低壓配電臺區三相電源缺相故障查找及處理

作者/王偉杰、孫璐、徐璇，國網山東省電力公司膠州市供電公司

低壓配電臺區三相電源缺相故障查找及處理

作者/王偉杰、孫璐、徐璇，國網山東省電力公司膠州市供電公司

三相電源出現缺相故障嚴重影響著電器設備的安全可靠運行，尤其是在低壓配電臺區，三相變壓器運行的穩定與否關系到整個農村電網的正常工作。因此，一旦發生三相電源缺相故障，需及時對產生故障的原因進行查找與處理，并采取行之有效的預防措施，以保障人們的正常生產與生活。

低壓配電臺區；三相電源；缺相故障；查找及處理

引言

隨著社會主義新農村的不斷建設，人們的生活與生產水平都有了很大的提高，居住環境發生了顯著改變，與此同時，各種大功率家電產品也逐漸受到人們的青睞。目前，由于單相供電方式會限制大功率產品的使用，因而為滿足家用供電設備的需求，三相電源成為主要的供電方式。尤其是在低壓配電臺區，作為鄉村電氣化建設的重要組成部分，三相電源的正常工作直接關系到整個農村電網的安全穩定運行。基于此，面對低壓配電臺區三相電源缺相故障現象，及時對導致問題出現的原因進行查找與解決，對于確保農村電網科學、安全、規范運行具有非常重要的現實意義。

1. 低壓配電臺區三相電源缺相故障現象及查找

■1.1 低壓配電臺區三相電源缺相故障現象

三相供電方式是我國生活與生產供電的一種形式，由三個頻率相同、振幅相同、相位依次互差120°的交流電勢構成，其繞組方式包含三角形接法與星形接法兩種。由此，三相電源缺相現象就是指供電中的一路電源線出現無電壓或電壓過低的現象，或者整個供電線路出現斷路問題。因而，一旦發生這種問題，將會導致整個三相產品繞組出現過熱現象，嚴重時將會使整個機組燒毀。從理論上講，低壓配電網中所使用三相變壓器出口的三相負荷應保持平衡狀態，因此，為保證低壓配電臺區三相變壓器的正常運行[1]，必須確保三相電源的正常供電。一般來說，如果三相電源其中一相熔斷器熔斷，或接線松脫、接觸不良，即發生缺相問題，都導致低壓配電網三相負荷分配不平衡，三相電流發生不平衡現象，對低壓配電網的正行運行造成一定的影響，增加整個低壓線路的電能損耗，甚至燒毀整個機組。總之，低壓配電臺區如若出現三相電源缺相故障，及時進行故障查詢與處理不可忽視。

■1.2 低壓配電臺區三相電源缺相故障查找方法

為快速有效查找三相電源缺相故障產生的原因，本文以一起三相電源缺相故障作為案例進行介紹，具體如下：

根據有關用戶的報修情況可知：三相電源有電，但其電動機卻出現了無法正常啟動與運行的問題，而這時照明負荷的供電也是非常正常的。因此，運維檢修人員到現象進行檢修：首先，用氖管試電筆對三相電源進行測試，結果顯示均有電；然后運用萬用表對三相的電壓進行檢測，其中相X1的電壓為228V，相X2的電壓為225V，相X3的電壓為222V，線X1X2的電壓為425V，X2X3的電壓為30V，X3X1的電壓為422V。由此，可以總結出，三相電壓顯示正常，而出現異常的地方是線電壓。此外，對低壓配電臺區的一處三相電源進行了查看，其中變壓器的跌落式熔斷器、低壓熔斷器以及開關都處于正常合閘的情況，而熔片也呈現完好狀態。基于此，當將變壓器關停后，檢查綜合配電箱，進而發現對綜合配電箱中的總負荷開關進行調節，其只對相X3起到了控制作用，并將相X1與相X2燒壞。之后在將相X2與相X3緊密相連形成短路的條件下，直接將相X1與相X2接到綜合配電箱上。這時，分離相X2與相X3至安全情況下，并對綜合配電箱中的負荷開關進行更換，恢復至連接狀態時，變壓器正常供電，并各處電壓均顯示正常，因而排除故障。

在上述分析中，由于綜合配電箱中的負荷開關相X1與相X2的觸頭被燒壞，且無同型號的開關，因而運維檢修人員將相X1與相X2的引線直接連接綜合配電箱的線樁頭，而由于錯誤操作，導致二者直接相連形成了短路回路，所以，變壓器恢復正常供電后，綜合配電箱內相X2與相X3短路導致負荷開關X3被燒壞，進而相X3在這種情況下處于斷開狀態。就此故障查找結果顯示，相X1正常，而X2與相X3同相[2]。

