析。