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浅谈异步电动机单相运行的原因及预防措施#台风新闻

点击次数:105 发布时间:2021/11/11 16:16:55
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祁洁

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:异步电动机以其自身所具备的性能,在现代化工业生产中得到广泛应用。异步电动机常常会出现单相运行的情况,可能会引起安全事故。从单相运行对异步电动机的影响及危害分析入手,论述了异步电动机单相运行的原因及预防措施,期望能够对异步电动机使用寿命的延长和生产现场安全事故发生概率的降低有所帮助。

关键词:异步电动机;单向运行;预防措施

一、引言

近年来,我国的工业产业呈现出快速发展的态势,工业生产规模日益扩大,各类设备随之增多。异步电动机是工业生产中的重要设备之一,如果电动机运行出现问题,那么将会对生产效率造成影响。单相运行是异步电动机比较常见且容易忽视的故障,一旦电动机长时间处于单相运行,设备很容易烧损,进而诱发火灾事故。因此,对异步电动机单相运行的原因进行分析,并采取有效的措施加以预防显得尤为必要。

二、单相运行对异步电动机的影响及危害

2.1影响

单相运行是异步电动机特有的一种现象,即电动机三相绕组中两相转变为串联的工作方式。单相运行会对异步电动机的工作性能造成一定程度的影响,具体体现在如下方面。

2.1.1无法正常启动

由于单相电流本身无法形成能够旋转的磁场。故此,当电动机出现单向运行的现象时,便无法产生出能够使电动机正常启动的转矩,电机无法启动。

2.1.2烧毁绕组

通常情况下,电动机为单相运行时并不停转,也就是说,虽然电动机发生单相运行故障,但却不会对转动造成影响。然而,由于缺相,致使电动机的输出功率出现下降的现象,降幅约为35%~40%。如果此时的电动机以满负荷的状态运转,那么电动机的转速必然会有所下降,在这一提下,绕组会在较短的时间内产生出巨大的热量,若是处理不及时,则会导致绕组烧损。

2.2危害

当三相异步电动机中的某一相因故障或是其他原因而无法正常通电时,若电动机仍然继续运行,则单相电流会从正常的两相中流过,这种情况对电动机的危害非常之大,轻则会使电动机烧毁,严重时可能会引发火灾,从而造成巨大的经济损失。所以,预防电动机单相运行问题尤为必要。

三、异步电动机单相运行的原因及预防措施

引起异步电动机单相运行的原因较多,其中比较常见的有熔断器熔断、主回路故障等。

3.1熔断器熔断

异步电动机运行过程中,若是熔断器熔断,则可能引起单相运行问题。导致熔断器熔断的原因有故障和非故障2个方面。

3.1.1故障熔断

当电动机的主回路发生相间短路或是单相接地的情况时,为保护电动机,熔断器会自动熔断。对于此类故障,可以采取如下措施加以预防:根据运行环境的实际状况,选取适宜的电动机,避免短路或是单相接地等故障问题的发生;对低压电器设备及其线路进行正确安装,并确保安装质量合格;投入运行后,应当加大日常维护力度,做好定期检查,找到并排除潜在隐患。

3.1.2非故障熔断

所谓的非故障熔断就是熔断器在正常的情况下出现的熔断现象,主要与熔体的容量有关。如果安装熔断器时,所选的熔体容量过小,那么在电动机启动的过程中,受到瞬时启动电流的冲击,会造成熔断器熔断。由于非故障熔断并不是故障造成的熔断,因此可以避免这种情况的发生。在此需要特别指出的一点是,不要抱有侥幸的心理而错误地认为在熔断器能够有效躲开启动电流冲击的提下,通过选取容量小的熔体是对电动机的保护。需要进一步明确的是,熔断器之所以发生熔断,是因为要保护电动机在相间短路或是单相接地故障的情况下不会受损,但却并不能将熔断器作为过负荷保护使用。

3.2主回路故障

当异步电动机的主回路发生故障问题时,会引起单相运行的现象,下面对主回路常见的故障与预防措施进行分析。

3.2.1接触器故障

1)在异步电动机的主回路中,接触器具有非常重要的作用,如果动静触头接触不良,那么接触器便可能失效,这样一来,会引起电动机单相运行。导致接触不良的原因有以下几个方面:在选择接触器时考虑不周,致使所选的接触器触头灭弧能力过小,从而在运行时造成动静触头粘连,致使三相触头无法同步动作,电动机缺相运行。对于此类故障可以通过选择适宜的接触器来进行预防。

