試論電氣控制系統(tǒng)的故障與保護

于德利，史　鑫，相　偉，趙春海（神皖合肥廬江發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽　廬江　231500）

試論電氣控制系統(tǒng)的故障與保護

于德利，史鑫，相偉，趙春海
（神皖合肥廬江發(fā)電有限責(zé)任公司，安徽廬江231500）

新時期，隨著我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展，各行業(yè)發(fā)展不斷加速，特別是電氣行業(yè)。伴隨著電氣行業(yè)規(guī)模的不斷擴大，電氣運行安全穩(wěn)定性問題也日益突出，引起了社會和人們的廣泛關(guān)注。導(dǎo)致電氣運行不穩(wěn)定的一個關(guān)鍵因素是電氣控制系列的故障問題，加強電氣控制系統(tǒng)的保護，對于電氣運行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性具有重要意義。

電氣控制系統(tǒng)；故障；原因；保護措施

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，社會經(jīng)濟對電氣設(shè)備提出了更高要求，特別是電氣設(shè)備運行的安全穩(wěn)定性，這使得電氣控制系統(tǒng)地位與作用至關(guān)重要。但是，在實際操作過程中，受各種因素影響電氣控制系統(tǒng)發(fā)生一系列故障問題，輕則損壞電氣設(shè)備，重則引起電氣整個系統(tǒng)癱瘓，甚至造成火災(zāi)?；诖耍瑸楸ＷC電氣控制系統(tǒng)中的電機、電網(wǎng)、以及低壓用電設(shè)備等的安全工作［1］，如何提升人們對電氣控制系統(tǒng)的故障分析能力，并增強相應(yīng)的保護措施，已成為當(dāng)前電氣行業(yè)研究的焦點話題。

1　電氣控制系統(tǒng)故障問題及危害

1.1電氣控制系統(tǒng)故障問題

作為電氣系統(tǒng)運行安全、穩(wěn)定、可靠性的重要保障，電氣控制系統(tǒng)若發(fā)生故障，則對于電氣系統(tǒng)運行有著嚴(yán)重安全隱患。導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的因素諸多，例如電氣設(shè)備本身質(zhì)量問題、電氣設(shè)備設(shè)計不合理等?？偨Y(jié)起來，常見的幾種電氣控制系統(tǒng)故障原因主要包括電源缺相、過電流、過負(fù)載以及短路的問題等［2］。

其中，電源缺相主要指的是在常規(guī)工作中交流異步電動機的三相電源中，一相熔斷器熔斷而導(dǎo)致交流異步電動機運行故障；過電流主要指的是電氣設(shè)備運行過程中，電動機或電氣設(shè)備中電器元件電流超過限定電流，而引發(fā)電氣系統(tǒng)運行故障問題；過負(fù)載主要是指電氣系統(tǒng)運行過程中，電氣控制系統(tǒng)的運行電流超過額定電流，如電機缺相運行、電壓幅度驟然高升以及負(fù)載等；短路因素主要指的是電氣系統(tǒng)中發(fā)生的一項接地短路、兩相短路和三相短路問題，一旦系統(tǒng)中發(fā)生短路，根據(jù)不同的系統(tǒng)運行形式形成了不同的短路。

1.2電氣控制系統(tǒng)故障危害

電氣控制系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，則對電氣系統(tǒng)運行造成諸多危害，主要體現(xiàn)有［3］：

（1）在初夏時節(jié)，電氣控制系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，則大幅度降低電網(wǎng)電壓，不但會造成電氣系統(tǒng)無法正常安全、穩(wěn)定運行，導(dǎo)致用電客戶和相關(guān)設(shè)備等運行不正常，而且甚至導(dǎo)致整個電氣系統(tǒng)發(fā)生癱瘓，對人們正常生活和社會各行業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重不利影響。

（2）通常情況，電氣控制系統(tǒng)發(fā)生短路主要是由于電氣控制系統(tǒng)負(fù)載短路、錯誤接線以及系統(tǒng)中絕緣材料損壞等造成。一旦電氣控制系統(tǒng)發(fā)生短路，則導(dǎo)致整個系統(tǒng)中運行電流達到幾倍甚至幾十倍的額定電流值，這對于電氣控制系統(tǒng)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p害，更有甚者則極易引發(fā)火災(zāi)危害，進而對于人身財產(chǎn)安全造成不利影響。

