绕组加电压法在高压电动机干燥中的应用

裴纯福，黄军林

（山东电力建设第二工程公司，济南250100）

绕组加电压法在高压电动机干燥中的应用

裴纯福，黄军林

（山东电力建设第二工程公司，济南250100）

高压电动机受潮后的处理方法多种多样，但其共同目的是处理电动机绕组绝缘，使之达到规范要求，确保设备安全可靠运行。绕组加电压法是其中一种方法，是在6.6kV高压电动机绕组上加415V的电压（低压电源），利用绕组的自身发热来驱除潮气，使绕组绝缘值升高。在印度GMR电站工程中进行了实际应用，证明采用低压电源对高压电机进行受潮后处理效果明显。

高压电动机；受潮；低压电源；工程应用

0 引言

高压电动机作为火力发电厂主要设备的动力来源，其安全性至关重要。在施工中，高压电动机易受潮导致其绝缘不能满足规范要求，对设备的正常开机和安全运行造成不良影响。因高压电动机具有体积重量大，功率电压高等特点，采用常规烘烤等干燥处理操作工序复杂［1］，需动用其它机械装置，且涉及专业面较广，给现场施工带来诸多不便。因此，如何简化处理高压电动机受潮的操作步骤，省时、省力地完成干燥处理，使其满足规范要求值，安全可靠地投入运行，是现场施工中亟需解决的主要问题之一。印度GMR电站4×350 MW工程项目位于印度奥里萨邦德赫克纳尔区，常年相对湿度在29%～83%，每年6月至10月是雨季，雨水频繁，相对湿度基本在80%左右。在此期间，电动机绝缘受潮湿环境的影响较大，特别是一些重要设备的高压电动机，绕组绝缘值低于要求规范值，不能进行正常的开机和试运。

采用电动机空间加热器通电进行加热烘干，因电动机自身电加热器功率较低，发热量受局部空间限制，处理效果不理想，且不能保证在计划时间内完成电动机试转，选择放弃。在受现场条件约束的情况下，经分析计算，遵循相关的规范要求，合理利用设备本身构造原理和结构，采用低压电（415V三相交流电）对高压电动机的绕组直接进行通电，利用通电绕组线圈自身发热进行干燥［2-3］。

1 技术原理

1.1 电机绕组通电加热

根据焦耳定律Q=I2Rt：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体电阻和通电时间成正比。即当电机绕组在通电后，绕组的发热情况和流过定子绕组的电流的平方、定子绕组的阻抗、通电时间有关。根据这一原理，在高压电机定子绕组的U、V、W三相加上415 V交流电压（图1）或者在任意两相上加上240／415 V的电压（图2）时，定子绕组形成一个闭合回路，电流经过定子绕组产生热量，经过一定时间的热量累积，电动机内部温度开始上升，随着温度的上升，电动机内部的潮气慢慢的被驱赶了出去，相应的电动机绝缘值也就得到了提高，达到了电动机干燥处理的目的。

图1 接线方式一

图2 接线方式二

说明：印度低压电源的标准线电压是415 V，相电压是240 V。

1.2 电动机旋转条件

电动机旋转的条件是须在定子绕组上通上对称的额定三相交流电源，形成旋转磁场，与转子形成电磁转矩，从而使其带动负荷旋转。

电动机的额定转矩公式

式中：T为电动机额定转矩；P为电动机额定功率；n为电动机额定转速。可得，电动机的转矩与功率成正比，与转速成反比。

式中：P1为高电压时电动机的功率；P2为低电压时电动机的功率；n为电动机的转速；U1、I1为高功率时电动机的电压、电流；U2、I2为低功率时电动机的电压、电流；cosφ为电动机的功率因数；Z为电动机的阻抗。

额定电压为6 kV的电动机，通入400 V的电压后，两者之间的转矩比是1／225。例如1台1 500 kW、转速为1 500 r／min的电动机，在额定电压（6 kV）下转矩为

当加上400 V的交流电后，转矩

此数据远远小于电动机的最小转矩值

所以，在功率、阻抗、频率、功率因数一定的情况下，额定电压为6 kV的高压电动机绕组上加上400 V的电压时，绕组虽已形成了旋转磁场，但因旋转力矩远远小于电动机旋转力矩值，电动机的转矩达不到转动力矩，电动机转子是无法正常做功和转动的。此时电动机定子绕组做功只会产生热量，无机械能输出。即电动机绕组只有加热作用，使电动机内部潮气及水分快速蒸发，达到驱潮、干燥电动机的目的。

2 应用及操作步骤

2.1 应用

印度GMR电站4×350 MW工程中的引风机电机采用YKK800-8TH型，额定功率2 400 kW，定子额定电压6.6 kV，额定电流249 A，绝缘等级F级，上海电机厂制造的高压电动机。因设备布置于室外，在设备就位后的首次试转前使用2 500 V测试绕组绝缘为0.5 MΩ，小于规范规定的6.6 MΩ（规范规定绝缘值不超过是1 MΩ／kV，吸收比小于1.2）。在经过现场检查和核实后，确认是由电动机受潮引起的绝缘值降低。采用低压电源（415 V三相交流电）直接对电动机绕组进行通电加热。

