經驗之談:解析三相電供電故障及其改善措施
發布時間:2015-01-08 責任編輯:echolady
【導讀】shebeiguzhangdeyuanyinyouhenduo,zuijingdiandejiushidianlixitongzhong,youyudianyuanshejidebuhelisuozaochengdeshebeiguzhang。youcikejian,gongdiandianludekekaoxinghewendingxingshiduomezhongyao。benwenjiuxiangxijiexilesanxiangdiangongdianguochengzhongsuofashengdeguzhangyijigaishanfangan。
chuantongdegongdiandianluduocaiyonggongpinbianyaqijiahoujijiangyadianlulaishixian。youyujinnianlaisanxiangdiangongdianguzhangpinfa,weilehenhaodejiejuesanxiangdiangongdianchuxianguzhanghou,gongdianxitongrengnengwendingkekaodeweidianlijianceshebeigongdian。xuduodianyuanchangjiatuichudianlizhuanyongdedegaopinkaiguandianyuan,zhezhongdianyuanjuyouxuduoyoudian:安全、可靠、體積小、重量輕、綜合效率高以及噪音低等優點,非常適應電網設備的應用,目前很多大型設備廠家已開始批量使用。
一、三相電供電常見故障分析
我國供電大多都采用三相四線供電方式。下圖為三相四線製示意圖,從圖中可以看出此種供電方式可以提供兩種不同的電壓——線電壓(380V)和相電壓(220V),keyishiyingyonghubutongdexuyao。sanxiangsixianzhigongdianjiaoweilixiangdezhuangtaishisanxiangfuzaipingheng,cishizhongxiandianliuweiling,conglilunfenxicishizhongxiankeyoukewu,buyingxiangshebeidezhengchangyunxing。danxianshiqingkuangsanxiangpinghengzhishixiangduide,bupinghengzeshijueduide,suoyixianshiyingyongzhongdezhongxianshibixuyoude,zheyangcainengbaozhenggexiangdianyadewendingshuchu。suizhejingjidefazhan,yongdianqidafuduzengjia,danxiangduanlujilvbiranshenggao,danxiangduanluheshunjianduanluyinqilingpiaoguodianyawentijiweipubian。xiamianwomenzhenduiciyixiechangjianguzhangwentijinxingfenxi,weiwomenshejidianlishebeigongdianxitongshitigongfangxiang,congershigongdianxitongwendingkekaodeyunxing。

圖1 三相電壓示意圖
1、單相短路故障xianzaihenduochangheweilequdianfangbian,zhijiecaiyongsanxiangdiandexiangdianyagongdian。baokuomuqianhenduonongcundianwangshejidoushijiangsanxiangdianzhongdesanxiangpingjunfengeisanzuyonghushiyong,congershengdiaolesanxiangbianyaqi。zhezhonggongdianfangshisuiranjieshengleyixieshebeidetouru,danshiduiyonghudeyongdianshebeidailaihendayinhuan。zaishijiyingyongzhong,單相短路接地故障發生的概率最高可達65%,兩相短路約占10%,兩相短路接地約占20%,三相短路約占5%。下麵簡單分析一下單相短路的威脅。

圖2 三相電單相短路示意圖
如上圖所示,一旦出現單相短路現象,會抬高中線電位,對用電人員的安全有較大威脅(有零線接外殼保護的設備)。同時在短路瞬間,負載2與負載3需要承受瞬間大電壓衝擊,嚴重時電壓值直接上升到線電壓(380VAC)。致使用電設備出現過電壓損壞現象。2、輸電線中線開路
在(zai)實(shi)際(ji)用(yong)電(dian)環(huan)境(jing)環(huan)境(jing)中(zhong),往(wang)往(wang)會(hui)由(you)於(yu)線(xian)路(lu)安(an)裝(zhuang)不(bu)當(dang),或(huo)熔(rong)斷(duan)器(qi)及(ji)開(kai)關(guan)安(an)裝(zhuang)位(wei)置(zhi)不(bu)當(dang),導(dao)致(zhi)中(zhong)線(xian)斷(duan)開(kai)。如(ru)果(guo)中(zhong)線(xian)斷(duan)了(le),三(san)相(xiang)負(fu)荷(he)中(zhong)性(xing)點(dian)電(dian)位(wei)就(jiu)要(yao)發(fa)生(sheng)位(wei)移(yi)。中(zhong)性(xing)點(dian)電(dian)位(wei)位(wei)移(yi)直(zhi)接(jie)導(dao)致(zhi)各(ge)相(xiang)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不(bu)平(ping)衡(heng),而(er)相(xiang)電(dian)壓(ya)太(tai)高(gao)會(hui)使(shi)設(she)備(bei)過(guo)電(dian)壓(ya)而(er)直(zhi)接(jie)燒(shao)毀(hui),而(er)相(xiang)電(dian)壓(ya)偏(pian)低(di)的(de)相(xiang),可(ke)能(neng)會(hui)由(you)於(yu)電(dian)壓(ya)降(jiang)低(di),電(dian)流(liu)增(zeng)大(da)而(er)損(sun)壞(huai)設(she)備(bei)。由(you)於(yu)三(san)相(xiang)電(dian)電(dian)壓(ya)計(ji)算(suan)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za),由(you)於(yu)負(fu)載(zai)矢(shi)量(liang)的(de)引(yin)入(ru),最(zui)終(zhong)詳(xiang)細(xi)計(ji)算(suan)公(gong)式(shi)也(ye)異(yi)常(chang)難(nan)懂(dong)。下(xia)麵(mian)以(yi)一(yi)種(zhong)簡(jian)單(dan)的(de)方(fang)式(shi)解(jie)釋(shi)一(yi)下(xia)中(zhong)線(xian)短(duan)路(lu)對(dui)線(xian)電(dian)壓(ya)的(de)影(ying)響(xiang)。

