大型高压三相感应电动机短路故障分析

韩泽文

(佳木斯电机股份有限公司 黑龙江佳木斯 154002)

大型高压三相感应电动机是工业生产中的重要设备，在实际的服务中，大型高压感应三相电动机，具有结构简单、制造方便和维护容易、运行可靠等特点，使得它在实际的应用中，具有极高的应用价值。但是，在实际大型高压三相感应电动机的工作中，它容易出现短路故障，一旦短路问题出现，就会给大型高压三相感应电动机带来影响，不利于电动机稳定运行。基于此，该文结合实际情况，对大型高压三相感应电动机短路故障进行研究，以仿真模拟的方式，对不同短路情况进行仿真模拟，实现对短路故障的有效分析，详细的内容分析报告如下[1]。

1 大型高压三相感应电动机研究

结合实际情况，可以发现大型高压三相感应电动机是化工企业中常用的电力设备，在实际的工作中，具有较好的优点，能够符合实际应用的基本需求。同时，实际工作中，大型高压三相感应电动机，具有安全性好、稳定性高等特点，满足化工生产的基本需求。同时，该项设备在实际的应用中，不仅有着成熟的技术，还有广阔的应用和发展前景，能够随着不同场合、不同运行状态，调整相应的运行情况，从而满足实际应用的基本需求，提升生产效率。

结合实际情况，对三相感应电动机的相应原理进行分析，其中具体原理，可以参考如下公式。

结合上述内容，可以发现三相感应电动机的工作原理，为了满足实际计算需求，需要公式中的相应字母，都具有相应的意义，其中，U1、I1、R1、X1、E1分别描述定子绕组端电压、定子电流、定子绕组电阻、定子绕组漏抗和电子绕组电动势。再进一步对公式进行分析，可以得到Im、Zm、I26、R26、X26、E26等分别描述激磁电流、定子阻抗、转子电流，转子绕组电阻，转子绕组漏抗和转子绕组电动势。再进一步分析，可以得到s、F1、F2、Fm等分别描述，转差率、定子磁动势、转子磁动势和激磁磁动势等内容[2]。

但是大型高压三相感应电动机在实际的工作中，容易受到短路故障的影响，一旦发生短路，大型高压三相电动机的正常运行就会受到干扰，甚至造成严重的安全事故，不利于大型高压三相感应电动机的正常运行。实际的短路时，可能会给电动机和整个系统带来影响，直接造成电器参数和机械参数发生变化，从而给整个系统的正常运行带来影响，甚至，短路故障发生后，还容易造成大冲击电流和脉动转矩，进而给电动机和整个系统的正常运行带来影响。为了实现对问题的处理，需要结合实际情况，采取适宜的控制措施，实现对短路的控制，降低短路对大型高压三相感应电动机的影响，确保电动机能够处于正常工作状态，降低安全隐患，降低质量隐患，确保系统的稳定运行，推动相应企业的积极、健康发展。

2 短路故障研究

结合大型高压三相感应电动机的基本情况，对短路故障进行仿真模拟分析，从而得到如表1 所示的参数情况，按照表1的参数，对大型高压三相感应电动机的短路故障进行模拟分析，详细的内容分析如下。

表1 大型高压三相感应电动机参数情况

以表1 的数据为基础，展开对大型高压三相感应电动机的仿真模拟，从而得到具体的模型图，通过仿真模拟获取到大型高压三相感应电动机的基本情况。集合基本情况，进一步对大型高压三相感应电动机进行研究，并对短路故障进行进一步的研究与分析，旨在明确短路的基本情况，降低电动机的故障概率，提高电动机的服务能力。

2.1 短路故障的类型

结合电动机的基本情况，进一步对电动机的正常状态进行研究，从而得到电动机的正常状态。电动机启动的过程，需要0.3 s 的时间；同时，电流、速度和转矩等的初始状态都比较大，因为初始状态下，转子的转速为0，转差率为1，电枢电压亦为0，所以为了满足实际需求，要求电动机处于正常工作状态，各参数采取不同的分析方法，可以获取相应的数值、具体情况，电子电流误差在5.23%，转子的速度误差为0.68%；另外，电磁转矩误差为5.66%，转子电流误差为2.4%。由此可见，该分析方法能获取较为准确的数据，误差都在10%之内，说明这种参数获取的方法较为合适，能够获取准确的数据，符合实际需求[3]。