2)当接触器的触头出现较为严重的磨损时,触头表面的平整度会大幅度降低,由于触头表面凹凸不平,致使接触压力无法达到规定要求,从而引起电动机缺相运行。对于该故障,可以采取如下措施加以预防:以实际情况作为主要依据,对接触器的维护周期进行合理确定,通过有效维护,消除接触器磨损的问题。

3.2.2运行环境

当异步电动机所处的运行环境如潮湿、有腐蚀性气体、振动频率高、散热条件差等较为恶劣时,都可能造成接线的氧化速度加快,并且还容易引起触头损坏。当触头出现故障后,电动机便会缺相运行。对于此类问题可以采取如下措施加以预防:根据运行环境对电气元件进行合理选择,并运用有效的防护措施,提高电动机的运行稳定性,适当改善运行环境,减轻高温、振动对电动机的影响,做好元器件的定期更换。

3.2.3热继电器问题

在异步电动机中,热继电器的主要作用是过载保护,它的体积较小,结构简单,当出现电动机无法承受的过载电流时,热继电器会自行切断电动机的电路,从而保护电动机不会受损。如果热继电器选择不当,那么可能会在运行过程中,因为过载电流超出热继电器能够承受的范围,造成双金属片被同时烧断,从而使电动机进入单相运行的状况。针对这一问题,可以采取如下措施加以预防:根据异步电动机的实际运行情况,在充分考虑过载电流的提下,对热继电器进行合理选择,防止过负荷的情况发生。

3.2.4安装不当

异步电动机施工过程中,由于未按照操作规程进行安装,从而使导线断线或断相,造成电动机单相运行。对于此类问题,可以采取如下措施进行预防:在对异步电动机的导线及电缆进行施工时,应当依据相关规程的规定要求进行操作,安装质量,避免断相或是断线。

3.2.5质量问题

1)选择的异步电动机存在质量缺陷,如线圈绕组开焊,线圈与引线之间接触不良等,由此容易引起电动机单相运行。为避免这一问题的发生,应当选取质量合格的电动机。

2)异步电动机中的个别电器元件质量不合格,致使电动机运行时触点损坏,从而引起单相运行。对此,可通过质量好的电器元件来进行预防,并在元件安装,对其质量和性能进行检查确认。

四、安科瑞智能电动机保护器介绍

4.1产品介绍

智能电动机保护器(以下简称保护器),采用单片机技术,具有抗干扰能力强、工作稳定、数字化、智能化、网络化等特点。保护器能对电动机运行过程中出现的过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转、阻塞、外部故障等多种情况进行保护,并设有SOE故障事件记录功能,方便现场维护人员查找故障原因。适用于煤矿、石化、冶炼、电力、以及民用建筑等域。本保护器具有RS485远程通讯接口,DC4-20mA模拟量输出,方便与PLC、PC等控制机组成网络系统。实现电动机运行的远程监控。

4.2技术参数

4.2.1数字式电动机保护器

技术参数

技术指标

ARD2(L)

ARD2F

ARD3

辅助电源

电压

AC85V~265V/DC100V~350V

功耗

≤7VA

≤15VA

额定工作电压

AC380V/AC660V,50Hz/60Hz

额定工作电流

1A(0.1~9999)

5A(0.1~9999)

1.6A(0.4A~1.6A)

6.3A(1.6A~6.3A)

25A(6.3A~25A)

100A(25A~100A)

250A(63A~250A)

800A(250A~800A)

继电器输出触点容量

AC250V/3A;DC30V/3A

AC250V/6A

开关量输入

2路

9路

环境

工作温度:-10ºC~55ºC

贮存温度:-20ºC~65ºC

相对湿度:5﹪~95﹪不结露

海拔高度:≤2000m

污染等

2

防护等

IP20

主体IP20,显示单元IP45

安装类别

III


4.2.2模块式电动机保护器

技术参数

技术指标

ARD3T辅助电源

AC/DC110/220V或AC380V,功耗≤15VA

电机额定工作电压

AC380V/660V,50Hz/60Hz

电动机额定工作电流

1.6(0.40A-2.00A)

