Przyczyna uszkodzeń uzwojeń silników 6 kV 500 kW, zainstalowanych w pompowni ujęcia wody

Cause of Damage to the Windings of the 6 kV 500 kW Motors Installed at the Water Intake Pumping Station

 

dr hab. inż. Dariusz KARKOSIŃSKI prof. PG, dr. hab. inż. Jarosław ŁUSZCZ, dr hab. inż. Marek OLESZ

Abstract

The article presents a measurement study of the causes of damage to medium-power and medium-voltage motors used to drive water intake pumps for the city. The user of the pumping station used a low-voltage frequency converter to regulate the pump output, which was powered by a 6/0.4 kV transformer. The voltage behind the converter was increased via a 0.4/6 kV transformer and powered the pump motors via cable lines. Within 2 years from the implementation of converter the insulation of the winding front connections have been damaged in 3 motors. It appears that the permissible instantaneous voltage was almost twice exceeded.

 

Streszczenie

W artykule przedstawiono analizę przyczyn uszkodzeń silników średniej mocy i SN, służących do napędu pomp ujęcia wody dla miasta. Użytkownik pompowni w celu regulacji wydatku pomp zastosował przemiennik częstotliwości niskiego napięcia, których został zasilony przez transformator 6/0,4 kV. Napięcie za przemiennikiem było podnoszone poprzez transformator 0,4/6 kV i zasilało poprzez linie kablowe silniki pomp. W ciągu 2. lat od wdrożenia regulacji częstotliwościowej, w 3. silnikach wystąpiły uszkodzenie izolacji. Powodem tego zjawiska były chwilowe napięcie aż 2. krotnie większe od wartości dopuszczalnej.

 

Keywords

pumping station, motors, frequency converter, overvoltages, winding damage

Słowa kluczowe

pompownia, silniki, przemiennik częstotliwości, przepięcia, uszkodzenia uzwojeń

Rys. / Fig.

Bibliografia / Bilbiography

[1] Górnicka B., Górecki L.: Degradation of winding insulation due to power electronics devices in induction motors. International Conference on Advances in Processing, Testing and Application of Dielectric Materials, 2001.
[2] Łuszcz J., Iwan K.: Modelling conducted EMI in inverter-fed AC motor. 4th International Workshop Compatibility in Power Electronics CPE 2005.
[3] Ogasawara, S.; Akagi, H.; Analysis and reduction of EMI conducted by a PWM inverter-fed AC motor drive system having long power cables. Power Electronics Specialists Conference, 2000. Volume 2, 18-23 June 2000 Page(s):928 - 933 vol. 2
[4] Boryń H.: Kable elektroenergetyczne w układach napędowych z przekształtnikami częstotliwości. AUTOMATYKA - ELEKTRYKA – ZAKŁÓCENIA, Vol. 5, Nr 2 (16) 2014, ISSN 2082-4149
[5] Szulc Z.: Wpływ kształtu napięcia wyjściowego przemienników częstotliwości średniego napięcia na pracę silników indukcyjnych z nich zasilanych. Sterowanie w Energoelektronice i Napędzie Elektrycznym", SENE 2005.
[6] PN-EN 61800-3:2005 Elektryczne układy napędowe mocy o regulowanej prędkości. Wymagania dotyczące kompatybilności elektromagnetycznej i specjalne metody badań.
[7] PN-EN 61800-4:2004 Elektryczne układy napędowe mocy o regulowanej prędkości. Wymagania ogólne. Dane znamionowe układów napędowych mocy prądu przemiennego o napięciu wyższym niż 1000 V, ale nie przekraczającym 35 kV.
[8] Lee-Hun Kim; Hwan-Kyun Yun; Chung-Yuen Won; Young-Real Kim; Gi-Su Choi; Output filter design for conducted EMI reduction of PWM inverter-fed induction motor system. Power Electronics and Drive Systems, 2001. Proceedings.
[9] Luszcz J.: High frequency conducted emission in AC motor drives fed by frequency converters: sources and propagation paths. John Wiley & Sons 2018