（3）電氣控制系統(tǒng)運行過程中，若電氣控制系統(tǒng)中的電流偏大，易導(dǎo)致電氣控制系統(tǒng)中電路產(chǎn)生的沖擊電流過大，不但嚴(yán)重?fù)p壞電氣設(shè)備，而且對于電氣控制系統(tǒng)中機械設(shè)備的轉(zhuǎn)動部件也具有嚴(yán)重?fù)p壞。

可見，電氣控制系統(tǒng)日常運行時，不但要掌握故障產(chǎn)生的可能性，還要逐步建立起完善的保護環(huán)節(jié)以及檢修方法，這樣才能讓系統(tǒng)中的電網(wǎng)、低壓設(shè)備、電機等一系列設(shè)備安全工作。

2　電氣控制系統(tǒng)保護措施

針對電氣控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題及產(chǎn)生危害，為提升電氣控制系統(tǒng)運行的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，可通過采取以下幾方面保護措施，具體有［4］：

（1）在電氣保護裝置方面，若電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障問題時，電氣保護裝置則可以及時發(fā)現(xiàn)電氣控制系統(tǒng)中的故障問題，并進行數(shù)據(jù)分析，同時提出相應(yīng)的故障處理措施。例如，電氣保護裝置在電氣控制系統(tǒng)發(fā)生故障時，則可以快速將故障設(shè)備與非故障設(shè)備隔離起來，進而確保電氣控制系統(tǒng)非故障設(shè)備不受故障設(shè)備影響，避免電氣控制系統(tǒng)發(fā)生更大的故障事故。電氣保護裝置可以根據(jù)電氣控制系統(tǒng)中不同設(shè)備運行條件或不正常運行狀況，產(chǎn)生不同的信號，以達到預(yù)防和及時處理故障問題的目的，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)運行的保護。

（2）在電氣控制系統(tǒng)保護方面，主要分為過流保護、短路保護、失電壓保護、欠電壓保護和過載保護五方面。其中，過流保護主要針對電氣控制系統(tǒng)運行過程中電動機頻繁啟動或者電動機正反轉(zhuǎn)時而產(chǎn)生過流問題，造成電機設(shè)備損壞現(xiàn)象，通過在電氣控制系統(tǒng)中電動機的主回路上串聯(lián)過流繼電器線圈，形成過流保護裝置，實現(xiàn)對電氣控制系統(tǒng)的過流保護作用；短路保護具有一定的瞬動特性，針對電氣控制系統(tǒng)設(shè)計原理，系統(tǒng)常用的短路保護裝置有低壓斷路器或是熔斷器等，在三相供電系統(tǒng)中國配套相應(yīng)的三相短路保護，實現(xiàn)短路保護；欠電壓保護主要是在電氣控制系統(tǒng)的電源上配套電壓繼電器線圈，在在控制其控制回路中串聯(lián)電壓繼電器線圈的常開出頭，這種情況下若電網(wǎng)電壓低于額定值時，則可以釋放接觸器，進而實現(xiàn)欠電壓保護；失電壓保護主要指的是當(dāng)電氣控制系統(tǒng)中電源電壓降低甚至消失時，通過失電壓保護裝置使接觸器的主觸點自動斷開，進而切斷電動機電源，保護電氣控制系統(tǒng)不受損壞，當(dāng)電氣控制系統(tǒng)電源電壓恢復(fù)正常時，則失電壓保護裝置則使接觸器自鎖電路仍處于斷開狀態(tài)，進而防止電動機自行運行；過載保護中最為一種典型的保護設(shè)備是異步電動機過載保護，其裝置以熱繼電器為主，當(dāng)短路的電流對其造成沖擊時，其也不會瞬間的做出反應(yīng)，經(jīng)過一定的時間后其才會做出反應(yīng)，進而保護電氣控制系統(tǒng)。

3　結(jié)語

總而言之，電氣控制系統(tǒng)對于電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行具有重要影響。根據(jù)電氣控制系統(tǒng)存在的故障問題，進行相應(yīng)的原因分析，并提出相應(yīng)的解決對策，進而提高電氣控制系統(tǒng)運行可靠性，以確保電氣設(shè)備能夠持續(xù)、穩(wěn)定、安全運行。

［1］潘明來，傅思佳.淺析電氣控制系統(tǒng)的故障與保護［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（10）：21.

［2］郭春波.電氣控制系統(tǒng)故障分析與檢修方法研究［J］.電子世界：61-62.

［3］諶剛.淺談電氣控制系統(tǒng)的故障和保護［J］.湖北成人教育學(xué)報，2012.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.160