Κατά τη λειτουργία των δικτύων ισχύος 380 Volt, είναι πιθανές παραβιάσεις που επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται στον καταναλωτή. Μία από αυτές τις αποκλίσεις είναι η ανισορροπία φάσης, η οποία εκδηλώνεται στην άνιση κατανομή τους πάνω από τα φορτία που συνδέονται με τη γραμμή. Το αποτέλεσμα αυτού του αποτελέσματος είναι μια σημαντική μείωση της ισχύος του εξοπλισμού που περιλαμβάνεται στο βιομηχανικό τριφασικό δίκτυο (ειδικότερα μετασχηματιστές ή κινητήρες). Στο σπίτι, είναι γεμάτο ζημιές σε οικιακές συσκευές που συνδέονται με μία από τις φάσεις του ηλεκτρικού δικτύου ενός εξοχικού σπιτιού. Αυτό συμβαίνει επειδή η τάση σε αυτήν γίνεται πολύ υποτιμημένη, ή αντίστροφα - υπερβαίνει το επιτρεπόμενο κανόνα. Για να αποφευχθούν τα αρνητικά αποτελέσματα διαφορετικών τάσεων στις φάσεις των 380 βολτ, έχουν αναπτυχθεί διάφορα οργανωτικά και τεχνικά μέτρα.
Επιτρεπτές τιμές κλίσης
Για τον περιορισμό των επιτρεπόμενων αποκλίσεων τάσης λόγω ανισορροπίας φάσης, έχουν αναπτυχθεί πρότυπα που ρυθμίζουν τις τιμές τους για βιομηχανικά δίκτυα ισχύος. Σε περίπτωση υπέρβασης αυτών των προτύπων, υπάρχει πραγματικός κίνδυνος βλάβης του ηλεκτρικού εξοπλισμού που είναι συνδεδεμένος σε αυτήν τη γραμμή. Οι ακριβείς τιμές τους δίνονται στα σχετικά GOST και σε άλλα έγγραφα που καθορίζουν τη λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού (για παράδειγμα στο PUE).
Σύμφωνα με τα πρότυπα, καθορίζονται σταθερές αναλογίες μεταξύ των ονομαστικών τάσεων και των ρευμάτων στα τμήματα των γραμμών με τις λιγότερες και τις περισσότερες φορτίσεις. Για πίνακες διανομής ενέργειας, δεν πρέπει να υπερβαίνει το 30% και για εισόδους σε ιδιωτικές κατοικίες (ASU) - 15%. Σύμφωνα με τα τρέχοντα GOST, η επιτρεπόμενη ανισορροπία φάσης σε μεμονωμένες γραμμές με αντίστροφα ρεύματα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 2 τοις εκατό και στον ουδέτερο πυρήνα του μετασχηματιστή - 4 τοις εκατό.
Λόγοι ανισορροπίας φάσης σε τριφασικό δίκτυο
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για την εμφάνιση ανισορροπίας φάσης σε τριφασικά δίκτυα, τα κύρια από τα οποία θεωρούνται:
- Ανόμοια κατανομή των υπαρχουσών δυνατοτήτων πάνω από τα φορτία που συνδέονται σε καθεμία από τις γραμμές φάσης.
- «Μηδενικό σπάσιμο», πιο συχνά εκδηλώνεται με το κάψιμο του ουδέτερου.
- Άλλες δυσλειτουργίες στον εξοπλισμό του σταθμού ή σε τοπικούς καταναλωτές που συνδέονται με αυτόν.
Στην πρώτη περίπτωση, η ισχύς που καταναλώνεται από το γραμμικό φορτίο αυξάνεται απότομα (ή μειώνεται), γεγονός που οδηγεί σε αντίστοιχη αλλαγή στο ρεύμα που ρέει σε αυτόν τον κλάδο.
Ελλείψει ανισορροπίας φάσης, ίσα στο ρεύμα συστατικά ρεύματος ρέουν κατά μήκος κάθε γραμμής που περιλαμβάνεται στο σχήμα "αστέρι". Το αποτέλεσμα είναι ουδέτερο λόγω της προσθήκης φορέα τριών ξεχωριστών συστατικών θα πρέπει θεωρητικά να είναι ίσο με μηδέν. Με μια αύξηση στην κατανάλωση κατά μήκος μιας από τις γραμμές, τα τρέχοντα συστατικά μέσω αυτού αυξάνονται, ως αποτέλεσμα του οποίου το ουδέτερο καλώδιο δεν εκπληρώνει τη λειτουργία του και παραβιάζει την ομοιόμορφη κατανομή των δυνατοτήτων φάσης.
