三相缺相保护原理

概述：

三相缺相、相序错误保护器是为三相电源缺相或错相引起三相系统故障而设计的保护器，主要应用在三相系统异常可能引起工业生产发生严重事故的场所，比如相序错误影响并网逆变器设备正常工作，电气控制电动机反转等。

电动机正反转控制原理图

在三相交流电气控制系统中，正常三相相序情况下，三相供电电压为ABC，供电相电压220V，相电压380V，工作频率50Hz，当合上刀闸开关QF1时，系统带电，PLC等控制器控制KM1接触器吸合，KM2接触器断开时，电动机M开始正向转动，转动频率为50Hz，合计3000转/分钟。当控制KM2接触器吸合，KM1接触器断开时，电动机M开始反向转动。

运行控制设备可以是矿井提升机，物料传送带等设备，当三相系统相序反向时，会使提升机反向运行，必定危机生产安全。

并网逆变器原理图

在三相并网逆变器并网情况下，需要检测电网正常三相相序，只有在电网相序正常情况下，才允许逆变器并网发电运行，而当三相相序不正常或三相缺相情况下，逆变器需要停止运行。当然，这些保护功能，逆变器本身都会集成，但在工程验收发电调试期间，需要检测正确的电网相序才能够进行发电调试。

三相缺相保护器特点：

1 三相电压经过串联电阻接入保护器。

2 工作电源为9~36V供电范围；

3 当三相电源不缺相或相序正常时，保护器上绿灯亮，当缺相或相序错误时，保护器上红灯亮。并驱动继电器动作，给外部保护设备提供保护接入触点。

4 适用于三相相序检测缺相报警，保护三相交流电动机，应用在使用三相交流电的工业领域进行相序监控和保护。

三相缺相相序保护器原理分析：

相序检测原理图

设三相电源分别为UA，UB，UC，经过电阻R接入到保护器，保护器内部由三个元器件对接入电压进行检测，分别是电容C接到A相，电阻R1接到B相，电阻R2接到C相。

检测三个元器件的电压UaNo, UbNo, UcNo，根据三个元器件的电压值就可以判断是否发生了电压相序故障。

1 当发生缺相时，对应的元器件不流过电流，因此，与发生缺相相连接的元器件，如果是电阻器，则电阻两端的电压为0V。如果是电容器，可通过检测电容电流为0A判断，可知，缺相是一种非常好判断的故障。

2 当发生相序错误时，三个元器件的端电压必然与相序正常情况下元器件端电压不同。通过判断元器件两端的电压变化情况即可判断相序是否正常。

根据KCL，KVL理论可求解三个元器件的电压值：

运用复阻抗方法表示电容阻抗为1/Cω，应用节点电压法，列写KCL方程：