2. 預防低壓配電臺區三相電源缺相故障發生的有效措施

當三相電源發生缺相故障時，將會產生過流以致電機或三相變壓器燒壞，由此，一種三相電源缺相保護裝置對確保三相電機的穩定運行非常必要。由于三相電源缺相故障發生時，繞組中流過的電流要比正常運行時大，因此，依據此原理，添加相電源缺相保護裝置后，不僅可檢測出過大的電流信號，還可以將電動機從電源系統中切除，并發出警報，以保證整個電網系統的安全運行，也間接保護了運維檢修人員的生命健康。

■2.1 熱繼電器兼作過載和單相運行保護

熱繼電器主要是通過運用電流熱效應原理，將其與被保護的電動機串聯，因而一旦電動機單相運行時電流增大，其內部的加熱元件溫度就會升高，便會將其檢測出來，與此同時，溫度過高彎曲后推動導板，出現導板上動等動作，進而將回路中的接觸器線圈的三相電源切斷，從而起到保護作用。目前，我國生產的熱繼電器在運行過程中具有延時特點，也就是說，如果加熱原件上的電流與整個電動機的額定電流相同時，就不會出現任何行為；而當通過加熱元件的電流不斷加大時，熱繼電器動作的運行速度加快，時間變短，因此，這種延時性不僅能夠保證電機的正常運作，還能夠使其產生的單相電流過大時切斷電機電源。總之，作為一種靈敏可靠的保護電器，選擇合理的熱繼電器對整個三相電機的正常運行具有非常重要的價值。

■2.2 欠電流或過電流繼電器保護

與熱繼電器工作原理不同，欠電流保護方式主要是利用欠電流與過電流繼電器相互作用的效果，當電源斷相一路的電流過大且大于額定值時，過電繼電器開始工作，并切斷電源主回路上的接觸器，從而保護三相電源。

■2.3 零序電流單相保護

當三相變壓器中的三相電流不平衡時，就會產生零序電流，進而起到三相保護的作用。其中，將三只電流互感器接入主回路中，而另一側接入電流繼電器，因此，當三相變壓器運行時，三只電流互感器所產生的電勢合為零，而二次回路中的電流也為零，這時，電流繼電器是不動作的[3]；相對應的，一旦三相電流出現不平衡狀態，三只電流互感器所產生的電勢與二次回路中的電流也不為零，引致電流繼電器發生動作，與主回路切斷，最終達到保護目的。

圖1 三相電源缺相保護電路圖

■2.4 電機運行缺相雙重保護電路

電機運行缺相雙重保護電路是一種簡單有效的自我保護方法，通過對電動機的控制電路進行常規改進，便可實現。一般來說，這種電路需要在電動機原有控制電路相X1與相X2添加一個交流接觸器，即圖1中KM2所示，這樣就將三相電源引入到了整個控制電路中。基于此，當三相電機出現缺相故障時，即相X1或相X2出現缺失問題，交流接觸器線圈KM2中就沒有了電流，而導致與線圈KM1相連的觸點KM2斷開，線圈KM1發生失電現象，并與觸點斷開，由此，整個三相電機裝置因無法運轉而停止工作；同樣，如果相X3出現了缺相問題，交流接觸器線圈KM1失電并自動與觸點斷開，電機也無法運轉。總之，這就保障了無論哪一個相出現缺相故障，都能起到保護電機的作用。

3 .結束語

綜上所述，農村電網改造是新農村電氣化建設的基礎，而低壓配電臺區三相變壓器的正常工作時加快農村電網改造的重要舉措。基于此，為適應新農村電氣化建設的新浪潮，正確認識三相電源缺相故障，并對缺相故障及時查找與處理，對于確保整個鄉村電網的正常運行與維護非常重要。與此同時，在低壓配電臺區日常工作中，運維檢修人員要嚴格按照三相電源缺相原理，加強三相變壓器的日常管理與維護，提高自身安全意識與修復工藝水平，為促進新農村電力發展奠定堅實的基礎。

＊ [1] 宋書偉.低壓配電臺區接地的幾個誤區[J].農村電氣化,2011,(01):62-63.

＊ [2] 敬林.一起三相電源缺相故障查找處理[J].農村電工,2016,(12):67-68.

＊ [3] 董英瑞,楊金明.三相電源自然換相點檢測方法的研究[J].電子產品世界,2011,（06）:17-19.