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三相异步电动机的缺相运行故障分析及相应的缺相运行保护

时间:2020-09-24 来源:豫通雷火电竞竞猜app 点击:59

  随着经济的快速发展和社会生产自动化程度的进一步提高,电动机的应用越来越广泛,尤其是三相异步电动机,在工业企业中得到广泛应用。但同时工业对电动机的要求也越来越高,运行中的缺相保护便是其中之一。

  三相异步电动机缺相运行,是指三相供电电源缺少一相或电动机三相绕组中有一相从电源断开而造成的一种电动机故障运行状态,也叫断相运行或单相运行。

  实践表明,因缺相运行故障而烧毁电动机的比例很高。为解决这个问题,应从分析缺相运行产生的原因人手,归纳总结,进而得出检查缺相故障的方法步骤和采取的一些保护措施。

  一、缺相运行产生的原因

  三相异步电动机的缺相运行是指三相异步电动机在运行过程中断一根火线或断一相绕组而形成单相运行的一种电气故障。造成电动机缺相运行的原因一般是:

  由于某相熔断器的熔体接触不良或熔丝拧得过紧而几乎压断;

  熔体电流选择太小,这样通过的电流稍大就会熔断,尤其是在电动机启动电流的冲击下,更容易发生熔体非故障性熔断;

  安装不当,如单芯导线放线时产生的小圈扭结或接头受损造成电动机负荷线路断线;

  电动机长期运行使绕组的内部接头或引线松脱,或局部过热烧断绕组,使电动机出现缺相运行等。

  二、设置缺相保护的目的

  为了保障电动机的安全运行,一般重要电动机都设有各种保护装置,如短路保护、失压保护、过载保护、缺相保护等。

  三相异步电动机的缺相运行,是指三相供电电源缺少一相或电动机三相绕组中有一相从电源断开而造成的一种电动机故障运行状态。由于三相异步电动机在运行中断开一相仍能转动,因而不易察觉而成为“带病”运行隐患,从而造成电动机的三相电压及三相电流严重不平衡、绕组过热、转速下降等。

  三、缺相运行故障的检查步骤

  1、检查三相交流电压。

  将从输入端接线板上取下的三根电源线固定在某个物体上(不得短路),合上供电线路上的电源开关,用万用表500V交流电压档检查三根相线(火线)的线电压,若均为380V或220V,则正常;若两根相线之间的电压正常,而这两根相线与另一根相线之间的电压在100V以下,则表明缺少一相电源,即第三根相线未与电网接通。

  2、检查定子绕组。

  将接在输入端接线板上的三根电源线取下来,用万用表检查三相绕组是否导通。如果不导通,则说明故障发生在电动机定子绕组上,定子绕组断路。如果导通,则表明故障发生在供电线路上。

  3、检查线路中熔体和触点的接触情况。

  主要是检查各熔体是否熔断,有关螺钉是否松动,动触点或刀片与静触点接触是否良好等。如果供电线路有多条路径或多道开关,可实行分段检查。

  四、几种缺相保护电路的工作原理

  三相异步电动机缺相运行一般有以下几种情况:绕组星形接法断一相电源、三角形接法断一相电源、三角形接法的绕组内部一相断路、多台三角形接法的电动机并联运行断一相电源等。无论是星形接法还是三角形接法,电动机缺相运行,其定子绕组都将因电流增大而过热烧毁。

  目前大部分电动机的缺相保护都是采用微机保护装置、电子式保护装置或其他专用保护装置,元件较多,线路复杂。出现问题时,有时可能会失去保护作用或工作失常,对生产造成不利影响。为了避免这种现象,本文介绍几种简便易行的缺相保护电路。

  1、利用交流接触器实施缺相保护

  在电动机的主电路当中增加同一型号的交流接触器,电动机的运行由两台接触器共同控制。当按下按钮SB2时,L3相电源经SB1、SB2、KMI到L2相,使KM1线圈得电吸合。同时KM1的动合辅助触点闭合,L3相电源经KM2线圈接到L1相,使KM2得电吸合,于是电动机得电运行。由于在主电路中增加了同一型号的交流接触器,且两个接触器的线圈电压分别来自L1、L2、L3三相中的电压回路,所以任何一相断相,都能使两个接触器的一个(或两个)释放,从而达到缺相保护作用。

  2、利用中间继电器实施缺相保护

  在主电路中并联一个中间继电器,并利用它的动合触点作为KM的自锁触点,同样可以实施缺相保护。当按下SB2时,接触器线圈得电动作,其主触点闭合,电动机得电运行。同时KA线圈得电,KA动合触点闭合,对KM线圈回路进行自锁,从而使KM不断电继续工作。当L2、L3相之一断线时,控制电路失电使KM线圈断电,于是电动机停止运行。若L1相断线,此时KA线圈回路断电,KA动合触点断开使KM线圈断电,电动机停车。

  3、采用欠电流继电器的电动机缺相保护电路

  欠电流继电器KA1,KA2,KA3串接人电动机缺相保护电路中。在电动机发生缺相运行时串接在缺相上的欠电流继电器线圈断电释放,其常开接点KA1,KA2或KA3断开,使接在接触器KM的线圈自锁线路断开,接触器KM释放,电动机停转。

  4、采用断丝电压保护装置的电动机缺相保护电路

  断丝电压保护装置是用于熔丝熔断时的缺相运行保护。正常情况下,由于熔丝电阻很小,所以继电器不动作。当某相熔丝熔断时,熔丝两端产生电压。此时,与其并联的小型继电器KA1,KA2或KA3得电吸合,其常闭触点断开,接触器KM失电释放,使电动机在缺相时停止运行,从而保护了电动机。小型灵敏继电器一般通过测试整定在60V动作即可。

  5、利用中性点位移实施缺相保护

  对于三相绕组星形接线的中性点来讲,当三相负载平衡时电位很低,基本上相当于地电位,而当三相电源缺相时,中性点电位会升高至相电压。利用这一特点来对电动机的运行情况进行监测,无论是电源线路断线还是电动机绕组内部断线,均能起到缺相保护作用。

  当电动机处于缺相运行状态下,OO之间出现较高电压时,稳压管DW才被击穿导电,从而使KA动作,接触器KM断电,结果电动机停止运行,得到缺相保护。在这里,为了保证中间继电器KA运行可靠,***好采用12~24V小型直流灵敏继电器。

  对于绕组三角形接时,则可用三只相同的电容器组***为的星形负载,并将它们并联在电动机的端子上,从而构***为的中性点O。当L1、L2、L3任一相断开时,中性点电位均会升高至相电压,继电器KA线圈得电动作,从而使KM的控制回路断开,切除电动机电源,实现缺相保护。

  以上这些缺相保护电路接线简单,易于实现,适用于各类三相异步电动机运行中的缺相保护(主要针对低压电动机考虑)。此外,也可根据具体需要,利用继电器的相应触点加装报警装置,方便运行管理。

  三相异步电动机的缺相运行,是引起电动机损坏的主要原因,同时也直接影响到安全生产,因此对电动机进行缺相保护是至关重要的问题,各生产部门可以根据自己的实际情况选择有效的缺相保护方案和缺相保护器,以保证电动机的安全运行。

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