實(shí)例探究影響電機正常工作的電源因素

1 引言

1.1起因經(jīng)過(guò)：漯河供電公司城郊供電所西河臺區一菜農澆菜時(shí)，發(fā)現電機出水極緩，就將電源關(guān)閉，仔細檢查電機，未發(fā)現任何異常。再試，結果依舊。

城郊供電所工作人員先用電筆測試三相電壓時(shí)，發(fā)現兩相電壓電筆氖管極亮，另一相電筆氖管不亮;再用萬(wàn)用表測試線(xiàn)電壓正常，而相電壓不正常。因此判斷為一相接地，即用電筆測量，氖管不亮的該相接地。

由于該臺區用戶(hù)多，主下戶(hù)線(xiàn)就有70多條，需通過(guò)逐基登桿將下戶(hù)線(xiàn)逐條解下試送，來(lái)查找故障原因，工作量大。于是，又抽調了兩名農電工來(lái)支援，為了縮小范圍，把側重點(diǎn)放在動(dòng)力用戶(hù)。經(jīng)過(guò)近3個(gè)小時(shí)的排查，反復停送電操作，在解下第18條下戶(hù)線(xiàn)后，用萬(wàn)用表測試線(xiàn)電壓、相電壓均正常。接下來(lái)，沿著(zhù)第18條下戶(hù)線(xiàn)(該下戶(hù)線(xiàn)是一預制廠(chǎng)線(xiàn)路)查找問(wèn)題，終于找到了原因——電纜一相外皮磨破與震動(dòng)

榜外殼接觸造成該相接地。經(jīng)過(guò)換線(xiàn)處理，接地故障排除，及時(shí)保證了用戶(hù)安全可靠用電。

1.2原因分析：三相電壓中，因一相接地，會(huì )引起相電壓之間不平衡，造成接地一相電壓降低，另外兩相電壓升高。從而，導致中性點(diǎn)電壓位移，零線(xiàn)帶電。

1.3造成后果：該現象會(huì )對用戶(hù)的機械設備、電器造成不良影響直至燒毀，同時(shí)也容易引發(fā)人身安全事故。

2 綜述影響電源質(zhì)量的幾種常見(jiàn)因素及利弊：

電力系統的電能質(zhì)量涵蓋范圍廣泛，如：三相電壓不平衡、功率因數低、諧波影響(畸變、諧波共振)等。

2.1相電壓不平衡：

負載不平衡會(huì )使變壓器處于不對稱(chēng)運轉狀態(tài)，不但造成變壓器的損耗增大，甚至會(huì )導致變壓器燒毀。其三相負載不平衡時(shí)主要影響如下：

2.1.1壓器損耗：

變壓器的損耗包括空載損耗和負載損耗。正常情況下變壓器運行電壓基本不變，即空載損耗是一個(gè)恒量。而負載損耗則隨變壓器運行負荷的變化而變化，且與負載電流的平方成正比。當三相負載不平衡運行時(shí)，變壓器的負載損耗可看成三只單相變壓器的負載損耗之和，造成極大的浪費。

2.1.2零序電流過(guò)大，局部金屬元件溫度升高：

三相不平衡運轉下的變壓器，必然會(huì )產(chǎn)生零序電流。由于變壓器內部零序電流的存在就會(huì )在鐵芯中產(chǎn)生零序磁通，構成回路。由此引起的磁滯損和渦流損往往會(huì )造成這些部件發(fā)熱，致使變壓器局部金屬元件溫度升高，嚴重時(shí)將導致變壓器事故。

另外，三相不平衡運轉引起的不平衡電壓存在著(zhù)正序、負序、零序三個(gè)電壓分量，將使電動(dòng)機出力減少。

其次，三相負載不平衡運行，將增加輸配電線(xiàn)路的損耗。在輸送相同容量電能的情況下，其消耗掉的功率比對稱(chēng)負載運轉時(shí)多得多，將造成很大的浪費。

2.2功率因數低：

系統上所裝接的負載，除白熾燈、電爐等屬于純電阻性負載外，其余大多數負載像感應電動(dòng)機、變壓器、電冰箱、日光燈等，均含有電阻及電感成份，因此線(xiàn)路電流的相位角往往滯后于電壓相位角。在物理學(xué)中，電流通常分成有效電流與無(wú)效電流兩種分量，不論哪一種，都是由發(fā)電機經(jīng)輸電及配電線(xiàn)路來(lái)供給，但電能表所計量的僅為有效功率部分，并且無(wú)效電流也會(huì )增加線(xiàn)路壓降及線(xiàn)路損失。

2.2.1.功率因數低的危害。功率因數較低時(shí)，消耗電功率較大，此時(shí)其消耗電流則更大，可能超過(guò)線(xiàn)路負荷，造成斷路器動(dòng)作而跳閘，更嚴重時(shí)可能造成電線(xiàn)失火，導致火災發(fā)生。

2.2.2 功率因數增加的益處。改善功率因數后，線(xiàn)路總電流減少，使已達飽和的變壓器、開(kāi)關(guān)等機器設備和線(xiàn)路容量獲得釋放，因此可減少溫升并延長(cháng)設備使用壽命。

2.3電壓電流諧波影響：

近幾年來(lái)，由于電子組件的制造技術(shù)與應用技術(shù)的飛速發(fā)展，造成高速開(kāi)關(guān)設備的使用急劇增加，而一般電子整流設備具有非線(xiàn)性之負載特性，導致電力系統諧波污染日益嚴重。理想之供電電源只含基頻成份，非線(xiàn)性負載在運轉時(shí)會(huì )造成電壓、電流波形異常，其主要成分即為諧波電壓、諧波電流。諧波污染最常見(jiàn)影響：

2.3.1造成電容器過(guò)電流或過(guò)電壓而導致電容器過(guò)熱或毀損;

2.3.2增加變壓器和電機的繞組損失;

2.3.3保護設備動(dòng)作異常;

2.3.4輸電線(xiàn)或電纜因集膚效應而過(guò)熱;

2.3.5引起電壓閃爍或電壓波動(dòng)現象。

3 結束語(yǔ)：上述因素會(huì )影響電源系統安全、增加系統耗能。生產(chǎn)設備長(cháng)時(shí)間在非正常電能質(zhì)量下工作，再加上配電系統本身若無(wú)其它保護設備時(shí)，無(wú)論是電力設備或生產(chǎn)設備直接承受來(lái)自電源的影響，運轉壽命則大幅度降低。因此，在電力系統生產(chǎn)過(guò)程中，確保電能質(zhì)量則尤為重要。

參考文獻ぃ

[1] 《電機學(xué)》周鶚..北京.中國電力出版社

[2] 《大學(xué)物理學(xué)》馬文蔚，朱莉編寫(xiě), 高等教育出版社出版發(fā)行。

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