浅谈低压三相异步电动机缺相运行与缺相保护

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摘要三相异步电动机缺相运行时，电动机绕组发热，若不及时切断电源，电动机的温升将会过高或有臭味、冒烟，最终可能会烧毁电动机，因此分析电动机缺相的原因及采取合适的缺相保护就显得十分重要。

关键词电动机缺相运行缺相保护

中图分类号：TM921文献标识码： A

三相异步电动机是大型火力发电厂中的主要的设备，其中又以低压电机为绝大多数，低压电机没有高压电机那样复杂的保护装置，在发生缺相故障时有时还会滞速旋转，不易被运行人员发现，导致最终烧毁，因此分析其缺相的原因及采用何种缺相保护就显得十分重要

1、电动机缺相运行的特征及危害

三相电动机缺相运行时，因所带负荷不变，势必会使绕组电流增大，增加发热，时间一长会使电动机烧损。所谓三相异步电动机缺相运行，是指三相供电电源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运行的状态，也叫断相运行、双相运行或单相运行。

根据统计，三相异步电动机绕组烧毁事故，占70%是由于电动机缺相运行所造成的。在负载功率相同的情况下，缺相运行电流比三相运行电流高一倍左右，此时电动机处于过载状态，若不及时处理，电动机绕组就会烧坏，如果电动机在启动前就有一相断路，在接通电源后会发出嗡嗡声而不能启动，此时必须立即切断电源，否则也会烧坏电动机。

2、电动机产生缺相运行的原因

对于三相异步电动机，其正常运行时必须采用三相供电，而缺相是电动机正常运行的大忌，造成电动机缺相主要有以下的情况。

（1）电源缺相，由于供电线路故障，电源在到达电动机保护线路前，就已少一相或两相，它可造成电动机无法启动或启动运转异常。

（2）配电变压器高端侧或低端侧一相断电（熔断器一相熔断）造成电动机缺相运行，在这种情况下，由该变压器供电的所有电动机都会缺相运行。

（3）动力回路造成缺相，动力回路中的动力开关、接触器的电气触点氧化、烧伤、松动、接触不良等现象造成缺相。

（4）接线端子触点氧化造成接触不良，电机定子三相绕组中一相绕组断开，从而造成电动机运行缺相。

（5）闸刀开关上的熔体没有拧紧，或拧得太紧（将熔体端头压断），熔体出现浮体现象。当通过电流稍大时，熔体便会熔断，造成电动机缺相运行。此外，熔断器选择不合适，有一相因为熔体选择偏小而熔断，也会造成电动机缺相运行。

（6）电动机某处接地或断路，出现局部过热现象，将导线熔断，导致电动机缺相运行。

3、常用的缺相保护

1. 利用电容器实现电动机缺相保护的电路

电路在控制电路中增加了三个电容器C1、C2、C3和一个交流继电器KM2,具体接法如图1所示。

1.1 电动机工作原理

合上三联闸刀QS，为电动机启动作好准备,合上SB2,主接触器KM线圈得电吸合，KM主触点KM(2-4)闭合，电动机得电启动。当按下按钮SB1，主接触线圈KM失电，主触点KM(2-4)断开，电动机停止运行。

1.2 缺相保护原理

当电动机正在运转时，突然有一相掉电，此时在H点到零线N之间就会产生一电压，这一电压使KM2吸合，KM2常闭触头断开主接触线圈KM失电，断开。KM(2-4)常开触点断开，电动机断电停转，实现了缺相保护功能。

1.3缺相保护电路的优点

此保护电路能使电动机在运行时因电源缺相自动切断电源，让电动机停转，此电路在三相电严重不均衡时也能自动切断电源,待故障排除后，再按启动按钮，使电动机投入正常运转。

2.利用集成电路实现电动机缺相保护的电路

2.1 缺相保护电路动作原理

电动机在运行中，保护电路从电动机接线端子提取各相供电信号，经T1、T2、T3降压，D1、D2、D3、及C1、C2、C3整流滤波加到各项稳压电路，此时电路以将三相交流变成三个逻辑信号并进入与非门电路，在图2中 Y =(1)

在式（1）中，当L1、L2、L3有电时，A、B、C的逻辑值为1，L1、L2、L3无电时，A、B、C的逻辑值为0。根据（1）式，只有A=B=C=1时，Y=0，T饱和通导，继电器KM1吸合，电动机正常运行。当任意一相失电时，式（1）中， Y=1。当Y=1时，T截止，继电器KM1线圈无电流流过，常开触点KM1断开，KM主接触器断开，三相异步电动机供电电路全部断开，电动机立即停止工作。

2.2 采用该电路的优点

采用本设计的保护电路，制作或购置成本底，当电动机在运行中发生缺相时，保护电路动作可靠，反映灵敏，接线简单，而且后期维护费用少。此电路若将取样保护电路的三端移至电机控制电路之前即三相电源上,常开触点KM1与启动按钮串联,即可实现电机启动时的缺相保护.

3．采用双组熔断器进行电动机缺相保护

电动机熔断器的熔断电流一般按下面两种原则选定：对于启动次数少及启动时间短的电动机按Ie＝Iq/2.5选定； 对于反复启动及加速慢的电动机，按Ie=Iq/(1.6-2)选定。上述两式中Ie是熔断器的额定电流,Iq为电动机三相启动电流。

采用双组熔断器,构成比较简单而又可靠的电动机缺相保护.方法是用6个熔断器,每两个并联够成三相熔断器保护,每相中的两个熔断器,一个按电动机1.2―1.3倍额定电流整定，另一个按前述熔断器额定电流公式选定。电动机启动时合上前三个熔断器，使电动机正常启动，启动结束后再合上后三个熔断器，再拉开前三个熔断器，使电动机正常运转。如在运行中产生缺相,电流过大,熔断器熔断电动机停止运行,起到保护作用。该电路容易改装，材料容易获得，使用起来比较保险，但操作起来比较麻烦，频繁启动的电机不建议采用。

4、总结

在经过实际的运行观察比较，我认为这三种三相异步电动机缺相保护都具有制作简单、元件购置成本低，后期维修费用少的特点，可在火电站广泛采用，前两种更适用于基建单位较大的电力施工机械。

参考文献：

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