摘要：相序保护器是利用实用相位顺序来进行电路判断的一种工矿设备，主要通过保护器上指示灯的亮灭状况进行相序正确与否的判断，这种设备对动力风冷系统，伺服系统，交流电相位顺序等都提出了严格的要求。一旦在操作中出现相序接入错误，就会造成电机反转，从而出现设备散热不良的现象，严重的还会造成设备损坏，继而影响到相关工作的正常进行。本文这次以工矿机电设备作为此次的研究对象，重点对相序保护器设计以及应用做出详细的研究。
关键词：机电设备；保护器；交流电；设计分析；应用研究
安全生产是煤矿行业施工质量评定工作中的一项核心内容，同时它还是煤矿行业施工质量的一项重要指标，因此，机电设备在煤矿行业的施工过程中发挥出了至关重要的作用，与相关人员的人身安全息息相关。煤矿中的机电设备通常都是三相的交流设备，有关人员在对两条线路进行并接的时候，必须进行核相操作，但在目前某些机电设备的接线过程中由于有关操作人员的专业素质低，技能水平缺乏，从而导致了设备反转现象的出现，最终给企业带来较大的经济损失。
1.相序保护器工作原理的分析
1.1三相交流的电源决定设备旋转方向
因为三相交流电源中每两相的夹角都为一百二十度，而且各相的振幅相同，同时各相的频率都为五十赫兹[1]，所以有关工作人员如果将两相的电源线进行任意交换，就会发生旋转磁场方向相反的现象，从而导致设备的电机进行反转。相关人员经过多次研究发现，不管怎么接线，都会有三种情况使得电机正转，还有三种情况会导致电机反转。如下图所示为机电设备中相序保护器工作原理图:
在三相交流线A,B,C,中，a,b,c为机电设备的三个接头[2]，有关人员在接线过程中可以采取多种方法，一共有六种方式，其中，A-a、B-b、C-c,如果采用的是这种接线方式，那么电机是正转的，一旦在此过程中，将任意的两条线路进行位置调换，就会导致电机反转现象的发生，一共存在三种正转的可能。在这种情况下，工作人员又将任意两条线路进行调换，又出现了正转的情况，电机正转的条件如下：A-a;B-b;C-C;C-a;B-a;A-b;C-b;B-C;A-C，电机反转的条件为：A-a;B-c；A-c;B-b；C-a;B-a;C-c;C-b;A-b。
如下图为B相与C相电流反接方向示意图，如果有关人员因为操作不当接反相级，就会导致电机反转，即电力由逆时针旋转变为顺时针旋转。
由此可见，有关工作人员必须提高对电机接线工作的高度重视，确保接线无误，使得设备在正常运行中保持稳定状态。但是也存在三相电流相序不正确的情况，例如设备检修人员工作失误，最终造成供电相序错误。所以为了有效避免这种情况的发生，相关工作人员一定要不断提高自身的专业水平，并在日常工作中多总结经验，掌握更多的机电设备相关操作内容，尤其是要掌握判断供电相序的方法，需要端正自己的工作态度，通过对相序进行科学的判断，从而将安全事故的发生概率降到最低，最大限度的减少煤矿行业的经济损失。例如我国某一工作人员在平时闲暇时间自主学习机电设备相关设计知识，深入的了解接线的操作要点以及注意事项，并在维修工作进行前，仔细阅读设备使用说明书，进行规范操作，这样一来，不仅他掌握的知识更全面了，而且工作效率还大大提高了。
1.2相序保护器工作原理分析
相序保护器的电力原理主要由三部分构成[3]，即波形保护，电机保护，显示电路，其中电机保护主要由光敏电阻，开关管，继电器这三部分组成。
1.2.1电机保护