使用测量模块测量

6.3(1.6A-6.3A)

25(6.3A-25A)

100(25A-100A)

250(63A-250A)

采用外置电流互感器+测量模块

800(250A-800A)

漏电

50mA-1A

采用测量模块+漏电流互感器

3A-30A

继电器输出触点容量

阻性负载

AC250V、6A;DC24V、6A

感性负载

AC250V、2A;DC24V、2A

主体开关量输入、输出

4DI、4DO,DI可以为干节点或湿节点

开关量模块

4DI、3DO,DI可以为干节点或湿节点

温度模块

外接传感器类型:PT100、PT1000、Cu50、PTC、NTC

传感器路数:3路

传感器对应测量范围:

PT100/PT1000:-50°C~+500°C

Cu50:-50°C~+150°C

PTC/NTC:100Ω~30kΩ

模拟量模块

可实现:2路4~20mA输入测量,2路4~20mA变送输出4~20mA输入测量精度±0.5%4~20mA输出带载能力为≤500Ω

主体通讯

RS485:Modbus-RTU

通讯模块

RS485:双Modbus-RTU、Profibus

环境

工作温度

-10ºC~55ºC

贮存温度

-25ºC~65ºC

相对湿度

≤95﹪不结露,无腐蚀性气体

海拔

≤2000m

污染等

3

防护等

主体IP20,分体显示模块IP45(安装在柜体上)

安装类别

III

4.3产品选型


型号

功能

ARD2

ARD2L

ARD2F

ARD3

ARD3T

应用场合

低压0.4kv-1.14kv电动机保护

保护功能

起动超时

√

√

√

√

√

过载

√

√

√

√

√

欠载

√

√

√

√

√

短路

√

√

√

√

√

阻塞

√

√

√

√

√

堵转

√

√

√

√

√

不平衡

√

√

√

√

√

反馈超时

√

外部故障

■

■

■

√

√

模块结构故障

√

内部故障

√

过压

■

■

■

欠压

■

■

■

断相

√

√

√

√

√

相序

■

■

■

过功率

■

■

欠功率

■

■

■

tE时间

■

■

■

主体温度保护

■

■

√

主体温度传感器故障

√

模块温度保护

■

模块温度传感器故障

■

报警

■

■

■

√

√

失压重起(抗晃电)

■

■

■

4-20mA输入保护

■

剩余电流

(选一种)

接地

√

√

√

√

√

漏电

■

■

■

■

■

通讯功能

Modbus_RTU

■

■

■

■

√

双Modbus_RTU

■

■

开关量

输入

2路

■

■

6路

8路

4路标配4路选配

9路

■

√

继电器

输出

4路

2路标配

2路选配

5路

2路标配

3路选配

√

6路

7路

4路标配3路选配

液位信号输入

浮球式液位传感器输入

干簧式液位传感器输入

液位变送输入

起动控制

■

√

√

4-20mA模拟量输出

■

■

■

■

■

事件记录

8条事件记录

■

■

√

20条事件记录

■

■

运行信息记录

√

√

√

逻辑功能

定时器

√

计数器

√

真值表

√

参数测量

三相电流

√

√

√

√

√

漏电流

■

■

■

三相电压

■

■

■

功率、功率因数

■

■

■

频率

√

√

√

√

√

电能

■

■

PTC/NTC

■

■

√

4-20mA输入

■

测温模块

■

液位高度

界面显示

LED数码管显示

√

LCD液晶显示

√

■

■

■

说明:“√”表示具备,“■”表示可选。

五、结语

异步电动机单相运行的危害比较严重,必须对此予以足够的重视。通过对单相运行的原因进行分析,采取有效措施加以预防,从而减少并避免单相运行的情况发生,提高异步电动机的运行性,为工业生产的有序进行提供保障。

参考文献:

[1] 钟群英,王春阳,曾洁.大型交流异步电动机故障判断及维护方法探析[J].科学与信息化,2020(4):96+10

[2] 谢德元.三相交流异步电动机故障的诊断、处理经验总结[J].探索科学,2019(4):58-5

[3] 杨志林.异步电动机单相运行的原因及预防

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06版措施9.1.

原创作者:安科瑞电气股份有限公司

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