電機三相不平衡的原因分析與預防

　　電氣火災是目前企業(yè)安全生產(chǎn)的主要威脅之一，據(jù)大陸消防部門統(tǒng)計，2007年共發(fā)生火災15.9萬起，其中電氣火災最多，占火災總數(shù)的28.8%，這就意味著大約每十分鐘就有一起電氣火災的發(fā)生，因此電氣火災是火災隱患的重點防御對象。電機在各種生產(chǎn)設備應用十分廣泛，由于其自身特性，由三相不平衡引起的火災隱患十分常見，故而，我們本月安全快訊的主題是：電機三相不平衡之原因分析。

　　三相不平衡是指由于各種原因?qū)е掠秒娫O備三相負載中各相的電壓不對稱。《電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)標準規(guī)定：在電力系統(tǒng)正常運行方式下，由于負序分量而引起的PCC點連接點的電壓不平衡，電力系統(tǒng)公共連接點正常運行方式下不平衡度允許值為2%，短時間不得超過4%。超過此值就會對供電和用電設備產(chǎn)生危害，乃至燒毀設備和引發(fā)火災等。

　　一、三相負載不平衡對電機的危害

　　1.增加損耗：由于三相交流電的特殊性，在三相完全平衡與極端不平衡的情況下相比，后者的線路損耗將是前者的6倍。

　　2.降低電壓質(zhì)量：由于三相不平衡，就會使有的相電壓偏高，有的相電壓偏低，不僅影響電機的正常使用，電壓過低會產(chǎn)生電流損壞，電壓過高會產(chǎn)生電壓損壞。

　　3.增加維護成本：三相電壓不平衡的發(fā)生將導致達到數(shù)倍電流不平衡的發(fā)生。從而使電機效率下降，輸出虧耗等影響。當負載變更或交替時容易發(fā)生超載、短路現(xiàn)象。加速設備部件更換頻率，增加設備維護的成本。

　　4.損壞用電設備：三相不平衡會導致電機的局部過熱而使局部加速老化或直接燒壞，從而使整個設備損壞。

　　5.發(fā)生火災：一旦三相不平衡導致電機過熱乃至產(chǎn)生火花，電氣本身或周圍環(huán)境達到一定條件，就會引起火災，造成不可估量的損失。

　　二、三相負載不平衡的原因

　　1.三相電壓不平衡

　　如果三相電壓不平衡，電機內(nèi)就有逆序電流和逆序磁場存在，產(chǎn)生較大的逆序轉(zhuǎn)矩，造成電動機三相電流分配不平衡，使某相繞組電流增大。當三相電壓不平衡度達5%時，可使電動機相電流超過正常值的20%以上。主要原因是：

　　(1)變壓器三相繞組中某相發(fā)生異常，輸送不對稱電源電壓。

　　(2)輸電線路長，導線截面大小不均，阻抗壓降不同，造成各相電壓不平衡。

　　(3)動力、照明混合共用，其中單相負載多，如：電器、電爐、焊機等過于集中于某一相或某二相，造成各相用電負荷分布不均，使供電電壓、電流不平衡。

　　2.負載過重

　　處于過載運行狀態(tài)，尤其是起動時，電動機定、轉(zhuǎn)子電流增大發(fā)熱。時間略長，極易出現(xiàn)繞組電流不平衡現(xiàn)象。主要原因是：

　　(1)皮帶、齒輪等傳動機構過緊或過松。

　　(2)聯(lián)軸機件歪斜，傳動機構有異物卡住。

　　(3)潤滑油干澀，軸承卡殼，機械銹死(其中包括電動機本身機械故障)。

　　(4)電壓過高或過低，使損耗增加。

　　(5)負載搭配不當，電動機額定功率小于實際負載。

　　3.電機定子、轉(zhuǎn)子繞組故障

　　定子繞組出現(xiàn)匝間短路、局部接地、斷路等，都會引起走子繞組中某一相或其二根電流過大，使三相電流嚴重不平衡。主要原因是：

　　(1)定于內(nèi)膛有灰塵、雜物、硬性創(chuàng)傷，造成匝間短路。

　　(2)定子繞組某相斷路。

　　(3)定子繞組受潮，有漏電流現(xiàn)象。

　　(4)軸承、轉(zhuǎn)子受損變形，轉(zhuǎn)子與走子繞組相擦。

　　(5)鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組斷條焊裂，產(chǎn)生不穩(wěn)定電流。

　　4.人員操作、維護不當

　　操作人員不能定期做好電氣設備的檢查保養(yǎng)工作，人為造成用電設備漏電、缺相運行：

　　(1)操作安裝人員將相、零線接反。

　　(2)進線與接線盒相碰，有漏電流。

　　(3)各連接開關、觸點松脫、氧化等原因造成缺相現(xiàn)象。

　　(4)頻繁起動，起動時間過長或過短，造成熔絲斷相。

　　(5)長期使用，缺少保養(yǎng)，使用電設備衰老，局部絕緣退化。

　　三、三相負載不平衡的預防措施

　　1.合理規(guī)劃用電系統(tǒng)及各項負載;

　　2.選擇合格的電源及電機設備和安裝設備;

　　3.選擇合格的人員嚴格按照技術規(guī)范和操作規(guī)程進行安裝和調(diào)試;

　　4.保持各項電壓穩(wěn)定平衡，防止單相過載;

　　5.增加穩(wěn)壓保護系統(tǒng)或裝設平衡裝置;

　　6.正確維護，加強檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時維修;