交流缺相保護器的實際應用

王劍新

摘 要： 本文通過電視發射機在使用發電機組供電工作時，交流缺相保護器進行保護的過程，并對該過程進行了分析并處理。重點講述了不同的交流缺相保護器適用于不同的使用環境。

關鍵詞： 中性點；零電位；電位差；風機；缺相保護器；不對稱度

一、引言

我們陜西電視臺九號發射臺安裝有北京同方吉兆科技有限公司、成都凱騰四方數字廣播電視設備公司兩個廠家共三部電視發射機。這三部發射機都采用風冷設備來降溫，以此來保證發射機的正常運行，所以風冷設備的保護也就至關重要。三相交流風機因風力足、降溫效果好，是發射機的主要制冷設備，而三相交流風機會因缺相、相序不正確，過壓、欠壓等引起損壞，所以發射機廠家都采用了交流缺相保護器來保證風機的安全，也就是保證了發射機的安全。從而確保了發射臺的安全播出。

二、缺相保護器的工作原理

缺相保護最基本的工作原理就是利用中性點電位的變化來實現缺相保護。正常電路中，中性點電位為零，這樣電路中的設備及負載才能正常工作及應用。如果三相負載不平衡時，或者電源電壓產生波動時，中性點電位會發生變化，這時電路中的設備及負載不能正常工作及應用。缺相保護器正是利用中性點電位這種變化而實現缺相保護的。

如圖1所示，將缺相保護器KA連接在 中性點N1與中性線接地端N2 之間。當N1電位變化時就會在KA的一端形成一個變化的電位，而KA的另一端（接地端N2）電位為零，如果N1點電位漂移時，即當三相負載Z1、Z2、Z3不平衡或者電源電壓波動時，或當三相電壓不對稱度大于10%時，在KA兩端產生一個電壓差，該缺相保護器就有動作進行保護，從而使電路中的負載及設備得到保護。而如果缺相時，三相電壓不對稱度遠大于10%，更容易產生保護。由于缺相三相交流風機極易損壞，所以在發射機中安裝缺相保護器就是為了防止因缺相而損壞發射機內使用的三相交流風機。因為三相交流風機是發射機最重要的元件，它是保障發射機正常運行的首要條件。如果送入缺相保護器的三相電源正常，且相序正常，相間電壓差<13%，三相電壓不對稱度<10%，風機正常啟動，發射機正常工作。如果以上那一個方面出現故障，那么缺相保護器就進行保護，發射機的風機不啟動，發射機不能正常工作。

三、 XJ3—D、XJ3—G兩種缺相保護器的參數比較

我們所使用的電視機發射機兩個生產廠家采用的都是正泰公司生產的缺相保護器，XJ3—D型和XJ3—G型。

1、XJ3—D型（北京同方吉兆科技有限公司生產的機器用）

保護功能：過壓、欠壓、斷相、相序

工作電壓：交流三相、300V—460V、50HZ

過壓保護：380V—460V、2—9S（可調）

欠壓保護：300V—380V、1.5—4S（可調）

斷相與相序保護：動作時間≤2S

2、XJ3—G型（成都凱騰四方數字廣播電視設備公司生產的機器用）

保護功能：斷相、相序、三相電壓不對稱度大于10%

工作電壓：交流三相、300V—460V、50HZ

3、XJ3—D型的接線及原理

該缺相保護器在發射機中的接線圖如圖2所示，缺相保護器J1跨接于交流380V電源的A、B、C三相，在正常工作狀態時，缺相保護器內的繼電器KA得到電壓吸合，⑧腳和⑩腳接通，220V控制信號從⑧腳經過急停開關K3（常閉）接手動按鈕控制開關K2（常開）。當按下K2時，風機繼電器JC3吸合，即風機啟動運行，風機繼電器JC3的輔助接點（13）、（14）腳閉合，控制繼電器JC1吸合給發射機其它設備供電，使發射機正常工作。當三相電源出現過壓、欠壓、斷相、相序等故障時或者缺相保護器損壞時，缺相保護器內的繼電器KA不吸合，⑧腳和⑨腳接通，220V控制信號被切斷，風機繼電器JC3和控制繼電器JC1都斷開，發射機立即關機，同時缺相保護器的相位報警燈L1亮。

