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摘要:电动机是机电设备的核心动力。如果电机出现故障,会影响正常生产,更严重的是烧毁电机,使整套设备瘫痪无法工作,给生产企业造成巨大的经济损失。因此,分析三相电动机缺相运行后烧毁的原因,做好电动机的日常运行维护是一项重要的工作。
关键词:电动机;过流保护;过热保护;断相保护
1、三相异步电动机短相运行故障原因分析
1.1开关接触器触点接触不良。接触器选用不当或触头灭弧能力小,会造成开关接触器触头粘连,开关接触器三相触头动作会造成缺相运行;现场环境恶劣会造成触头接线氧化或损坏,接触不良等。,造成异步电动机缺相运行;另外,接触器触点磨损严重,表面不平,使开关触点接触,电动机触点压力不足,导致异步电动机缺相运行。
1.2保险丝烧断了。电动机主回路接地或短路时,熔断器熔断;熔断器容量过小,电动机起动时,由于起动电流的影响,熔断器会熔断;另外,熔断器不压断相。
1.3电机安装不当造成导线接头松动、外力损坏或断线断相。
1.4热继电器选用不当,热继电器双金属片烧损异步电动机缺相。
1.5异步电动机质量不好,一相绕组开路,线圈绕组焊接脱焊或不良,引线与线圈接触不良。
1.6其他电器元件质量不好,容量达不到额定容量,造成触点损坏、卡滞等异常现象。
2、三相异步电动机相应保护技术分析
随着社会科学技术的飞速发展,三相异步电动机相应的保护技术也日趋成熟,主要包括过流保护、过热保护和断相保护。
2.1过电流保护。由于电机负载经常变化,电机绕组经常发生过载、堵转和烧损。对于以这种方式运行的电动机,必须安装过流保护装置。虽然三相异步电动机具有很强的过载能力,但对电动机进行反时限过载保护是必要的,也是公认的。
2.2过热保护。部分观点认为,无论何种故障原因最终都会导致电机定子绕组过热而烧毁。因此,只要防止电机绕组过热,电机也会受到保护。但事实上,电机本身有不同的绝缘和耐热等级。在相同的环境温度、工作条件和温升下,有的电机会损坏,有的电机不会损坏。同时,对于电机过热的原因,如轴承损坏、定转子摩擦、通风不良等,应由电工在定期检查和巡检中发现并解决,并不是保护技术的主要讨论范围。另外,电机的温升和温降是一个缓慢变化的过程。因此,我们认为有必要为大、中、重要岗位电机安装温升监测和过热保护装置。根据不同的热阻等级,电机内部应设有超温报警和跳闸装置。
2.3断相保护。电动机的损坏大多是由断相运行引起的,但对于断相运行对电动机造成什么样的危害以及应采取什么样的保护措施,目前还没有统一的看法。
有一种观点认为,电动机缺相运行时,在缺相瞬间会引起反电势比断相绕组两端的额定电压高出数倍,极易造成电动机绕组之间的击穿和损坏。在实际调查中,不少维修电工抱怨电机质量差,匝间短路造成电机损坏。因此,我们从电路原理上分析了断电后电感线圈的反电势,得出反电势很高的结论。本文对电机的空载运行进行了研究。证明了电机损坏是由于匝间击穿短路引起的,电机定子绕组根本不发热。
3、三相异步电动机失相运行时电流的变化
异步电动机正常运行时,由于三相电动机负载为对称负载,三相交流电流等于或小于额定值。如果发生断相,相线的电流为零,因此其他两相的电流将增加。例如,当电机的U相断开时,U相和w相绕组串联,然后与V相绕组相连,以操作V相和w相电源。在额定负载不变时,V相绕组最大相电流为正常运行时的2倍(即电机额定电流的1.16倍),u、W相电流不变,线路电流增加到额定电流的2倍。因为V相绕组的相电流是正常运行时的两倍,所以绕组过热。对于星形连接的电动机,当U相断开时,V相和W相绕组串联在电源的V相和W相上。当额定负载一定时,U相电流为零,V相和w相绕组的电流增加到额定电流的倍,导致绕组过热。从以上两种电机接线方式的分析可以看出,当发生缺相运行时,某相绕组(三角形接线方式)或某两相绕组(星形接线方式)的相电流和线电流都会增大。但是,增大的电流不能使保险丝熔断。如果电机长时间无相运行,温度上升快,容易烧毁电机。
4、三相异步电动机无相运行的保护
4.1正确选择熔体容量和安装熔体。正常条件下熔体额定电流的计算公式为:
额定电流=k×电机额定电流
一般热阻容量大的熔断器K值为1.5-2.5;热阻容量小的熔断器K值为4-6。
4.2短路保护。应及时切断短路电流及其线路,否则短路电流会烧毁电机、线路等设备。对于500伏以下的低压电动机,一般采用电磁瞬时释放熔断器或断路器作为短路保护。
4.3过载保护。对于电动机的过载电流,熔断器可能起不到断线的作用。因此,应设置专门的切断过载电流的保护装置。电机过载20%时,热继电器动作,20分钟内切断电源。电动机过载保护一般采用热继电器或断路器热脱扣器。
4.4断相操作保护。缺相保护也是一种过载保护,一般的热继电器不能可靠地保护电动机不缺相运行。因此,在条件允许的情况下,应单独设置带断相保护装置的热继电器。
4.5失压和欠压(低压)保护。为了防止电动机在低电压下起动和运行,防止电动机在运行中突然断电后再恢复供电时自动起动,一般采用失压和欠压保护。交流接触器的电磁机构、断路器的电压脱扣器、自耦变压器的欠压脱扣器和电压继电器都能起到失压和欠压保护的作用。当电源电压低于额定电压的35%~70%时,电磁铁释放,失压脱扣器动作切断电源。
4.6接地或零保护。电动机外壳通电时,有防止人接触外壳和触电的保护装置。
电动机的日常维护对减少和避免电动机在运行中的断相十分重要。最重要的环节是巡回检查,发现异常原因及时排除。事故发生后,对事故进行分析并采取应对措施是非常重要的。电机的日常维护对电机的正常运行非常重要,但在运行中,电机经常会遇到短路、过载、等断等意外情况。为了防止电动机在这种情况下损坏,必须采取一些运行保护措施来保持电动机的清洁。电动机内部不允许有水滴、油污和灰尘,电动机内外的灰尘应定期清除。
5结论
目前,国内常用的微机电动机保护装置由于品牌的不同,其最新技术和功能略有不同,但本文对其进行了概括性的论述。上述功能可根据现场具体情况任意开关。保护应全面而不繁琐,最终目的是保证供电系统的稳定运行,相信将开发更多的新技术和新功能,为供配电系统服务。随着工业发展的不断进步和技术水平的不断提高,工农业生产和日常生活需要发展。
参考文献
[1]胡幸鸣《电机及拖动基础》机械工业出版社2019.
[2]朱耀忠,刘景林.电机与电力拖动[M].北京:北京航空航天大学出版社,2018.