挖掘机中的错相和缺相保护电路

图1　相序指示原理图及等效电路图及电压矢量图

　　根据电工学原理,电路分析如下
　　图1中,A相复导纳为G_A=,B相复导纳为G_B=,C相复导纳为G_C=jωC。
　　令R_A=R_B=X_C==R=,则

G_A=G_B=G,G_C=jG

式中　ω--角速度
　　　R_A--A相电阻
　　　R_B--B相电阻
　　　X_C--C相电抗
　　　R--电阻
　　　C--电容
　　　G--导纳
根据节点电压法

　　　　　　　　　(1)

　　已知三相电源为初相相差120°的正弦电压。若以C相为参考正弦量,则

正相序时
　　A相电阻承受的电压

　　　　　　　　　(2)

　　A相电阻上的电流

　　　　　　　　　　　(3)

逆相序时
　　A相电阻承受的电压

　　　　　　　　　　(4)

　　A相电阻上的电流

　　　　　　　　　(5)

　　 由式(2)、(3)、(4)、(5)可见,顺相序时A相电阻上的压降远远大于逆相序时A相电阻上的压 降,即正相序时A相电流远远大于逆相序时A相电流,由以上分析可见,利用A相电阻上的电流大 小即可判断三相电路的相序。
　　(2)缺相判别
　　线路负载尚未接通时,对于图1所示电路
　　①A相电路缺相时,A相电流为零,即

I_A缺A=0　　　　　　　　　　　　　　　　　(6)

　　②B相电路缺相时,其等效电路如图2所示

图2　B、C相缺相时等效电路图

　　线路阻抗　　　Z=R_A-j

　　在R_A=R_B=X_C=R的条件下

　　线路中电流

　　　　　　　　　　　　(7)

　　③缺C相时,其等效电路如图2所示
　　线路中电流

　　　　　　　　　　　　(8)

　　根据式(6)、(7)、(8)的计算结果可知,在三相电路中缺A相时,A相电流为零,来判断缺相,但 三相电路缺B、C相时,因I_A缺B、I_A缺C均小于正相序时A相电流,故不能用来可靠地判断是否是缺相,可在B、C两相之间接入一个电压继电器,当B、C中任一相缺相时,其线圈上的电压均低于吸合值,用电压继电器动作与否来判断B、C相的缺相故障。　　 　

图3　WK-4、WK-10挖掘机中错相和缺相保护电路

　　R_A=R₁+KA的线圈内阻
　　　=(7.5+1)kΩ=8.5kΩ
　
可见　R_A≈R_B≈≈8kΩ。
　　根据式(3)可以求得正相序时A相电阻上的电流　I_A正=1.5=41.2mA。
　　根据式(5)可以求得逆相序时A相电阻上的电流　I_A逆=0.4=11mA。
　　同样,可以用式(7)、(8)求得B、C相缺相时A相电流

　　由此可见,正相序时A相电流大于电流继电器KA的吸动值,KA吸合;逆相序时,A相电流远远小于 电流继电器KA的吸动值,KA不吸合。即正相序时,KA吸合,逆相序时,KA不吸合,而I_A缺B、I_A缺C均小于电流继电器KA的吸动值,但已接近吸动值,并且其值大于KA的标准释放值12mA,故KA不能作为B相、C相缺相时的保护。B相或C相有一相缺相时,可以用两相间的电压继电器KV作为缺相保护,当B相或C相缺相时KV上的压降都小于KV的吸动值323V,故用KV继电器可做为线路的缺相保护电路。正相序时,且不缺相指示灯被接通,表明线路接线正确,可以接通负荷。
　　对于线间电压不是交流380V的对称三相电源,该线路只需重选电流继电器的电流动作值、电压继电器的动作值就可使用。
　　例如:线电压为交流220V的三相对称电源

I_A正=1.5=23.8mA
I_A逆=0.4=6.35mA

　　电流继电器选用动作值大于22mA,释放电流小于7mA的继电器,电压继电器动作值选用220V的继电器,上述电路就可以用来进行错相和缺相保护。