一种自耦变压器降压启动水泵故障分析及改造方案

刘东文　钟健波

摘 要：在目前的水利设施中，大容量水泵一般采用星三角启动方式或自耦变压器启动方式等传统启动方式。就广州市海珠区群闸联控项目中，石溪水闸、泵站1 #泵在自动化调试和试运行中接线烧毁的事故，分析了故障的具体原因，并提出改造方案。

关键词：水泵启动；自耦变压器启动；软启动器；水利设施

中图分类号：TM42 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0003-02

1 水闸现场设备概述

在广州市海珠区石溪涌挡潮水闸和新建排涝泵站，内外衔接段挡土墙和其他泵站附属建筑物中，水闸采用开敞式结构，设1孔，净宽5.0 m，采用翻转式平面闸门，配置双作用液压启闭机；泵房安装900ZLB-160型轴流式水泵，配套安装2台JSL13-12电动机，单机容量为115 kW，启动电路的方式为自耦变压器降压启动；配套安装10/0.4 kV 的变压器1台及其他配电设备和线路。

2 故障产生的背景

至2012-06，石溪水闸和泵站已经通过现场自动化调试，1台闸门和2台水泵以及2台清污机都能在PLC上控制启闭。在调试时，水闸工作人员也在现场。1#，2#水泵均能由PLC发出命令控制开启和停止。

3 故障发生时的情况

按照项目施工计划，本项目组到石溪水闸和泵站进行了自动化联合调试。故障发生时的具体情况为：在上位机上发命令控制1#泵，1#泵在启动过程中，启动2 s后发现接线端子处有火花，接着开始冒烟，便立刻在上位机上发出停止命令，然后迅速打回手动状态，按“停止”按钮，之后关闭空气开关。在现场水闸工作人员协助下，打开水泵现场接线端子，发现1#泵电机内部电缆中的一相电缆在接线头处已经烧断，另外，二相也轻微损坏。

4 故障分析

4.1 自耦变压器启动原理和性能分析

1#水泵的启动方式为定子

串自耦变压器降压启动。其原

理：利用自耦变压器将电源电压

降低后，再加到电动机定子绕组

端，达到减小启动电流的目的，

具体如图1所示。

设自耦变压器的一次侧电

压为U1（即电源电压），电流为

I1，二次侧电压为U2，电流为I2，

变压比为k，即：

. （1）

启动时，经自耦变压器后，

加在三相笼形异步电动机定子

绕组端的线电压为U1/k，此时

电动机定子绕组上的启动电压为

摘 要：在目前的水利设施中，大容量水泵一般采用星三角启动方式或自耦变压器启动方式等传统启动方式。就广州市海珠区群闸联控项目中，石溪水闸、泵站1 #泵在自动化调试和试运行中接线烧毁的事故，分析了故障的具体原因，并提出改造方案。

关键词：水泵启动；自耦变压器启动；软启动器；水利设施

中图分类号：TM42 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0003-02

1 水闸现场设备概述

在广州市海珠区石溪涌挡潮水闸和新建排涝泵站，内外衔接段挡土墙和其他泵站附属建筑物中，水闸采用开敞式结构，设1孔，净宽5.0 m，采用翻转式平面闸门，配置双作用液压启闭机；泵房安装900ZLB-160型轴流式水泵，配套安装2台JSL13-12电动机，单机容量为115 kW，启动电路的方式为自耦变压器降压启动；配套安装10/0.4 kV 的变压器1台及其他配电设备和线路。

2 故障产生的背景

至2012-06，石溪水闸和泵站已经通过现场自动化调试，1台闸门和2台水泵以及2台清污机都能在PLC上控制启闭。在调试时，水闸工作人员也在现场。1#，2#水泵均能由PLC发出命令控制开启和停止。

3 故障发生时的情况

按照项目施工计划，本项目组到石溪水闸和泵站进行了自动化联合调试。故障发生时的具体情况为：在上位机上发命令控制1#泵，1#泵在启动过程中，启动2 s后发现接线端子处有火花，接着开始冒烟，便立刻在上位机上发出停止命令，然后迅速打回手动状态，按“停止”按钮，之后关闭空气开关。在现场水闸工作人员协助下，打开水泵现场接线端子，发现1#泵电机内部电缆中的一相电缆在接线头处已经烧断，另外，二相也轻微损坏。

4 故障分析

4.1 自耦变压器启动原理和性能分析

1#水泵的启动方式为定子

串自耦变压器降压启动。其原

理：利用自耦变压器将电源电压

降低后，再加到电动机定子绕组

端，达到减小启动电流的目的，

具体如图1所示。

设自耦变压器的一次侧电

压为U1（即电源电压），电流为

I1，二次侧电压为U2，电流为I2，

变压比为k，即：

. （1）

启动时，经自耦变压器后，

加在三相笼形异步电动机定子

绕组端的线电压为U1/k，此时

电动机定子绕组上的启动电压为

摘 要：在目前的水利设施中，大容量水泵一般采用星三角启动方式或自耦变压器启动方式等传统启动方式。就广州市海珠区群闸联控项目中，石溪水闸、泵站1 #泵在自动化调试和试运行中接线烧毁的事故，分析了故障的具体原因，并提出改造方案。

关键词：水泵启动；自耦变压器启动；软启动器；水利设施

中图分类号：TM42 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0003-02

1 水闸现场设备概述

在广州市海珠区石溪涌挡潮水闸和新建排涝泵站，内外衔接段挡土墙和其他泵站附属建筑物中，水闸采用开敞式结构，设1孔，净宽5.0 m，采用翻转式平面闸门，配置双作用液压启闭机；泵房安装900ZLB-160型轴流式水泵，配套安装2台JSL13-12电动机，单机容量为115 kW，启动电路的方式为自耦变压器降压启动；配套安装10/0.4 kV 的变压器1台及其他配电设备和线路。

2 故障产生的背景

至2012-06，石溪水闸和泵站已经通过现场自动化调试，1台闸门和2台水泵以及2台清污机都能在PLC上控制启闭。在调试时，水闸工作人员也在现场。1#，2#水泵均能由PLC发出命令控制开启和停止。

3 故障发生时的情况

按照项目施工计划，本项目组到石溪水闸和泵站进行了自动化联合调试。故障发生时的具体情况为：在上位机上发命令控制1#泵，1#泵在启动过程中，启动2 s后发现接线端子处有火花，接着开始冒烟，便立刻在上位机上发出停止命令，然后迅速打回手动状态，按“停止”按钮，之后关闭空气开关。在现场水闸工作人员协助下，打开水泵现场接线端子，发现1#泵电机内部电缆中的一相电缆在接线头处已经烧断，另外，二相也轻微损坏。

4 故障分析

4.1 自耦变压器启动原理和性能分析

1#水泵的启动方式为定子

串自耦变压器降压启动。其原

理：利用自耦变压器将电源电压

降低后，再加到电动机定子绕组

端，达到减小启动电流的目的，

具体如图1所示。

设自耦变压器的一次侧电

压为U1（即电源电压），电流为

I1，二次侧电压为U2，电流为I2，

变压比为k，即：

. （1）

启动时，经自耦变压器后，

加在三相笼形异步电动机定子

绕组端的线电压为U1/k，此时

电动机定子绕组上的启动电压为