4、XJ3—G型的接線及原理

該缺相保護器在發射機中的接線圖如圖3所示，缺相保護器F跨接于交流380V電源的A、B、C三相，在正常工作狀態時，當發射機控制盒從X2-4給繼電器K2一個開風機信號后K2吸合，缺相保護器F的⑤腳接零線。如果缺相保護器在工作狀態，工作指示燈亮，該缺相保護器內部的繼電器得到電壓進行吸合，所以⑤腳和⑥腳接通，繼電器K1的A2接通零線使其吸合，給風機提供電源，使發射機正常工作。同時通過K1輔助接點（13）腳給控制盒一個+12V的風機正常信號。當三相電源出現斷相、相序、三相電壓不對稱度大于10%等故障時或者缺相保護器本身損壞時，則⑤腳和⑥腳不能接通，繼電器K1無法吸合，不能提供風機電源，所以發射機不能正常工作。

四、故障的現象及分析處理

我們陜西電視臺九號發射臺共有電視、調頻發射機8部，由于機器多，用電負荷大，又本著不間斷的工作原則，所以我們發射臺的供電系統有兩套，一套為市電供應；另一套為自備發電機組供電。

北京同方吉兆科技有限公司生產的電視發射機是陜西新聞頻道節目的備機，采用的缺相保護器是XJ3—D型（正泰公司生產）。成都凱騰四方數字廣播電視設備公司生產的電視發射機是中央一套和中央七套節目的主機，無備機，采用的缺相保護器是XJ3—G型（正泰公司生產）。當用市電系統供電時，所有的發射機都能正常工作，不論是主機或備機。缺相保護器工作正常無故障發生。但是當用自備發電機系統供電時，北京同方吉兆科技有限公司生產的電視發射機能正常工作，而成都凱騰四方數字廣播電視設備公司生產的兩部電視發射機出現時而關機，時而開機的現象，不能正常工作。缺相保護器告警紅燈也在閃爍。

我們的自備發電機系統也是一主一備兩個發電機組，無論用主發電機組或備發電機組，該故障依然存在。我們檢測三相電壓正常，相序正確，而且也不缺相。缺相保護器正常無損壞，但是將缺相保護器人為進行短路，（就是缺相保護器失去作用時），兩部發射機都能正常工作，所以我們認為發生以上故障的原因在缺相保護器上。

經過多次的觀察和分析，我們發現兩個發射機廠家所采用的缺相保護器的功能有所不同。XJ3—G型也就是成都凱騰四方數字廣播電視設備公司所采用的缺相保護器有一個功能是三相電壓不對稱度大于10%時會保護，而北京同方吉兆科技有限公司所采用的XJ3—D型沒有該功能。雖然發射機廠家在設計和安裝機器時在三相電源的負載分配中相對比較平衡，但也不是完全的平衡，但當我們用市電系統供電時，電力系統的帶負載能力很強，所以中性點電位為零而且也不漂移，三相電壓不對稱度小于10%，所以缺相保護器沒有保護。當我們用發電機系統供電時，雖然發電機組帶負載能力很強，由于在開機的瞬間產生了巨大的電流，在三相電源的負載端產生了電位差，使三相電壓有了波動產生了電位漂移，使得三相電壓不對稱度大于10%，所以缺相保護器進行了保護，發射機就直接關機，在關機后三相電源的負載沒有工作，三相電壓又處于平衡狀態，缺相保護器檢測到電壓平衡后又進行開機動作，這就出現了我們前面所說的時而關機，時而開機的故障。但我們將該缺相保護器短路后發射機能正常工作，也就是說將該功能失去作用后發射機能正常工作，所以有該功能的這種缺相保護器不適合我們的自備發電系統供電使用，但我臺經常要使用自備發電系統供電，為了發射機能正常工作且能起到保護作用，我們將成都凱騰四方數字廣播電視設備公司生產的兩部電視發射機的缺相保護器都更換成了XJ3—D型。從使用到現在發射機工作正常，缺相保護器功能也正常。

五、小結

由于各種型號的缺相保護器有各自不同的保護功能和技術參數，應根據具體的供電設備和環境選擇使用不同型號的缺相保護器，對設備的生產廠家來說，只要保護功能正常就行。大多數電視調頻發射臺建在城市的發射塔上，都是由市電雙路供電，在發射機工作的過程中不一定發現我們遇到的現象，還有一些地級、縣級電視調頻發射臺分兩路供電，一路為市電供電，另一路為自備發電機組供電，由于發射機少或發射機功率小，也不一定發現我們遇到的現象，我們遇到了并在工作中解決了問題，寫出來供大家借鑒。以上僅是個人的觀點，有不足之處，請廣大同仁多多指教?！?/p>

參考文獻

[1]<<電視與調頻廣播發射設備>>——成都凱騰四方數字廣播電視設備有限公司.王志剛主編.endprint