作者/王偉杰、孫璐、徐璇，國(guó)網(wǎng)山東省電力公司膠州市供電公司

低壓配電臺(tái)區(qū)三相電源缺相故障查找及處理

作者/王偉杰、孫璐、徐璇，國(guó)網(wǎng)山東省電力公司膠州市供電公司

三相電源出現(xiàn)缺相故障嚴(yán)重影響著電器設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，尤其是在低壓配電臺(tái)區(qū)，三相變壓器運(yùn)行的穩(wěn)定與否關(guān)系到整個(gè)農(nóng)村電網(wǎng)的正常工作。因此，一旦發(fā)生三相電源缺相故障，需及時(shí)對(duì)產(chǎn)生故障的原因進(jìn)行查找與處理，并采取行之有效的預(yù)防措施，以保障人們的正常生產(chǎn)與生活。

低壓配電臺(tái)區(qū)；三相電源；缺相故障；查找及處理

引言

隨著社會(huì)主義新農(nóng)村的不斷建設(shè)，人們的生活與生產(chǎn)水平都有了很大的提高，居住環(huán)境發(fā)生了顯著改變，與此同時(shí)，各種大功率家電產(chǎn)品也逐漸受到人們的青睞。目前，由于單相供電方式會(huì)限制大功率產(chǎn)品的使用，因而為滿足家用供電設(shè)備的需求，三相電源成為主要的供電方式。尤其是在低壓配電臺(tái)區(qū)，作為鄉(xiāng)村電氣化建設(shè)的重要組成部分，三相電源的正常工作直接關(guān)系到整個(gè)農(nóng)村電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行?；诖耍鎸?duì)低壓配電臺(tái)區(qū)三相電源缺相故障現(xiàn)象，及時(shí)對(duì)導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)的原因進(jìn)行查找與解決，對(duì)于確保農(nóng)村電網(wǎng)科學(xué)、安全、規(guī)范運(yùn)行具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1. 低壓配電臺(tái)區(qū)三相電源缺相故障現(xiàn)象及查找

■1.1 低壓配電臺(tái)區(qū)三相電源缺相故障現(xiàn)象

三相供電方式是我國(guó)生活與生產(chǎn)供電的一種形式，由三個(gè)頻率相同、振幅相同、相位依次互差120°的交流電勢(shì)構(gòu)成，其繞組方式包含三角形接法與星形接法兩種。由此，三相電源缺相現(xiàn)象就是指供電中的一路電源線出現(xiàn)無(wú)電壓或電壓過(guò)低的現(xiàn)象，或者整個(gè)供電線路出現(xiàn)斷路問(wèn)題。因而，一旦發(fā)生這種問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)三相產(chǎn)品繞組出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)使整個(gè)機(jī)組燒毀。從理論上講，低壓配電網(wǎng)中所使用三相變壓器出口的三相負(fù)荷應(yīng)保持平衡狀態(tài)，因此，為保證低壓配電臺(tái)區(qū)三相變壓器的正常運(yùn)行[1]，必須確保三相電源的正常供電。一般來(lái)說(shuō)，如果三相電源其中一相熔斷器熔斷，或接線松脫、接觸不良，即發(fā)生缺相問(wèn)題，都導(dǎo)致低壓配電網(wǎng)三相負(fù)荷分配不平衡，三相電流發(fā)生不平衡現(xiàn)象，對(duì)低壓配電網(wǎng)的正行運(yùn)行造成一定的影響，增加整個(gè)低壓線路的電能損耗，甚至燒毀整個(gè)機(jī)組。總之，低壓配電臺(tái)區(qū)如若出現(xiàn)三相電源缺相故障，及時(shí)進(jìn)行故障查詢與處理不可忽視。

