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】設she備bei故gu障zhang的de原yuan因yin有you很hen多duo,最zui經jing典dian的de就jiu是shi電dian力li係xi統tong中zhong,由you於yu電dian源yuan設she計ji的de不bu合he理li所suo造zao成cheng的de設she備bei故gu障zhang。由you此ci可ke見jian,供gong電dian電dian路lu的de可ke靠kao性xing和he穩wen定ding性xing是shi多duo麼me重zhong要yao。本ben文wen就jiu詳xiang細xi解jie析xi了le三san相xiang電dian供gong電dian過guo程cheng中zhong所suo發fa生sheng的de故gu障zhang以yi及ji改gai善shan方fang案an。
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),可ke以yi適shi應ying用yong戶hu不bu同tong的de需xu要yao。三san相xiang四si線xian製zhi供gong電dian較jiao為wei理li想xiang的de狀zhuang態tai是shi三san相xiang負fu載zai平ping衡heng,此ci時shi中zhong線xian電dian流liu為wei零ling,從cong理li論lun分fen析xi此ci時shi中zhong線xian可ke有you可ke無wu,不bu影ying響xiang設she備bei的de正zheng常chang運yun行xing。但dan現xian實shi情qing況kuang三san相xiang平ping衡heng隻zhi是shi相xiang對dui的de,不bu平ping衡heng則ze是shi絕jue對dui的de,所suo以yi現xian實shi應ying用yong中zhong的de中zhong線xian是shi必bi須xu有you的de,這zhe樣yang才cai能neng保bao證zheng各ge相xiang電dian壓ya的de穩wen定ding輸shu出chu。隨sui著zhe經jing濟ji的de發fa展zhan,用yong電dian器qi大da幅fu度du增zeng加jia,單dan相xiang短duan路lu幾ji率lv必bi然ran升sheng高gao,單dan相xiang短duan路lu和he瞬shun間jian短duan路lu引yin起qi零ling飄piao過guo電dian壓ya問wen題ti及ji為wei普pu遍bian。下xia麵mian我wo們men針zhen對dui此ci一yi些xie常chang見jian故gu障zhang問wen題ti進jin行xing分fen析xi,為wei我wo們men設she計ji電dian力li設she備bei供gong電dian係xi統tong時shi提ti供gong方fang向xiang,從cong而er使shi供gong電dian係xi統tong穩wen定ding可ke靠kao的de運yun行xing。

圖1 三相電壓示意圖
1、單相短路故障現(xian)在(zai)很(hen)多(duo)場(chang)合(he)為(wei)了(le)取(qu)電(dian)方(fang)便(bian),直(zhi)接(jie)采(cai)用(yong)三(san)相(xiang)電(dian)的(de)相(xiang)電(dian)壓(ya)供(gong)電(dian)。包(bao)括(kuo)目(mu)前(qian)很(hen)多(duo)農(nong)村(cun)電(dian)網(wang)設(she)計(ji)都(dou)是(shi)將(jiang)三(san)相(xiang)電(dian)中(zhong)的(de)三(san)相(xiang)平(ping)均(jun)分(fen)給(gei)三(san)組(zu)用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong),從(cong)而(er)省(sheng)掉(diao)了(le)三(san)相(xiang)變(bian)壓(ya)器(qi)。這(zhe)種(zhong)供(gong)電(dian)方(fang)式(shi)雖(sui)然(ran)節(jie)省(sheng)了(le)一(yi)些(xie)設(she)備(bei)的(de)投(tou)入(ru),但(dan)是(shi)對(dui)用(yong)戶(hu)的(de)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)帶(dai)來(lai)很(hen)大(da)隱(yin)患(huan)。在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong),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
電(dian)力(li)設(she)備(bei)除(chu)了(le)輸(shu)電(dian)線(xian)容(rong)易(yi)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)外(wai),設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)輸(shu)入(ru)及(ji)插(cha)座(zuo)等(deng)出(chu)現(xian)故(gu)障(zhang)也(ye)有(you)可(ke)能(neng)使(shi)設(she)備(bei)出(chu)現(xian)損(sun)毀(hui)。由(you)於(yu)大(da)多(duo)數(shu)場(chang)合(he)均(jun)采(cai)用(yong)三(san)相(xiang)四(si)線(xian)製(zhi)電(dian)源(yuan),同(tong)時(shi)三(san)相(xiang)四(si)線(xian)製(zhi)電(dian)源(yuan)還(hai)有(you)一(yi)個(ge)比(bi)較(jiao)特(te)殊(shu)的(de)應(ying)用(yong),及(ji)采(cai)用(yong)三(san)相(xiang)四(si)線(xian)製(zhi)全(quan)波(bo)整(zheng)流(liu)時(shi),隻(zhi)要(yao)任(ren)何(he)一(yi)相(xiang)有(you)電(dian)設(she)備(bei)均(jun)能(neng)正(zheng)常(chang)運(yun)轉(zhuan)。

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
youyuzaishijiyingyongzhongyoujiaoduoxianzhi,bukenengbimianhenduodianliguzhangdefasheng,danwomennengkeyitongguoyixieshouduanjianshaoshebeisunhuaigailv,congertishengchanpindekekaoxing。jutigaishancuoshiruxia:
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)。
zaidianwangzaichuxianyichangshi,dianlijianceshebeirengxuyaobaozhengzhengchanggongzuo。cishidianlixitongdegongdianshejijiuxiandeyouweizhongyao。gongdianxitongxuyaobaozhengzaidaduoshudianliguzhangfashengshi,qirengnengweidianlijianceshebeitigongwendingdedianneng。dianliguzhangyibanbiaoxianwei: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

圖7
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