圖3 三相電中線開路示意圖
如上圖,假設負載3開路,同時中線出現中斷。此時負載1與負載2串聯後接在線電壓UUV(380VAC)上,兩個負載上的電壓主要取決於Z1與Z2的大小。若Z1遠遠大於Z2時,則負載1的的電壓會接近與380VAC的線電壓,此時負載1就很可能由於過電壓而損壞,而負載2可能會由於電壓過低而停止工作。在正常情況下,相電壓之間影響較小,可正常使用。[page]
3、設備供電中線開路
dianlishebeichuleshudianxianrongyichuxianguzhangwai,shebeidianyuanshurujichazuodengchuxianguzhangyeyoukenengshishebeichuxiansunhui。youyudaduoshuchanghejuncaiyongsanxiangsixianzhidianyuan,tongshisanxiangsixianzhidianyuanhaiyouyigebijiaoteshudeyingyong,jicaiyongsanxiangsixianzhiquanbozhengliushi,zhiyaorenheyixiangyoudianshebeijunnengzhengchangyunzhuan。

圖4 供電設備中線開路示意圖
如(ru)上(shang)圖(tu)所(suo)示(shi),三(san)相(xiang)四(si)線(xian)製(zhi)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu),此(ci)電(dian)路(lu)好(hao)處(chu)在(zai)在(zai)三(san)相(xiang)電(dian)任(ren)意(yi)兩(liang)相(xiang)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)時(shi),此(ci)供(gong)電(dian)電(dian)路(lu)任(ren)然(ran)可(ke)以(yi)繼(ji)續(xu)工(gong)作(zuo)。但(dan)是(shi)一(yi)旦(dan)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)中(zhong)線(xian)中(zhong)斷(duan)或(huo)則(ze)未(wei)連(lian)接(jie),此(ci)電(dian)路(lu)就(jiu)變(bian)為(wei)三(san)相(xiang)三(san)線(xian)製(zhi)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu),此(ci)時(shi)電(dian)壓(ya)有(you)原(yuan)來(lai)310VDC升高到538VDC,若後級設備無法承受538VDC高壓,將後損壞後級設備。二、三相電供電改善措施
由(you)於(yu)在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)有(you)較(jiao)多(duo)限(xian)製(zhi),不(bu)可(ke)能(neng)避(bi)免(mian)很(hen)多(duo)電(dian)力(li)故(gu)障(zhang)的(de)發(fa)生(sheng),但(dan)我(wo)們(men)能(neng)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)一(yi)些(xie)手(shou)段(duan)減(jian)少(shao)設(she)備(bei)損(sun)壞(huai)概(gai)率(lv),從(cong)而(er)提(ti)升(sheng)產(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。具(ju)體(ti)改(gai)善(shan)措(cuo)施(shi)如(ru)下(xia):
1、單相短路故障改善措施
此故障可適當提高電源輸入端的抗衝擊能力,一般需要抗335VAC衝chong擊ji。這zhe樣yang可ke以yi在zai瞬shun時shi短duan路lu時shi,保bao護hu到dao後hou級ji電dian路lu不bu會hui因yin過guo電dian壓ya而er損sun壞huai。為wei了le減jian小xiao因yin零ling飄piao而er照zhao成cheng的de電dian壓ya升sheng高gao,可ke適shi當dang加jia大da零ling線xian截jie麵mian積ji,降jiang低di零ling點dian飄piao移yi,來lai縮suo小xiao另ling外wai兩liang相xiang電dian壓ya抬tai高gao幅fu度du。
2、輸電線中線開路改善措施
從(cong)故(gu)障(zhang)分(fen)析(xi)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)看(kan)出(chu),中(zhong)線(xian)開(kai)路(lu)主(zhu)要(yao)是(shi)影(ying)響(xiang)到(dao)相(xiang)電(dian)壓(ya)的(de)電(dian)流(liu)回(hui)路(lu),使(shi)電(dian)流(liu)未(wei)能(neng)回(hui)到(dao)中(zhong)性(xing)點(dian)。隻(zhi)能(neng)通(tong)過(guo)兩(liang)根(gen)相(xiang)線(xian)形(xing)成(cheng)回(hui)路(lu),從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)了(le)設(she)備(bei)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)風(feng)險(xian)。