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申論題資訊

試卷:97年 - 97年專門職業及技術人員高等建築師、技師暨普通記帳士、97年第二次高等暨普通消防設備人員、普通不動產經紀人造船工程技師#38649
科目:電機機械
年份:97年
排序:0

申論題內容

六、供電電源電壓三相不平衡對三相感應電動機有何影響?如何因應?請說明之。 (15 分)

詳解 (共 1 筆)

詳解 提供者:hchungw
三相電壓不平衡對三相感應電動機有多種負面影響,包括過熱、轉矩波動、效率降低等。這些問題會縮短電動機的壽命並增加運行成本。通過監測、調整電壓、合理分配負載、使用保護裝置和定期維護,可以有效減少電壓不平衡對電動機的影響。

三相電源電壓不平衡對三相感應電動機的影響

三相感應電動機設計用於平衡的三相電源運行,即三相電壓的幅值應該相等,且相位差應為120度。當電源電壓不平衡時,會對電動機產生以下負面影響:

  1. 產生附加損耗

    • 電壓不平衡會導致負序分量的產生,負序分量會在電動機中產生額外的損耗,這些損耗增加了電動機的總損耗,可能導致發熱和效率下降。
  2. 電動機過熱

    • 電壓不平衡會導致部分相繞組中的電流增大,這會導致局部過熱。電動機的過熱會影響絕緣材料的壽命,可能導致電動機早期失效。
  3. 轉矩波動

    • 電壓不平衡會導致電動機輸出轉矩的不穩定,這可能導致機械系統的振動和噪音增大,並且可能損壞連接的機械設備。
  4. 效率降低

    • 電壓不平衡會降低電動機的效率,增加運行成本。同樣的輸出功率會消耗更多的電能。
  5. 縮短電動機壽命

    • 長期在不平衡電壓下運行的電動機,由於過熱和機械應力的增加,其壽命將顯著縮短。
  6. 振動和噪音增加

    • 不平衡的電壓會導致電動機運轉不穩定,這可能會引發異常的振動和噪音,進而影響操作環境和設備的正常運行。

因應措施

為了減少或消除三相電源電壓不平衡對三相感應電動機的影響,可以採取以下措施:

  1. 監測和控制電壓不平衡

    • 安裝電壓不平衡監測設備,及時監測和記錄三相電壓的波動情況。如果發現不平衡超過允許範圍,應及時查明原因並進行調整。
  2. 使用電壓調整設備

    • 安裝自動電壓調整器或動態電壓恢復裝置(DVR),這些設備可以調整三相電壓的不平衡,確保電動機接收到平衡的電壓。
  3. 負載均衡

    • 在配電系統中,合理分配負載,避免某一相上負載過重導致電壓不平衡。定期檢查和調整負載分配情況,確保各相負載相對均衡。
  4. 使用適當的保護裝置

    • 安裝專門針對電壓不平衡的保護繼電器或保護裝置,一旦電壓不平衡超過預定範圍,可以自動切斷電源,保護電動機免受損害。
  5. 使用電壓不平衡容忍性較高的電動機

    • 選擇設計上能夠容忍一定程度電壓不平衡的電動機,以減少不平衡對電動機的影響。
  6. 定期檢查電動機和供電系統

    • 定期對電動機及其配電系統進行檢查和維護,確保電動機接收到的電壓是平衡的。維護配電設備和連接線路,防止接觸不良或老化導致的電壓不平衡。