电机三相不平衡的原因分析与预防

电机三相不平衡的原因分析与预防

电气火灾是目前企业安全生产的主要威胁之一，据大陆消防部门统计，2007年共发生火灾15.9万起，其中电气火灾最多，占火灾总数的28.8%，这就意味着大约每十分钟就有一起电气火灾的发生，因此电气火灾是火灾隐患的重点防御对象。电机在各种生产设备应用十分广泛，由于其自身特性，由三相不平衡引起的火灾隐患十分常见，故而，我们本月安全快讯的主题是：电机三相不平衡之原因分析。

三相不平衡是指由于各种原因导致用电设备三相负载中各相的电压不对称。《电能质量三相电压允许不平衡度》(GB/T15543-1995)标准规定：在电力系统正常运行方式下，由于负序分量而引起的PCC点连接点的电压不平衡，电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时间不得超过4%。超过此值就会对供电和用电设备产生危害，乃至烧毁设备和引发火灾等。

一、三相负载不平衡对电机的危害

1．增加损耗：由于三相交流电的特殊性，在三相完全平衡与极端不平衡的情况下相比，后者的线路损耗将是前者的6倍。

2．降低电压质量：由于三相不平衡，就会使有的相电压偏高，有的相电压偏低，不仅影响电机的正常使用，电压过低会产生电流损坏，电压过高会产生电压损坏。

3．增加维护成本：三相电压不平衡的发生将导致达到数倍电流不平衡的发生。从而使电机效率下降，输出亏耗等影响。当负载变更或交替时容易发生超载、短路现象。加速设备部件更换频率，增加设备维护的成本。

4．损坏用电设备：三相不平衡会导致电机的局部过热而使局部加速老化或直接烧坏，从而使整个设备损坏。

5．发生火灾：一旦三相不平衡导致电机过热乃至产生火花，电气本身或周围环境达到

一定条件，就会引起火灾，造成不可估量的损失。

二、三相负载不平衡的原因

1．三相电压不平衡

如果三相电压不平衡，电机内就有逆序电流和逆序磁场存在，产生较大的逆序转矩，造成电动机三相电流分配不平衡，使某相绕组电流增大。当三相电压不平衡度达5％时，可使电动机相电流超过正常值的20％以上。主要原因是：

(1）变压器三相绕组中某相发生异常，输送不对称电源电压。

(2）输电线路长，导线截面大小不均，阻抗压降不同，造成各相电压不平衡。

（3）动力、照明混合共用，其中单相负载多，如：电器、电炉、焊机等过于集中于某一相或某二相，造成各相用电负荷分布不均，使供电电压、电流不平衡。

2．负载过重

处于过载运行状态，尤其是起动时，电动机定、转子电流增大发热。时间略长，极易出现绕组电流不平衡现象。主要原因是：

（1）皮带、齿轮等传动机构过紧或过松。

（2）联轴机件歪斜，传动机构有异物卡住。

（3）润滑油干涩，轴承卡壳，机械锈死（其中包括电动机本身机械故障）。

（4）电压过高或过低，使损耗增加。

（5）负载搭配不当，电动机额定功率小于实际负载。

3．电机定子、转子绕组故障

定子绕组出现匝间短路、局部接地、断路等，都会引起走子绕组中某一相或其二根电流

过大，使三相电流严重不平衡。主要原因是：

（1）定于内膛有灰尘、杂物、硬性创伤，造成匝间短路。

（2）定子绕组某相断路。

（3）定子绕组受潮，有漏电流现象。

（4）轴承、转子受损变形，转子与走子绕组相擦。

（5）鼠笼式转子绕组断条焊裂，产生不稳定电流。

4．人员操作、维护不当

操作人员不能定期做好电气设备的检查保养工作，人为造成用电设备漏电、缺相运行：（1）操作安装人员将相、零线接反。

（2）进线与接线盒相碰，有漏电流。

（3）各连接开关、触点松脱、氧化等原因造成缺相现象。

（4）频繁起动，起动时间过长或过短，造成熔丝断相。

（5）长期使用，缺少保养，使用电设备衰老，局部绝缘退化。

三、三相负载不平衡的预防措施

1．合理规划用电系统及各项负载；

2．选择合格的电源及电机设备和安装设备；

3．选择合格的人员严格按照技术规范和操作规程进行安装和调试；

4．保持各项电压稳定平衡，防止单相过载；

5．增加稳压保护系统或装设平衡装置；

6．正确维护，加强检查，发现问题及时维修；