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

 

Dariusz KARKOSINSKI, Jarosław LUSZCZ, 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.

 

Keywords

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

Fig.

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