■1.2 低壓配電臺(tái)區(qū)三相電源缺相故障查找方法

為快速有效查找三相電源缺相故障產(chǎn)生的原因，本文以一起三相電源缺相故障作為案例進(jìn)行介紹，具體如下：

根據(jù)有關(guān)用戶的報(bào)修情況可知：三相電源有電，但其電動(dòng)機(jī)卻出現(xiàn)了無(wú)法正常啟動(dòng)與運(yùn)行的問(wèn)題，而這時(shí)照明負(fù)荷的供電也是非常正常的。因此，運(yùn)維檢修人員到現(xiàn)象進(jìn)行檢修：首先，用氖管試電筆對(duì)三相電源進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示均有電；然后運(yùn)用萬(wàn)用表對(duì)三相的電壓進(jìn)行檢測(cè)，其中相X1的電壓為228V，相X2的電壓為225V，相X3的電壓為222V，線X1X2的電壓為425V，X2X3的電壓為30V，X3X1的電壓為422V。由此，可以總結(jié)出，三相電壓顯示正常，而出現(xiàn)異常的地方是線電壓。此外，對(duì)低壓配電臺(tái)區(qū)的一處三相電源進(jìn)行了查看，其中變壓器的跌落式熔斷器、低壓熔斷器以及開(kāi)關(guān)都處于正常合閘的情況，而熔片也呈現(xiàn)完好狀態(tài)?；诖?，當(dāng)將變壓器關(guān)停后，檢查綜合配電箱，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)對(duì)綜合配電箱中的總負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)，其只對(duì)相X3起到了控制作用，并將相X1與相X2燒壞。之后在將相X2與相X3緊密相連形成短路的條件下，直接將相X1與相X2接到綜合配電箱上。這時(shí)，分離相X2與相X3至安全情況下，并對(duì)綜合配電箱中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)進(jìn)行更換，恢復(fù)至連接狀態(tài)時(shí)，變壓器正常供電，并各處電壓均顯示正常，因而排除故障。

在上述分析中，由于綜合配電箱中的負(fù)荷開(kāi)關(guān)相X1與相X2的觸頭被燒壞，且無(wú)同型號(hào)的開(kāi)關(guān)，因而運(yùn)維檢修人員將相X1與相X2的引線直接連接綜合配電箱的線樁頭，而由于錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致二者直接相連形成了短路回路，所以，變壓器恢復(fù)正常供電后，綜合配電箱內(nèi)相X2與相X3短路導(dǎo)致負(fù)荷開(kāi)關(guān)X3被燒壞，進(jìn)而相X3在這種情況下處于斷開(kāi)狀態(tài)。就此故障查找結(jié)果顯示，相X1正常，而X2與相X3同相[2]。

2. 預(yù)防低壓配電臺(tái)區(qū)三相電源缺相故障發(fā)生的有效措施

當(dāng)三相電源發(fā)生缺相故障時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生過(guò)流以致電機(jī)或三相變壓器燒壞，由此，一種三相電源缺相保護(hù)裝置對(duì)確保三相電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行非常必要。由于三相電源缺相故障發(fā)生時(shí)，繞組中流過(guò)的電流要比正常運(yùn)行時(shí)大，因此，依據(jù)此原理，添加相電源缺相保護(hù)裝置后，不僅可檢測(cè)出過(guò)大的電流信號(hào)，還可以將電動(dòng)機(jī)從電源系統(tǒng)中切除，并發(fā)出警報(bào)，以保證整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，也間接保護(hù)了運(yùn)維檢修人員的生命健康。

■2.1 熱繼電器兼作過(guò)載和單相運(yùn)行保護(hù)

熱繼電器主要是通過(guò)運(yùn)用電流熱效應(yīng)原理，將其與被保護(hù)的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，因而一旦電動(dòng)機(jī)單相運(yùn)行時(shí)電流增大，其內(nèi)部的加熱元件溫度就會(huì)升高，便會(huì)將其檢測(cè)出來(lái)，與此同時(shí)，溫度過(guò)高彎曲后推動(dòng)導(dǎo)板，出現(xiàn)導(dǎo)板上動(dòng)等動(dòng)作，進(jìn)而將回路中的接觸器線圈的三相電源切斷，從而起到保護(hù)作用。目前，我國(guó)生產(chǎn)的熱繼電器在運(yùn)行過(guò)程中具有延時(shí)特點(diǎn)，也就是說(shuō)，如果加熱原件上的電流與整個(gè)電動(dòng)機(jī)的額定電流相同時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)任何行為；而當(dāng)通過(guò)加熱元件的電流不斷加大時(shí)，熱繼電器動(dòng)作的運(yùn)行速度加快，時(shí)間變短，因此，這種延時(shí)性不僅能夠保證電機(jī)的正常運(yùn)作，還能夠使其產(chǎn)生的單相電流過(guò)大時(shí)切斷電機(jī)電源?？傊?，作為一種靈敏可靠的保護(hù)電器，選擇合理的熱繼電器對(duì)整個(gè)三相電機(jī)的正常運(yùn)行具有非常重要的價(jià)值。

