低压三相电动机高压侧缺相原因分析及改进措施

低压三相电动机高压侧缺相原因分析及改进措施

在10.0.4kv农业网中，经常使用柱式梯子变换，并且在高压侧使用三个独立的单元沉降熔断器作为流量保护。这种保护方式虽然经济、简单,但每年的雷雨季节常因熔断器熔丝的一相或两相熔断导致变压器高压侧缺相,由此引起变压器低压侧(副边)由于磁耦合的改变,使副边三相电压出现不对称的变化。这是配网中常见的现象,长期以来未得到有效的解决。副边出现不对称电压,这对于三相电动机负载尤其是养殖户的增氧电动机负载极为不利,严重的会使电动机堵转而烧毁。供电企业每年雷雨季节常接到农村养殖专业户(例如养鱼)因变压器原边缺相或低压线路断线导致鱼塘增氧电动机烧毁而使得鱼群缺氧死亡的投诉,这不仅造成客户的严重损失,也给供电企业的客户服务带来极大的负面影响。1变压器副边导不对称变压器原边缺相对副边电压的影响与变压器绕组的连接组和副边的负载性质与大小有关。变压器原副边绕组不论何种接法,对应原边缺相的低压侧电压均会降低,且下降幅度较大,变压器副边将出现不对称电压;如低压线路断线缺相(缺一相或两相),电压更是严重不对称。这对于负载尤其是电动机负载极为不利,严重时会使带载电动机堵转而烧毁。2流时动作跳闸保护电机传统的低压缺相保护开关只对单台三相电动机起保护作用,通过检测某一相或两相无电流时动作跳闸而保护电动机,但该类开关由于技术的局限性不能对配变原边缺相或低压混合负载(比如分支线、兼有单相及三相负载的混合客户)起保护作用。新型低压缺相保护智能断路器通过智能检测电压、电流并整合其它功能,彻底解决配网所有缺相问题。2.1采样过程监控模块根据上述分析,应用一种带变压器原边缺相保护的低压缺相保护智能断路器解决配网缺相问题,其结构原理如图1所示。电源模块:三相整流电源,供给MCU单元及执行模块作工作电源。采样模块:采集变压器副边三相电压参数,电流参数。MCU单元:以单片机为核心的分析处理模块,对采样电压参数进行分析处理。执行模块:断路器的脱扣线圈及线圈通断开关元件组成。当采样模块所采集的数据经分析为正常时,执行模块中的开关元件为闭锁状态,断路器脱扣线圈不工作。当所采集的数据经分析为缺相时,执行模块中的开关元件导通,脱扣线圈工作,令断路器脱扣,切断电路,实现变压器原边缺相保护。2.2性能2.2.1变压器副边脱扣保护变压器副边为无感或微感,例如照明负载时,当原边缺相,断路器即脱扣。当负载为电动机轻载运行时,由于残压高,变压器副边对应相电压会降至0.8Ue时(本产品缺相保护默认值,也可以应客户要求调整该值),断路器脱扣将会延迟至10s内。当负载为电动机重载运行时,由于残压低,变压器副边电压低于0.8Ue时,断路器即脱扣。当负载为电动机带载但未起动,无残压,副边电压下降至零,电机不能起动,断路器即脱扣。2.2.2低压侧缘低压线的缺相当发生副边缺相时,该相电压为零,无论何种负载,断路器即脱扣。2.2.3主误事件感染后残余电流自动重合闸作用实时在线检测三相电压、三相电流与剩余电流,并在LCD同一界面上同时显示。多种保护功能及其保护参数的设定与调整·过载长延时保护Ir1设定电流步长1A,连续可调,0.9Ir1时,声光预警;·短路短延时保护Ir2(1.5～10)Ir1,步长1A,连续可调,延时0.1s～0.4s,步长0.1s,连续可调;·短路瞬时保护Ir3(2～15)Ir1,(≤225A)或(2～12)Ir1(>225A)步长1A,连续可调;·短路后备保护>15Ir1(≤225A),>12Ir1(>225A);·剩余电流保护IR:(100～1000)mA,步长50mA,连续可调,延时0.1s～0.9s,步长0.1s,连续可调;·过电压保护Uu:(1.1～1.3)Ue,步长1V,连续可调,延时保护≤3s;·欠电压保护Ud:(0.35～0.75)Ue,步长1V,连续可调,延时保护≤6s;·自动重合闸:在发生故障(过载、过电压、欠电压、缺相、剩余电流)跳闸后,断路器可进行3次自动重合闸,第一次跳闸后,间隔5min,首次自动重合闸,如连续第二次跳闸后,间隔7min后,第二次自动重合闸,如连续第三次跳闸后,间隔10min,第三次自动重合闸,如连续第四次跳闸后,断路器进行热记忆状态,拒绝自动重合闸(此时手动合闸也不行),经过30min后,热记忆消失,断路器方能合闸,(注“连续”指1小时内出现3次跳闸)。故障自诊断:在故障跳闸后,对应故障的LED红灯亮及蜂鸣器发声时,LCD屏上显示故障类别,故障参数,发生时间,当过载、缺相、过电压、欠电压、剩余电流动作等故障时,可选择脱扣或只报警不脱扣,历史故障记录可存100条,备查阅。通信功能:内置RS–485接口,执行Modbus协议与上位机通信,实现“四遥”;外置无线通信发射装置,可将故障信息发至监管人员的手机上。消防与远程脱扣设置:以下两种方式可择其一。消防电源DC24V通过端子输入,断路器报警应脱扣。远程脱扣信号通过端子输入,断路器报警应脱扣。3低压农网分段、分段过流保护增加增氧设备安全2012年7月初,广东电网公司佛山三水供电局乐平供电所开始试用低压缺相保护智能断路器(塑壳普通型不带通信)。缺相保护智能断路器安装情况:在配变低压出线侧共安装5台,配变高压侧跌落式熔断器缺相时,通过缺相保护开关动作跳闸,保护后面的养殖户增氧设备安全;在低压农网分段、分支线路上(主要供养殖负荷)共安装15台,用于配变高压侧跌落式熔断器缺相以及缺相保护开关前段低压线路断线缺相时,保护养殖户增氧设备安全;在客户侧共安装10台,无论是配变高压侧跌落式熔断器缺相或是客户侧前段低压线路断线缺相时均能保护养殖户增氧设备安全。运行情况:2012年7月份开始运行,2次雷击造成配变高压侧跌落式熔断器一相熔断跌落,配变低压出线侧缺相保护智能断路器可靠跳闸,3次遇到低压线路断线缺相故障,低压线路分支线路上及客户侧缺相保护智能断路器均能可靠跳闸,避免了客户设备因电源缺相烧毁,特别是把缺相保护智能断路器安装在客户侧时,效果最为明显。4交流