（1）单向短路。根据电动机的基本情况，可以得到电动机发生的故障，其中包括单向短路故障，因为单向短路故障的存在，会给电动机带来影响。同时，以A相为例，可以得到转子电流和定子电流都超出正常电流的10 倍左右，同时还持续了一段时间，这样就会导致绕组的温度升高，导致绝缘下降，进而给电动机的使用寿命带来影响，严重影响电动机的服务能力，甚至还容易造成严重的安全事故。当事故发生后，会导致电机绕组发生变化，出现烧毁或变形的情况，严重影响电动机的正常工作。结合仿真模拟的基本情况，可以发现转子抖动约在0.4 s之后，才趋向短路稳定运行。

（2）两相短路。这需要以A、B相为例，展开相应的仿真模拟，从仿真模拟的结果中，可以看出转子电流和定子电流都是初始正常电流的6倍，同时，还会持续较长的时间。这种情况下，就会造成大电流的出现，进而给电动机带来影响，导致绕组绝缘受到影响，引起电动机温度升高，绕组绝缘损坏等问题。同时，由仿真模拟结果中，能够发现，其他参数也具有巨大的变化，如此一来，就给电动机的正常运行带来了影响，不利于大型高压三相感应电动机正常运行[4]。

（3）三相短路。结合实际情况，发现三相短路也是大型高压感应电动机常见的短路情况，经过仿真模拟后，可以得到三相短路的基本情况；进一步研究，能够发现转子电流和定子电流均为0；再进行分析，可以得到转速剧增的情况。这种情况的发生，就能够造成电动机出现飞车的情况，这种情况严重影响电动机的正常运行，导致电动机无法正常工作，不利于电动机的稳定与可靠。

通过对上述3 种短路情况的分析，发现大型高压三相感应电动机的短路故障，可以分为3种形式，分别为单相短路、两相短路和三相短路。这样的短路故障发生，都会给大型高压三相感应电动机带来影响，严重影响电动机的正常运行，不利于电动机稳定工作。所以，要结合实际情况，实现对电动机短路故障的处置，降低短路对电动机影响，从而使得电动机在实际的服务中，能够保持较好的工作状态，排除各类干扰因素的影响，降低安全事故的发生概率，确保相关行业的积极健康发展[5]。

2.2 短路仿真计算

结合上述分析结果，进一步对短路进行仿真计算，从而得到不同情况的计算结果。三相感应电动机短路分为上述的几种短路情况，这样的电流和额定转矩分别为1.12 A 和73.46 kN·m。先对单相短路进行分析，从得到相应的结果，进而得到，最大电流为8 951.05 A，约为初始额定电流7.98倍左右，进一步进行分析，转矩瞬时最大值为300.35 kN·m，可以得到结果是电动机的额定转矩的4.09 倍左右。按照单相短路的基本方式，进行进一步分析，可以得到两相短路和三相短路的基本情况，从而得到表2所示的计算结果。

表2 单相短路、两相短路和三相短路的计算结果

根据上述计算结果，可以得到大型高压三相感应电动机在实际的工作中，受到短路的影响相对较大，所以为了保证电动机的稳定运行，需要结合实际情况，采取适宜的检测手段，对电动机的线路进行检测，确保线路处于稳定的工作状态，进而降低短路故障的发生概率，并且通过合理的研究，明确线路的基本情况，确保在短路故障发生后，能够在第一时间找对短路的故障点，并采取有效的处置措施，降低短路故障的持续时间，确保电动机的稳定与安全。为了提高监控效率，可以配合电动机的实际工作情况，合理对信息技术进行利用，通过信息技术的合理使用，实现对电路的有效监测，从而满足实际工作的基本需求，降低短路故障发生概率，确保在短路故障发生后，相关维护人员能够第一时间接收到故障报警信号，并采取适宜的处置方式，降低短路故障带来的影响，保证电动机能够处于较好的工作状态[6-7]。通过上述方法，可以实现对故障的快速查找，再配合相应工作人员的快速处理，就能实现对短路故障的有效处理，确保电动机处于良好的工作状态，降低安全故障降低安全隐患所带来的经济损失。一般情况下，按照上述方式，就能实现对短路故障的快速处置，确保线路的安全与可靠。另外，为了提高电路的安全系数，还需要定期进行检修工作，通过检修工作的合理实施，有效对短路进行控制，降低短路的发生概率。

3 结语

该文结合实际情况，对大型高压三相感应电动机短路故障进行分析，先结合实际情况，对大型高压三相感应电动机进行研究，对电动机的原理进行简单分析，之后，再对电动机进行仿真模拟，通过仿真模拟，研究电动机的短路故障情况，确认短路故障，可以分为单相短路、两相短路和三相短路这3种情况，并针对短路情况，采取适宜的处置方式，降低短路故障对大型高压三相感应电动机的影响，确保电动机的功能与可靠，满足实际应用的基本需求。