2.2 操作步骤

在实际操作中，因高压电动机的高压电缆接线已完成，拆装不便，为了安全、省时、省力，用高压电缆临时代替低压电缆。

在6 kV开关高压电缆接线端子处接上415 V低压交流电（一般6 kV配电室均有检修箱），电机侧高压电缆和电动机绕组呈星形连接，通过高压电缆把电能传送给电动机绕组，完成绕组电能的供给。

1）使用施工电源对高压电动机（引风机电机）进行受潮后的干燥处理，电缆连接如图3所示。

被干燥电动机通过绕组的电流数值应控制在额定电流的40%（249×40%=99.6A），故施工用电盘或检修箱选择容量为100A。电缆型号为ZRC-YJLV22-1 3×50。

图3 电缆连接图

2）完成以上接线工作后，在就近的电缆线芯上接钳芯电流表，档位选择在200 A，同时在相间（或线间）并联万用表，档位选择在电压档750 V。检查无误后合上施工用电盘（或检修箱）内的电源开关，此时需密切注意钳芯电流表和电压表的数值，当数值无大幅摆动或趋于稳定时，应分别测量每个线芯的电流和电压数据，并做好记录。再此期间应有专人在就地观察被干燥电动机的状况。

引风机电动机干燥处理过程中，通电后被测电动机的A、B、C三相绕组电流分别是74.8 A、74.8 A、75.2 A；被测电动机的相间电压、对地电压分别是409 V和236.6 V。就地电动机在通电后无任何异常现象，属静止状态。需要注意的是，通电前应根据实际情况打开高压电机的盖板，以便潮气排除和观察。

3）开始对被干燥电动机通入低压电后，每隔0.5h测量绕组的通电电流、电压和绕组温升，发现电流、电压数据基本稳定，均保持在75 A和410 V左右，且DCS画面温升曲线状态在缓慢平稳的上升。在通电4 h后，温度由31℃上升到80℃后基本稳定，DCS画面曲线几乎成平直状态。加415 V交交流电前后8 h测量数据见表1（环境温度27.7°C）及图4。

表1 DCS和就地测量的最高温度数据℃

表2 绕组通电始末电流、电压测量数据

图4 引风机A高压电动机温升曲线

从以上数据中可以看出，在对高压电动机绕组上加415 V低压电4 h后，电动机绕组温度基本保持在平稳状态，且通电加热8 h前后的电流、电压数据基本保持在稳定状态。

4）停电后测量引风机电动机绝缘，测试结果为15／25 MΩ，吸收比1.67。此数据满足6 kV高压电动机绝缘值大于6 MΩ的规范要求。

5）撤去低压电源电缆，待电动机自然冷却6 h后，重新测量电机绝缘及计算吸收比，测量数值还是在15／25 MΩ，吸收比为1.67，和通电处理完后的数值相符。然后检查了6 kV高压电缆接线仓的各个螺丝紧固情况后进行了封盖，并对电动机本体上的盖板进行了恢复。

6）以上工作完成后，经检查验收，电动机如期完成了试转，且每个指标均满足规范要求。

7）为了避免电动机在停机后再次受潮，在电动机完成4 h（国内规范要求是2 h）的空载试转后，对电动机的接线盒、盖板等有潮气进入本体的缝隙处涂上了密封胶。当电动机按正常电源运行后，本身绕组会再次发热，此时内部的微量潮气会进一步随设备的旋转排除，绝缘值还会上升。在此之后使用密封胶封闭缝隙，效果更好。

3 结语

现场应用证明，采用低压电源对高压电机进行受潮后的处理是有效的，且在实施过程中利用高压电缆作为施工加热电源电缆的一部分，减少了操作步骤，降低了整体成本。另外，因电动机本身受潮的程度不同，电动机绕组绝缘受潮的程度应根据设备的综合检查结果判断，包括前期电动机试验数据，设备现场状况，各测量数据等。应综合判断是否可以采用施工电源加热法来处理。

因本实施方法使用电源的电压等级为415 V（380 V），进水、绕组绝缘受损、受潮发霉等电动机不适合此方法。另外在高压电动机出现反复受潮的情况时，应对受潮的原因进行彻底分析，以免影响电动机的使用寿命。

［1］GB 50170—2006电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范［S］.

［2］章劲.高压电机绝缘故障的分析思考［J］.陕西建筑，2006（5）：22-25.

［3］王三虎.高压大容量电机的干燥处理［J］.西北水力发电，2004，20（z1）：149-150.

Application of Winding Add-voltage Method for the High Voltage Motor Drying

PEI Chunfu，HUANG Junlin
（Shandong Electric Power Construction No.2 Company，Jinan 250100，China）

In order to make the motor winding insulation to meet the specification requirements and ensure the safety and reliability of equipment，many methods can be adopted to deal with damp high-voltage motors.By adding the 415 V voltage（LV power）to the 6.6 kV high-voltage motor winding，the winding voltage method dispels moisture using self-heating coil and makes the rise of winding insulation value.The method of processing that damp high-voltage motors by low voltage power supply has been proved to be highly effective by the actual practice in GMR power plant project in India.

HV motor；damp；LV power；engineering application

TM307

B

1007－9904（2015）04－0071－03

2014-10-20

裴纯福（1962），男，高级工程师，从事电气自动化相关工作；

黄军林（1981），男，从事电气自动化相关工作。