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议水泵类设备过电流的原因分析和保护措施

摘要  在水泵类设备系统调试和使用中,常常碰到水泵类设备电动机过电流的问题,使得设备无法得以正常运行。本文根据现场的工程实践经验和各类文献的参考资料,小议了水泵类设备产生上述过电流现象的各种原因分析以及保护措施    

关键词  水泵类设备  过电流  原因分析  保护措施  

 

引言 

在水泵类设备系统的调试和使用中,常常碰到水泵类设备电动机过电流问题。所谓过电流,是指水泵类设备电动机运行时,电机定子绕组电流超过其额定值的情况,也就是一般所讲的设备超功率。造成水泵类设备产生过电流现象的后果,一般会造成设备寿命大大减短,有时候设备甚至无法达到在设计工况下运行,出现严重的超电流情况,被迫停机,损坏设备。本文主要研究了水泵类设备过电流现象产生原因的分析以及一些解决方法和保护措施。 一、产生的原因分析及解决方法 

  水泵设备过电流故障产生的原因很多,可能是电气仪表、线路方面存在问题,电机问题,水泵机械故障,水泵性能问题中存在问题等等。以下从几个方面去分析其原因:

   1、电气方面 

  根据超电流的现象,如果水泵性能数据正常并且没有明显的机械故障,首先应逐一检查和排除是否存在下列电气方面的原因。一、电流显示表是否有误。如果可能,可以更换仪表,或是用手持式钳形电流表直接测量电机电缆电流来检查(对于380V电机可行,若为高压电机,则不能这样做),这是*直接可信的办法。二、电机电缆接线是否有误。这是一个容易被忽视的检查项目。当出现电流超值特别大,并且泵不能被拖动或有明显的拖不动现象时,很可能是电缆接线出现了错误。但是,对于高压电机,出厂时接线方式已在电机内部确定,只是在接线盒内有三个接线柱,以分别接上电缆,因此出现电缆接错的可能性很小。三、电源欠压或三相电压不平衡。电源欠压时,会导致电机在输出同样功率时需要更大的电流,另外,三相电压不平衡也会导致电机超电流。虽然在实践中,很少出现这种情况,但仍然要首先检查并予以排除,可用万用表交流电压档和钳形表分别检测三相母线的电压和电流值来判断。四、电机是否存在故障。可以通过检查三相电流是否平衡,测量电机定子线圈绝缘电阻值,测量电机空载运行电流,电机运转后机壳的发热情况等来判断,任一项出现明显的异常,都说明电机可能存在问题。五、电气线路问题。一般来说,电气线路可能会出现接线松动或接线错误两种情况。要检查这方面是否存在问题,可以通过更换同型号泵组的控制柜(一般情况下,同一工程项目中会使用两台或两台以上同一型号泵组)进行比较试验和线路排查。 

 

 2、机械故障 

由于机械故障导致的超电流,只要经过认真检查是容易发现的。有下列机械故障原因会导致泵组超电流。一、机组的对中出现过大的误差。泵组在现场安装时,都需要对机组进行重新对中。但很多情况下,因为没有认真执行或是在机组固定、进出水管路安装时不合理等因素,泵组在启动运行后,对中发生较大偏移。过大的对中误差会造成泵转子部件与泵体产生摩擦,而造成超电流,并常常引起泵组振动。二、水泵内部因为异物堵塞导致转子卡阻。有时不可避免地会有石块、塑料物等杂质进入泵内,造成叶轮、轴等转子零件的卡阻或大大降低泵的效率而造成超电                      3、水泵性能 

水泵的实际性能与设计值有较大的差别,是引起超电流故障的一个较为主要的原因。水泵性能不符包括两种可能。一、泵的实际效率比设计值低很多。尽管某一型式的泵是大批量生产的,但因为多方面的原因,出现这个问题的概率还是很高。由于泵的实际效率低于设计值很多,所以在设计工况点时需要更大的功率,造成了超电流。二、水泵性能值高于设计值。水泵的性能值并非越高越好,而是必须与设计值一致。如果水泵实际流量扬程超出设计值太多,即通常所说的水泵大了,必然会需要更大的驱动功率。 

水泵类设备过电流的现象常见的都是由上述所分析的各种原因引起的。施工现场设备安装调试过程中,若碰到过电流情况时,施工人员需要根据各类现象的具体表现,认真分析,仔细检查,逐一排除,找到产生超电流故障的真正原因,并加以解决。 

二、过电流故障的保护措施 

水泵类设备过电流保护装置的设置在整个系统中起着举足轻重的作用,它动作的正确与否对设备能否稳定运行有重大影响,同时能起到的保护设备作用,防范相应安全事故的发生所造**员生命安全危害和减轻财产经济损失,一般过电流保护主要包括短路保护和过载保护两种类型。 

短路一般是由于绝缘损坏、接线错误等原因导致电流从非正常路径流过的现象。瞬时短路电流可能达到电机额定电流的几十倍甚至上百倍,如果不能及时切断电源,则有可能造成电机不可修复的损坏,还有可能导致触电、火灾等危险。短路保护的特点是整定电流大、瞬时动作。电磁式电流脱扣器(或继电器)、熔断器常用作短路保护元件。熔断器的熔体串联在被保护的电路中,当电路正常工作时,熔断器不起作用,相当于一根导线,其上面的压降很小,可忽略不计。当电路短路时,很大的短路电流流过熔体,使熔体立即熔断,切断电动机电源,电动机停转,起到保护作用。同样,若电路中接入电磁式电流脱扣器(或继电器),当再现短路时电磁式电流脱扣器(或继电器)会立即动作,切断电源,使电动机停转。 过载是指其工作电流超过额定值使绕组过热。引起过载的原因很多,如负载的突然增加、电源电压降低、电动机轴承磨损等。过载保护的特点是整定电流较小、反时限动作。热继电器、延时型电磁式电流继电器常用作过载保护元件。在没有太大冲击电流的情况下,熔断器也常用作过载保护元件。在TN系统中,采用熔断器作短路保护时,熔体额定电流应小于单相短路电流的1/4;用断路器保护时,断路器瞬时动作或短延时动作过电流脱扣器的整定电流应小于单相短路电流的2/3 

以下通过一个简单的水泵类电动机单向自锁运行电路图,并说明其保护原理 

 

 

上图中的FU就是短路保护,它是个熔断器,也就是我们常说的保险丝,当控制电路发生短路时,由于电流过大就会使熔断器熔断,从而保护接触器线圈等设备 图中的FR就是过载保护,它叫热继电器,就是通过它的电流大了的时候,产生的热量多了,它就会跳,它是利用电流的热效应制成的,工作原理:按下启动开关,KM线圈得电,KM主辅触头同时闭合,电动机运转,并且自锁,电动机正常运行,当电动机过载时,主电路电流增大,这时候串联在主电路中的FR就会由于电流过大产生的热量过多而跳闸,使控制电路中的FR断开,KM线圈失电,KM主辅触头同时释放(断开),电动机停止运转。

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