■2.2 欠電流或過(guò)電流繼電器保護(hù)

與熱繼電器工作原理不同，欠電流保護(hù)方式主要是利用欠電流與過(guò)電流繼電器相互作用的效果，當(dāng)電源斷相一路的電流過(guò)大且大于額定值時(shí)，過(guò)電繼電器開(kāi)始工作，并切斷電源主回路上的接觸器，從而保護(hù)三相電源。

■2.3 零序電流單相保護(hù)

當(dāng)三相變壓器中的三相電流不平衡時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生零序電流，進(jìn)而起到三相保護(hù)的作用。其中，將三只電流互感器接入主回路中，而另一側(cè)接入電流繼電器，因此，當(dāng)三相變壓器運(yùn)行時(shí)，三只電流互感器所產(chǎn)生的電勢(shì)合為零，而二次回路中的電流也為零，這時(shí)，電流繼電器是不動(dòng)作的[3]；相對(duì)應(yīng)的，一旦三相電流出現(xiàn)不平衡狀態(tài)，三只電流互感器所產(chǎn)生的電勢(shì)與二次回路中的電流也不為零，引致電流繼電器發(fā)生動(dòng)作，與主回路切斷，最終達(dá)到保護(hù)目的。

圖1 三相電源缺相保護(hù)電路圖

■2.4 電機(jī)運(yùn)行缺相雙重保護(hù)電路

電機(jī)運(yùn)行缺相雙重保護(hù)電路是一種簡(jiǎn)單有效的自我保護(hù)方法，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制電路進(jìn)行常規(guī)改進(jìn)，便可實(shí)現(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，這種電路需要在電動(dòng)機(jī)原有控制電路相X1與相X2添加一個(gè)交流接觸器，即圖1中KM2所示，這樣就將三相電源引入到了整個(gè)控制電路中?；诖?，當(dāng)三相電機(jī)出現(xiàn)缺相故障時(shí)，即相X1或相X2出現(xiàn)缺失問(wèn)題，交流接觸器線圈KM2中就沒(méi)有了電流，而導(dǎo)致與線圈KM1相連的觸點(diǎn)KM2斷開(kāi)，線圈KM1發(fā)生失電現(xiàn)象，并與觸點(diǎn)斷開(kāi)，由此，整個(gè)三相電機(jī)裝置因無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)而停止工作；同樣，如果相X3出現(xiàn)了缺相問(wèn)題，交流接觸器線圈KM1失電并自動(dòng)與觸點(diǎn)斷開(kāi)，電機(jī)也無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。總之，這就保障了無(wú)論哪一個(gè)相出現(xiàn)缺相故障，都能起到保護(hù)電機(jī)的作用。

3 .結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)村電網(wǎng)改造是新農(nóng)村電氣化建設(shè)的基礎(chǔ)，而低壓配電臺(tái)區(qū)三相變壓器的正常工作時(shí)加快農(nóng)村電網(wǎng)改造的重要舉措?；诖耍瑸檫m應(yīng)新農(nóng)村電氣化建設(shè)的新浪潮，正確認(rèn)識(shí)三相電源缺相故障，并對(duì)缺相故障及時(shí)查找與處理，對(duì)于確保整個(gè)鄉(xiāng)村電網(wǎng)的正常運(yùn)行與維護(hù)非常重要。與此同時(shí)，在低壓配電臺(tái)區(qū)日常工作中，運(yùn)維檢修人員要嚴(yán)格按照三相電源缺相原理，加強(qiáng)三相變壓器的日常管理與維護(hù)，提高自身安全意識(shí)與修復(fù)工藝水平，為促進(jìn)新農(nóng)村電力發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

＊ [1] 宋書(shū)偉.低壓配電臺(tái)區(qū)接地的幾個(gè)誤區(qū)[J].農(nóng)村電氣化,2011,(01):62-63.

＊ [2] 敬林.一起三相電源缺相故障查找處理[J].農(nóng)村電工,2016,(12):67-68.

＊ [3] 董英瑞,楊金明.三相電源自然換相點(diǎn)檢測(cè)方法的研究[J].電子產(chǎn)品世界,2011,（06）:17-19.