大型高壓三相感應電動機短路故障分析

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生產中的重要設備，在實際的服務中，大型高壓感應三相電動機，具有結構簡單、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，它容易出現短路故障，一旦短路問題出現，就會給大型高壓三相感應電動機帶來影響，不利于電動機穩定運行?；诖?，該文結合實際情況，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，實現對短路故障的有效分析，詳細的內容分析報告如下[1]。

1 大型高壓三相感應電動機研究

結合實際情況，可以發現大型高壓三相感應電動機是化工企業中常用的電力設備，在實際的工作中，具有較好的優點，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、穩定性高等特點，滿足化工生產的基本需求。同時，該項設備在實際的應用中，不僅有著成熟的技術，還有廣闊的應用和發展前景，能夠隨著不同場合、不同運行狀態，調整相應的運行情況，從而滿足實際應用的基本需求，提升生產效率。

結合實際情況，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。

結合上述內容，可以發現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、轉子電流，轉子繞組電阻，轉子繞組漏抗和轉子繞組電動勢。再進一步分析，可以得到s、F1、F2、Fm等分別描述，轉差率、定子磁動勢、轉子磁動勢和激磁磁動勢等內容[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帶來影響，直接造成電器參數和機械參數發生變化，從而給整個系統的正常運行帶來影響，甚至，短路故障發生后，還容易造成大沖擊電流和脈動轉矩，進而給電動機和整個系統的正常運行帶來影響。為了實現對問題的處理，需要結合實際情況，采取適宜的控制措施，實現對短路的控制，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，降低安全隱患，降低質量隱患，確保系統的穩定運行，推動相應企業的積極、健康發展。

2 短路故障研究

結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 所示的參數情況，按照表1的參數，對大型高壓三相感應電動機的短路故障進行模擬分析，詳細的內容分析如下。

表1 大型高壓三相感應電動機參數情況

以表1 的數據為基礎，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

結合電動機的基本情況，進一步對電動機的正常狀態進行研究，從而得到電動機的正常狀態。電動機啟動的過程，需要0.3 s 的時間；同時，電流、速度和轉矩等的初始狀態都比較大，因為初始狀態下，轉子的轉速為0，轉差率為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，各參數采取不同的分析方法，可以獲取相應的數值、具體情況，電子電流誤差在5.23%，轉子的速度誤差為0.68%；另外，電磁轉矩誤差為5.66%，轉子電流誤差為2.4%。由此可見，該分析方法能獲取較為準確的數據，誤差都在10%之內，說明這種參數獲取的方法較為合適，能夠獲取準確的數據，符合實際需求[3]。

（1）單向短路。根據電動機的基本情況，可以得到電動機發生的故障，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。當事故發生后，會導致電機繞組發生變化，出現燒毀或變形的情況，嚴重影響電動機的正常工作。結合仿真模擬的基本情況，可以發現轉子抖動約在0.4 s之后，才趨向短路穩定運行。

（2）兩相短路。這需要以A、B相為例，展開相應的仿真模擬，從仿真模擬的結果中，可以看出轉子電流和定子電流都是初始正常電流的6倍，同時，還會持續較長的時間。這種情況下，就會造成大電流的出現，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，由仿真模擬結果中，能夠發現，其他參數也具有巨大的變化，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。結合實際情況，發現三相短路也是大型高壓感應電動機常見的短路情況，經過仿真模擬后，可以得到三相短路的基本情況；進一步研究，能夠發現轉子電流和定子電流均為0；再進行分析，可以得到轉速劇增的情況。這種情況的發生，就能夠造成電動機出現飛車的情況，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，不利于電動機的穩定與可靠。

通過對上述3 種短路情況的分析，發現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，不利于電動機穩定工作。所以，要結合實際情況，實現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，排除各類干擾因素的影響，降低安全事故的發生概率，確保相關行業的積極健康發展[5]。

2.2 短路仿真計算

結合上述分析結果，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，轉矩瞬時最大值為300.35 kN·m，可以得到結果是電動機的額定轉矩的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所示的計算結果。

表2 單相短路、兩相短路和三相短路的計算結果

根據上述計算結果，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定運行，需要結合實際情況，采取適宜的檢測手段，對電動機的線路進行檢測，確保線路處于穩定的工作狀態，進而降低短路故障的發生概率，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時間，確保電動機的穩定與安全。為了提高監控效率，可以配合電動機的實際工作情況，合理對信息技術進行利用，通過信息技術的合理使用，實現對電路的有效監測，從而滿足實際工作的基本需求，降低短路故障發生概率，確保在短路故障發生后，相關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[6-7]。通過上述方法，可以實現對故障的快速查找，再配合相應工作人員的快速處理，就能實現對短路故障的有效處理，確保電動機處于良好的工作狀態，降低安全故障降低安全隱患所帶來的經濟損失。一般情況下，按照上述方式，就能實現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，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，降低短路的發生概率。

3 結語

該文結合實際情況，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。