异步电动机是阀冷系统中主循环泵的重要部件之一，提高其故障识别水平、迅速定位故障位置对于阀冷系统具有重要意义。南京南瑞继保电气有限公司、国家电网有限公司直流技术中心的董熙、江楠、张国华、高晟辅、刘东川，在2024年第11期《电气技术》上撰文采用对称向量法，提出基于电流不平衡度的定子高阻故障在线检测方法，并分析定子星接及角接条件下用于确定故障相别及故障严重程度的指标参数；通过合理设置电压监测位置，可以进一步缩小故障排查范围。最后，通过仿真测试和案例分析验证了所提方法的有效性。
在直流输电过程中，换流阀晶闸管因热损耗导致运行温度上升，为保证换流阀功率器件的有效散热，需要配置换流阀冷却系统。其中，主循环泵作为整个阀冷却系统的主要动力设备，一旦其内部电动机发生故障，轻则损坏机体本身，降低系统冗余度，重则导致整个直流输电系统跳闸。因此，对主泵电动机进行检测与诊断，保障其安全运行对于电力系统的稳定运行十分重要。
换流阀冷却系统主循环泵通常为交流异步电动机，其转子和基频旋转磁场并不是保持同步速旋转，而是存在转差率。在日常运行过程中，定子高阻故障是异步电动机的常见故障，此类故障可能发生在电源和电动机中间设备连接处的任意位置。
由于工艺不良、线路老化、连接松动及接触点异常等原因，连接处电阻逐渐增加，进而发展成为高阻电气连接故障。定子高阻故障具有渐进特征，在故障发生的初始阶段不会造成电动机严重故障，不需要立即停止运行，因而可以在故障初期进行预警，提醒运维人员合理计划、组织维修检查，从而避免停机跳闸，减少故障带来的损失。
现有文献开展的异步电动机定子故障研究大多针对绕组匝间及相间短路的分析及检测，较少涉及异步电动机定子高阻故障，且所提检测方法大多不适用于定子高阻故障的检测。对于高阻连接故障的检测，传统方法包括离线电阻不平衡测试、目测、电压降测量和红外热像仪检测。然而，上述传统方法存在检测设备昂贵、测量结果不准确、需要离线检测影响电动机运行等问题。近年来，国内外学者对定子高阻故障进行了研究。
COLBY R. S.提出利用神经网络结合对称分量法来完成对定子高阻故障的检测，研究结果表明该方法能够有效检测高阻连接故障，但训练神经网络的计算量非常大，实际工程中难以提供所需样本数量。DE LA BARRERA P. M.等提出一种基于直流信号注入的无电压传感器定子高阻故障在线诊断方法，该方法降低了检测成本，但对定子高阻故障的发生位置及故障严重程度并未进行讨论。YUN J.等利用负序电流及零序电压的幅值和相位，判断定子高阻故障位置及严重程度，但仅讨论了单相定子星型连接的异步电动机，未对定子角接及连接点（多相）故障情况展开分析。
本文采用对称向量法，提出基于电流不平衡度的定子高阻故障在线检测方法，并根据定子绕组的接线方式，分别分析定子绕组星接及角接条件下确定故障相别及故障严重程度的指标参数；针对故障易发生于连接点的特性，推导定子绕组角接条件下，两相连接点处发生高阻故障，电流不平衡度的大小与电阻比例系数k的关系；通过合理设置电压监测点位置，结合监测点是否存在负序电压，进一步缩小故障排查范围；最后，通过案例分析验证所提方法的有效性。
阀冷系统结构示意图如图1所示。在主泵作用下，冷却介质源源不断地流经换流阀，介质温度上升，将换流阀产生的热量带出，与外冷设备（空冷器、冷却塔或其组合）进行热量交换，使冷却介质温度降低至合理范围后再次流入换流阀，形成冷却介质的闭式循环。循环管路系统主要配置主泵止回阀、主泵出口蝶阀、三通阀、主过滤器等设备，测点配置主要有主泵温度、主泵电压电流、进阀压力、主循环流量、主泵入口压力、主泵出口压力等。
在常规特高压直流阀冷系统中，通常使用单级卧式端吸离心泵作为主循环泵，如图2所示，泵由蜗壳、叶轮、轴、轴承箱、机械密封、联轴器及电动机等组成。阀冷系统一般配置两台冗余的主循环泵及其阀门管路，其中一台处于运行状态，另一台处于备用状态，且每台主泵都有工频及软起两条回路。
两条回路均无故障时，首先采用软起动器起动，晶闸管输出电压逐渐增加，降低起动电流，实现平滑起动；起动过程结束后，软起动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供电压，以降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。阀冷控制保护系统根据每个泵的故障等级进行切泵，或者切换运行回路。
当两台主泵的电动机均发生故障导致主泵停运时，切换电气回路并不能使系统恢复正常，内冷水失去循环动力源，阀冷控制保护系统将根据系统的主循环流量及进阀压力延时跳闸。
因此，主泵的故障预警有利于提前识别风险，保障阀冷系统稳定运行，提升电网安全性。
对于定子高阻故障，可以简单建模为将电阻附加在某一相中。定子星接高阻故障接线如图3所示：
通常采用旋转坐标变换的方法推导故障相的正、负序电压、电流，推导过程较为繁琐，本节采用对称向量法对故障相不平衡电压、电流进行讨论。
相对于定子星接，定子角接的异步电动机起动电流较小，因而在工程实际中得到广泛使用。同样以单相高阻故障为例，其接线如图4所示。
将整个电路划分为角内及角外两部分，考虑到角外电流更易测量，故选取角外电流对称分量作为判断依据。由正、负序电流公式可知：