為(wei)了(le)給(gei)相(xiang)電(dian)壓(ya)提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)電(dian)流(liu)回(hui)路(lu),在(zai)布(bu)線(xian)中(zhong)可(ke)采(cai)取(qu)三(san)相(xiang)三(san)零(ling)六(liu)線(xian)供(gong)電(dian)方(fang)式(shi),三(san)相(xiang)三(san)零(ling)獨(du)立(li)工(gong)作(zuo)。此(ci)布(bu)線(xian)缺(que)點(dian)是(shi)增(zeng)加(jia)零(ling)線(xian)投(tou)資(zi)和(he)線(xian)損(sun),但(dan)這(zhe)樣(yang)能(neng)有(you)效(xiao)抑(yi)製(zhi)零(ling)飄(piao),減(jian)小(xiao)了(le)每(mei)相(xiang)電(dian)壓(ya)的(de)相(xiang)互(hu)影(ying)響(xiang)。
3、設備供電中線開路改善措施
一(yi)般(ban)設(she)備(bei)采(cai)取(qu)三(san)相(xiang)四(si)線(xian)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu),主(zhu)要(yao)是(shi)考(kao)慮(lv)其(qi)供(gong)電(dian)的(de)冗(rong)餘(yu)設(she)計(ji),隻(zhi)要(yao)三(san)相(xiang)電(dian)任(ren)意(yi)一(yi)相(xiang)電(dian)設(she)備(bei)就(jiu)能(neng)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)。但(dan)是(shi)一(yi)旦(dan)在(zai)中(zhong)線(xian)未(wei)連(lian)接(jie)上(shang)設(she)備(bei),整(zheng)流(liu)電(dian)路(lu)電(dian)壓(ya)就(jiu)會(hui)急(ji)劇(ju)升(sheng)高(gao)。解(jie)決(jue)此(ci)問(wen)題(ti),需(xu)要(yao)在(zai)電(dian)壓(ya)升(sheng)高(gao)時(shi)切(qie)斷(duan)後(hou)級(ji)電(dian)路(lu),從(cong)而(er)保(bao)護(hu)後(hou)級(ji)電(dian)路(lu)不(bu)受(shou)損(sun)壞(huai)。但(dan)在(zai)設(she)計(ji)時(shi)需(xu)保(bao)證(zheng)檢(jian)測(ce)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)穩(wen)定(ding)供(gong)電(dian)。
三、從根源解決電力係統供電故障
隨sui著zhe社she會hui的de發fa展zhan,用yong電dian設she備bei的de功gong率lv逐zhu漸jian增zeng加jia,同tong時shi各ge種zhong設she備bei質zhi量liang也ye參can差cha不bu齊qi。這zhe些xie設she備bei不bu但dan對dui電dian網wang形xing成cheng了le較jiao大da幹gan擾rao,而er且qie還hai存cun在zai較jiao大da的de短duan路lu風feng險xian。電dian力li故gu障zhang誘you因yin很hen多duo,不bu可ke能neng做zuo到dao完wan全quan避bi免mian其qi發fa生sheng。但dan是shi一yi旦dan故gu障zhang發fa生sheng後hou,我wo們men需xu要yao及ji時shi反fan饋kui並bing處chu理li。此ci時shi就jiu需xu要yao有you電dian力li檢jian測ce設she備bei對dui電dian網wang實shi時shi檢jian測ce,並bing在zai故gu障zhang發fa生sheng時shi采cai取qu必bi要yao措cuo施shi,避bi免mian造zao成cheng更geng大da損sun失shi。
在zai電dian網wang在zai出chu現xian異yi常chang時shi,電dian力li檢jian測ce設she備bei仍reng需xu要yao保bao證zheng正zheng常chang工gong作zuo。此ci時shi電dian力li係xi統tong的de供gong電dian設she計ji就jiu顯xian得de尤you為wei重zhong要yao。供gong電dian係xi統tong需xu要yao保bao證zheng在zai大da多duo數shu電dian力li故gu障zhang發fa生sheng時shi,其qi仍reng能neng為wei電dian力li檢jian測ce設she備bei提ti供gong穩wen定ding的de電dian能neng。電dian力li故gu障zhang一yi般ban表biao現xian為wei:缺項運行、單相電壓飄高、電路過負載電壓拉低、中線開路、雷擊事故等。故此供電電源需要較寬的電壓輸入範圍及較強的抗擾度。
單相電路應用特點:單相電路簡單,可適應市電大幅的電壓波動。

圖5

圖6

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