電機三相不平衡的原因分析與預防

　　電氣火災是目前企業安全生產的主要威脅之一，據大陸消防部門統計，2007年共發生火災15.9萬起，其中電氣火災最多，占火災總數的28.8%，這就意味著大約每十分鐘就有一起電氣火災的發生，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導致用電設備三相負載中各相的電壓不對稱。《電能質量三相電壓允許不平衡度》(GB/T15543-1995)標準規定：在電力系統正常運行方式下，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生危害，乃至燒毀設備和引發火災等。

　　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，電壓過低會產生電流損壞，電壓過高會產生電壓損壞。

　　3.增加維護成本：三相電壓不平衡的發生將導致達到數倍電流不平衡的發生。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生超載、短路現象。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.發生火災：一旦三相不平衡導致電機過熱乃至產生火花，電氣本身或周圍環境達到一定條件，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，電機內就有逆序電流和逆序磁場存在，產生較大的逆序轉矩，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，尤其是起動時，電動機定、轉子電流增大發熱。時間略長，極易出現繞組電流不平衡現象。主要原因是：

　　(1)皮帶、齒輪等傳動機構過緊或過松。

　　(2)聯軸機件歪斜，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、轉子繞組故障

　　定子繞組出現匝間短路、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)定于內膛有灰塵、雜物、硬性創傷，造成匝間短路。

　　(2)定子繞組某相斷路。

　　(3)定子繞組受潮，有漏電流現象。

　　(4)軸承、轉子受損變形，轉子與走子繞組相擦。

　　(5)鼠籠式轉子繞組斷條焊裂，產生不穩定電流。

　　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，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.合理規劃用電系統及各項負載;

　　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范和操作規程進行安裝和調試;

　　4.保持各項電壓穩定平衡，防止單相過載;

　　5.增加穩壓保護系統或裝設平衡裝置;

　　6.正確維護，加強檢查，發現問題及時維修;