电机驱动用长电缆破坏机理分析及防护.pdf

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1、电气传动2014年第44卷第4期ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.4电机驱动用长电缆破坏机理分析及防护李晓，王璁，屠幼萍（高电压与电磁兼容北京市重点实验室（华北电力大学），北京102206）摘要：采用长线电缆的电动机驱动系统频繁出现电缆绝缘损坏问题，严重影响了系统的可靠运行。在分析变频谐波和电压闪停对长线电缆绝缘影响的基础上，通过PSCAD/EMTDC软件建立了“变频器—长线电缆—异步电机”仿真计算模型，进行了变频谐波和电压闪停情况下长线电缆的过电压、过电流及相应频谱仿真分析。仿真结果表明：变频器输出脉冲波经长电缆传输时会

2、在电缆接头处产生接近两倍的谐波过电压，同时产生谐波过电流导致电缆绝缘降低；电网电压发生闪停后，电机会发生能量倒送，产生短时大电流破坏电缆绝缘。基于仿真结果，设计了一种二阶RLC低通滤波器以抑制变频谐波的危害，并提出了降低电压闪停影响的保护措施，从而有效地保护电缆绝缘。关键词：PSCAD/EMTDC；长线电缆；变频谐波；电压闪停；绝缘；RLC低通滤波器中图分类号：TM921文献标识码：AAnalysisandProtectionoftheFailureMechanismofLongCableforMotorDriverLIXiao，WANGC

3、ong，TUYou⁃ping（BeijingKeyLaboratoryofHighVoltage&EMC（NorthChinaElectronicPowerUniversity），Beijing102206，China）Abstract:Themotordrivingsystemsusinglongcablefrequentlyappearcableinsulationproblems，whichseriouslyinfluencethereliableoperationofthesystems.Basedontheanalysisofth

4、einfluencesoffrequencyharmonicandvoltagetransientlossonthelongcableinsulation，the“converter⁃longcable⁃inductionmotor”simulationmodelbasedonPSCAD/EMTDCsoftwarewasbuilt，theover⁃voltage，over⁃currentandthecorrespondingspectrumunderthesituationoffrequencyharmonicandvoltagetrans

5、ientlossweresimulatedandanalyzed.Theresultsshowthattheconverteroutputpulseproducenearlytwiceharmonicover⁃voltageincabletappingthroughlongcable，meawhileproduceacertainharmonicover⁃current，whichresultsinthedecreaseofcableinsulation；theinductionmotordelversitsenergyafterhappe

6、ningvoltagetransientloss，whichproduceshort⁃termhighcurrentthatleadstothedamageofcableinsulation.Basedonthesimulationresults，akindofsecond⁃orderRLClow⁃passfilterwasdesignedtosuppresstheharmoffrequencyharmonic，andsomeprotectionwasputforwardtodecreasetheinfluenceofvoltagetran

7、sientloss，whichcaneffectivelyprotectthecableinsulation.Keywords:PSCAD/EMTDC；longcable；variablefrequencyharmonic；voltagetransientloss；insulation；RLClow⁃passfilter线的绝缘材料迅速老化，造成电动机或电缆的绝1引言缘损伤，甚至出现绝缘击穿，严重时导致电动机冶金、石油化工、造纸、纺织等行业的电力驱烧毁、电缆爆裂。长线电缆的绝缘故障会给系统动系统中，某些应用领域由于变频器和感应电动的可靠运行

8、带来极大的威胁，既影响了生产，又机之间的距离可以达几百甚至上千m，此时必须增加了维修经费，造成不应有的经济损失。采用长线电缆进行连接。由于长线电缆的绝缘本文将通过PSCAD/EM