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三相異步電動(dòng)機(jī)在使用前，一般先測(cè)量其絕緣電阻和直流電阻，在絕緣電阻合格，直流電阻平衡的情況下，測(cè)量電機(jī)的空載電流，空載電流平衡，大小合適，空載運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，再帶負(fù)載運(yùn)行試車。試車過程中，隨時(shí)注意運(yùn)行電流和電機(jī)溫升的變化，滿載運(yùn)行時(shí)，電流不超額定值，溫升在對(duì)應(yīng)的絕緣等級(jí)溫升范圍以內(nèi)，試運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，溫升和運(yùn)行電流的大小，平衡度合格，可投入正式運(yùn)行。三相異步電動(dòng)機(jī)的直流電阻和電流的平衡度是判定電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)性能的重要指標(biāo)，如果平衡度超差，會(huì)對(duì)電機(jī)造成嚴(yán)重影響，甚至燒壞電機(jī)，危及設(shè)備安全正常運(yùn)行。

1.三相異步電動(dòng)機(jī)直流電阻測(cè)量和不平衡的原因分析

三相異步電動(dòng)機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子三相繞組各相的頭尾一般都有2顆引出線，三相繞組在電機(jī)內(nèi)部已接成星形（Y形），除三根相線引出外，中性線（星點(diǎn)）也引出時(shí)，可分別測(cè)量各相的直流電阻。當(dāng)電機(jī)定子或轉(zhuǎn)子三相繞組在電機(jī)內(nèi)部已接成星形（Y）或三角形（△），只引出三根線時(shí)，可測(cè)量每兩根引出線之間的線電阻，通過公式計(jì)算對(duì)應(yīng)的相電阻。如果線電阻不平衡，需拆開繞組內(nèi)部接頭，測(cè)量每相繞組的電阻值，對(duì)故障相，逐個(gè)接頭焊點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量查找，確定電機(jī)對(duì)應(yīng)相的故障點(diǎn)。

三相異步電動(dòng)機(jī)的三相電阻不平衡度，國家標(biāo)準(zhǔn)要求≤2%；在三相電源電壓平衡的情況下，三相電流的不平衡度，國家標(biāo)準(zhǔn)要求≤10%。電機(jī)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)三相電阻不平衡度超過標(biāo)準(zhǔn)，但三相電流平衡的情況。例如：YE3-200L-4電機(jī)線電阻不平衡度達(dá)到了21%，堵轉(zhuǎn)電流和空載電流的不平衡度均在5%以內(nèi)，合格，判定為R不等。YE3-200L-4電機(jī)為30KW，引出到接線板為六顆線，角接，拆開連接片，測(cè)量三相的相電阻，測(cè)得U1-U2，V1-V2均為0.228歐姆，W1-W2為0.994歐姆。拆檢W1和W2處的電纜頭，發(fā)現(xiàn)電纜頭所壓的引接線被絕緣漆浸透，上面附著有較多的絕緣漆，引接線壓接處的線芯較硬，用剪刀把較硬的部分剪掉，重新擠壓電纜頭后，測(cè)量W1-W2相的電阻為0.229歐姆，重新接線后，測(cè)試直流電阻和空載電流均合格。直流電阻測(cè)試時(shí)，W1和W2所接電機(jī)引線上的絕緣漆沒處理徹底，造成部分引接線與電纜頭之間接觸不良，存在較高的電阻，在低電流的直流測(cè)試下，接觸電阻很大，導(dǎo)致此相的總電阻測(cè)量值偏大。交流運(yùn)行時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的電流大、產(chǎn)生較多熱量，使接觸點(diǎn)因熱膨脹而暫時(shí)接觸良好，接觸電阻顯著減小。當(dāng)電阻減小到與其他兩相的總阻抗基本匹配時(shí)，三相電流表現(xiàn)平衡。

三相異步電動(dòng)機(jī)的三相繞組直流電阻不平衡的原因可分三方面。一是繞組本身存在焊接不良，匝數(shù)不等，局部匝間，接線錯(cuò)誤等制造缺陷，造成直流電阻存在明顯不平衡，需要對(duì)每相繞組檢查，確定故障點(diǎn)，進(jìn)行修復(fù)。二是三相繞組電磁線材質(zhì)存在差異，引起三相電阻不平衡，此時(shí)需更換合格的電磁線。三是電機(jī)長時(shí)間使用，三相繞組絕緣老化，性能下降，造成三相電阻平衡度變大，如果超出標(biāo)準(zhǔn)，需對(duì)繞組重新浸漆處理。

2.三相異步電動(dòng)機(jī)三相運(yùn)行電流不平衡的原因分析

三相異步電動(dòng)機(jī)三相運(yùn)行電流不平衡的主要原因，可以分為外部原因和內(nèi)部原因兩方面。外部原因又分電源和線路原因兩種因素，線路中某一相的單相負(fù)載過大，三相電源本身不對(duì)稱，配電線路阻抗不對(duì)稱，無功補(bǔ)償不足，均會(huì)造成電機(jī)的三相電源電壓不平衡。電源不平衡對(duì)電流的影響極大，通常電機(jī)電流的不平衡度是電壓不平衡度的6-10倍；電機(jī)控制線路原因，三相線路中某一相的接線端子松動(dòng)、觸點(diǎn)接觸不良、阻抗過高，均會(huì)造成三相電壓不平衡。電機(jī)自身直流電阻不平衡是電流不平衡的內(nèi)在原因，并在負(fù)載增大時(shí)，不平衡度變大，繞組三相阻抗不平衡，定、轉(zhuǎn)子氣隙不均均會(huì)造成三相電流不平衡。三相異步電動(dòng)機(jī)三相運(yùn)行電流不平衡的分析故障樹如圖1所示。