电机保护由电动机以及控制部分构成，三相交流接触器是由启动按钮，停止按钮，继电器，三相交流电回路控制等组成，其中启动按钮和停止按钮都是轻触按钮，启动按钮处于常开端，而停止按钮处于常闭端。从设备运行开始，接触器就处于常开的状态，同时设备的电动机和相序的采样端都无电流通过[4]，当工作人员按下设备的启动按钮，常开端的接触点会处于短暂闭合状态，在此过程中，如果三相交流的电源相序正确，那么继电器的会处于吸合状态，同时常开端的接触点也会继续保持闭合状态，知道电机恢复可以正常工作；一旦在此过程中，三相交流电的相序接线错误，继电器应该继续保持断开的状态，使得接触器返回到常开的状态，从而导致电机停止运行，实现对机电设备的实时保护。
在电机正常运行的情况下，如果因为工作要求要人为停机，操作人员只需要按下停止按钮就行了，从而使得接触器的触点断开，实现电机人为停机。
1.2.2相序保护器的保护控制分析
三相交流电的电源需要正弦电压先经过二极管的半波整流，然后经过稳压电极管和三个电阻的及时转换才可以形成三相矩形脉冲信号。经过整流变换后的波形被送到由非门电路构成的相序控制单元中，从而成功组成触发器，同时输出触发器的测试点，然后利用晶体管来驱动高亮度，并显示二极管发光信息。
在电机反转的情况下，相序保护器会出现异常[5]，如下图所示，例如某个工作人员将A相和B相接反，那么测试点G的电平恒就会1，同时三极管截止，使得H点的电平恒成为0，也就导致二极管不亮。在接线环节，有关的操作人员如果工作失误，一旦任意一相出现问题，就会使该相矩形电平恒值为0;G测试点的电平恒为1，H测试点的电平恒为0，同时二极管不良。由此可见，为了确保机电设备的正常运行，将安全事故的发生概率降到最小，相关的工作人员必须积极学习更多的相序保护器设计，应用等知识，从而实现对二极管亮暗情况的科学判断。
为有效解决这个问题，有关人员对相序保护器设计方面进行了深入的研究：按照保护器的顺相序A,B,C,那么保护控制部分和发光二极管组成的光敏电阻在光照条件下，就会出现抵阻抗的现象，从而导致开关管因为得到偏流而发生导通情况，使得继电器处于吸合的状态，电动机启动运行；一旦相序错误，不仅发光二极管不亮，还会造成接触器断开，电机不能启动，实现了对设备的更好保护。
1.2.3注意事项分析
在相序保护器设计以及应用中，如果工作人员发现发光二极管电流增大，在三相变换后，矩形方波的边沿较陡，有关人员必须及时将发光二极管和光敏电阻进行封装，从而在确保电源相序正常情况下，使光敏电阻得到充足的光照，同时还要控制第二个光照源的产生；保护器安装完毕后，及时将其外壳装好，有效避免安全事故的发生。
2.结束语
综上所述，在机电设备的使用过程中，有关人员必须先对相序保护器的设计流程以及注意事项进行更多的了解，并在工作中严格按照相关的操作规范进行，同时管理人员也应该加强对相关工作人员的管理，及时制定合理的管理制度，并要求员工以严谨的工作态度，专业的水平进行操作，在提高工作人员专业技能的基础上，促进机电设备的广泛应用。
参考文献：
[1]崔建国, 宁永香. 工矿机电设备相序保护器的设计与应用[J]. 煤炭工程, 2016, 48(5):77-79.
[2]姜南. 智能电机保护器的设计与实现[J]. 科学大众:科学教育, 2013(12):176-177.
[3]陈海明, 肖尊兴, 庄传友. 三相水泵掉相保护器设计[J]. 科技创新与应用, 2012(5):78-78.
[4]刘淑芳. 探究电动机智能保护器设计[J]. 数字技术与应用, 2014(3):205-206.
[5]柏华东, 李月军, 段韩路. 基于DSP的电动机保护器的设计[J]. 电气制造, 2012(4):52-53.
论文作者:彭中卫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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