圖 1 三相異步電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡分析故障樹

三相異步電動(dòng)機(jī)在三相電源電壓平衡的情況下，三相空載電流的平衡度要求不超10%，比較重要的場(chǎng)所，要求不超5%。三相異步電動(dòng)機(jī)空載電流不平衡原因主要有：1）匝間嚴(yán)重短路；2）并聯(lián)支路接線有誤；3）用錯(cuò)線圈或繞組匝數(shù)有誤。三相繞組匝數(shù)不相等，用匝間試驗(yàn)儀測(cè)試，曲線將有一定程度的不重合，測(cè)量三相電流，不平衡度較大，電阻較小的一相，繞組可能有嚴(yán)重的匝間短路故障，用匝間試驗(yàn)儀測(cè)試，匝間曲線將嚴(yán)重不重合，并且無規(guī)則地抖動(dòng)（一相或兩相）；測(cè)量三相電流，不平衡度較大，并且有一相或者兩相大很多，存在較嚴(yán)重的相間短路故障，可測(cè)量絕緣電阻，找出發(fā)生短路故障的兩相。

電機(jī)三相電流不平衡主要由電機(jī)本體三相繞組的阻抗不平衡造成，與電機(jī)的制造工藝有直接關(guān)系。1）定子內(nèi)部有灰塵、雜物、硬性創(chuàng)傷，造成匝間短路。2）定子繞組線圈存在斷路。3）定子繞組受潮，有漏電流現(xiàn)象。4）軸承、轉(zhuǎn)子受損變形，轉(zhuǎn)子與定子鐵芯相擦。5）鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組斷條開裂，產(chǎn)生不穩(wěn)定電流。定子繞組出現(xiàn)匝間短路、局部接地、斷路等，都會(huì)引起定子繞組中某一相或兩相電流過大，使三相電流嚴(yán)重不平衡。三相電流不平衡可能造成起動(dòng)困難，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出噪音，嚴(yán)重時(shí)電機(jī)會(huì)發(fā)生劇烈振動(dòng)和吼叫，電流增大，如果不及時(shí)停機(jī)，將引起電機(jī)繞組燒毀。

3.三相異步電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡運(yùn)行的危害

三相異步電動(dòng)機(jī)的三相電流平衡度超標(biāo)運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成電機(jī)偏相運(yùn)行，影響電機(jī)的使用壽命，使電機(jī)短時(shí)間內(nèi)燒毀繞組，危害線路安全。電機(jī)運(yùn)行過程中，三相電流不平衡會(huì)增加線路的電能損耗。在三相四線制供電網(wǎng)絡(luò)中，電流通過線路導(dǎo)通時(shí)，因存在阻抗，產(chǎn)生電能損耗，其損耗與通過電流的平方成正比。當(dāng)三相負(fù)載不平衡運(yùn)行時(shí)，中性線有電流通過。這樣不但相線有損耗，而且中性線也產(chǎn)生損耗，增加電網(wǎng)線路的損耗。

三相電流不平衡會(huì)增加配電變壓器的電能損耗。配電變壓器是低壓電網(wǎng)的供電主設(shè)備，當(dāng)其在三相負(fù)載不平衡工況下運(yùn)行時(shí)，會(huì)造成配電變壓器損耗增加。配電變壓器的功率損耗隨負(fù)載的不平衡度而變化。三相電流不平衡會(huì)使配電變壓器出力減少。配電變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，其繞組結(jié)構(gòu)是按負(fù)載平衡運(yùn)行工況設(shè)計(jì)的，其繞組性能基本一致，各相額定容量相等。配電變壓器的最大允許出力受各相負(fù)載的配電額定容量限制。三相電流不平衡，會(huì)使配電變壓器的三相出力不均衡，損耗增加，配電變壓器的效率降低。

三相電流不平衡會(huì)影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行。配電變壓器在三相負(fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，其各相輸出電流不相等，其配電變壓器內(nèi)部三相壓降會(huì)不相等，導(dǎo)致配電變壓器輸出電壓三相不平衡。同時(shí)，配電變壓器在三相負(fù)載不平衡時(shí)運(yùn)行，三相輸出電流不一樣，中性線會(huì)有電流通過。因而使中性線產(chǎn)生阻抗壓降，從而導(dǎo)致中性點(diǎn)漂移，各相的相電壓發(fā)生變化。負(fù)載重的相電壓降低，而負(fù)載輕的相電壓升高。在電壓不平衡狀況下供電，容易造成電壓高的相接帶的用戶用電設(shè)備燒壞，而電壓低的相接帶的用戶用電設(shè)備可能無法使用。

4.結(jié)論

三相異步電機(jī)的直流電阻平衡度是診斷電機(jī)故障的重要指標(biāo)，如果三相直流電阻不平衡，會(huì)直接且放大倍數(shù)導(dǎo)致三相電流不平衡。測(cè)量發(fā)現(xiàn)電阻或電流不平衡度超標(biāo)，必須及時(shí)排查處理，避免小故障演變成電機(jī)燒毀的重大事故。國家標(biāo)準(zhǔn)通常要求三相直流電阻的不平衡度≤2%，對(duì)于大型電機(jī)要求≤1%，如果超過國標(biāo)數(shù)值，便可認(rèn)定繞組存在缺陷。一般要求運(yùn)行電流不平衡度應(yīng) ≤ 10%，如果超過標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)立即停機(jī)檢查，排除故障點(diǎn)，再試機(jī)運(yùn)行。