Σε περίπτωση ουδέτερης διακοπής (μηδενική καύση), η λοξή εμφάνιση οφείλεται στο γεγονός ότι η λειτουργία του ουδέτερου σύρματος μεταφέρεται αυτόματα σε έναν από τους αγωγούς φάσης. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση σε όλους τους άλλους μετατοπίζεται προς τα πάνω. Οι παραβιάσεις στη λειτουργία του εξοπλισμού σταθμών οδηγούν επίσης σε άνιση κατανομή κατά μήκος των γραμμών φάσης, αλλά ήδη από την πλευρά του μετασχηματιστή «αστέρι» και όχι το αντικείμενο που συνδέεται με αυτό (ειδικότερα μια εξοχική κατοικία).
Παραβίαση συμμετρίας σε δίκτυα υψηλής τάσης
Σε δίκτυα υψηλής τάσης, η εμφάνιση ανεπιθύμητης ασυμμετρίας σχετίζεται με την παρουσία ισχυρών μονοφασικών φορτίων ή τριών φάσεων καταναλωτών με άνιση κατανομή φάσης. Οι πηγές προκατάληψης σε βιομηχανικά δίκτυα 0,38-10 kV είναι διάφοροι τύποι ηλεκτρικών κλιβάνων τήξης (θερμομεταλλεύσεις, επαγωγικές και παρόμοιες εγκαταστάσεις θέρμανσης). Ο κατάλογος του εξοπλισμού που δημιουργεί ασυμμετρία θα πρέπει να περιλαμβάνει μηχανές συγκόλλησης μετατροπέα, που χαρακτηρίζονται από ρεύματα υψηλής κατανάλωσης και μπορούν να παραβιάζουν την ομοιόμορφη κατανομή φορτίων.
Οι υποσταθμοί έλξης των σιδηροδρομικών μεταφορών αποτελούν ισχυρές πηγές επικίνδυνης ασυμμετρίας, καθώς οι σύγχρονες ηλεκτρικές ατμομηχανές είναι μονοφασικοί καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας. Η ισχύς τους φτάνει αρκετές εκατοντάδες κιλοβάτ, γεγονός που αυξάνει μόνο την πιθανότητα διαταραχών στην κατανομή φορτίων.
Μπορείτε να επαληθεύσετε την παρουσία τους με τη βοήθεια ειδικών σφιγκτήρων μέτρησης ρεύματος, μέσω των οποίων μπορείτε να ελέγξετε τα κυκλώματα που λειτουργούν με υπερφόρτωση. Εάν βρεθούν τρέχουσες τιμές σε μία από τις φάσεις που υπερβαίνουν αισθητά τις επιτρεπόμενες τιμές, μπορεί κανείς να πει με ασφάλεια ότι υπάρχει επικίνδυνο λοξό.
Αρνητική επίδραση της παραμόρφωσης τάσης και ρεύματος
Η εμφάνιση ασυμμετρίας φάσης πρέπει να απαντηθεί αμέσως για τους ακόλουθους λόγους:
- Σε αυτήν την περίπτωση, η πραγματική απειλή ζημιάς σε συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτό το δίκτυο ή επιδείνωση της απόδοσής τους.
- Αυτό οδηγεί σε διακοπές στη λειτουργία των πηγών ηλεκτρικής ενέργειας (ειδικότερα μετασχηματιστές υποσταθμών).
- Μια άλλη συνέπεια της μη φυσιολογικής κατανομής φάσης είναι η μείωση της διάρκειας ζωής του εξοπλισμού του φυτού.
Για τον μέσο καταναλωτή, οι συνέπειες της ασυμμετρίας μεταφράζονται σε αύξηση του κόστους ηλεκτρικής ενέργειας, επισκευή οικιακών συσκευών, καθώς και πιθανότητα τραυματισμού. Εάν η κλίση στη γραμμή προκαλείται από την καταστροφή του ουδέτερου σύρματος, οι συνθήκες προστασίας από ηλεκτροπληξία επιδεινώνονται αισθητά. Ο δίαυλος της συσκευής γείωσης (φορτιστής) που είναι τοποθετημένος στον υποσταθμό του μετασχηματιστή σπάει · ελλείψει τοπικού κυκλώματος, ο χρήστης παραμένει εντελώς ανυπεράσπιστος.
Όταν οι ασυμμετρίες εμφανίζονται σε βιομηχανικά δίκτυα, η κατανάλωση ενέργειας αυξάνεται επίσης και ο εξοπλισμός γραμμής που περιλαμβάνεται σε αυτά αντιμετωπίζει σοβαρές υπερφορτώσεις. Σε υποσταθμούς διανομής, η κατανάλωση λαδιού σε μετασχηματιστές αυξάνεται απότομα και ο εξοπλισμός ελέγχου και διανομής μπορεί να αποτύχει. Όλες αυτές οι απειλές οδηγούν τελικά σε πρόσθετο κόστος υλικού που σχετίζεται με την ανάγκη επισκευής ή αντικατάστασης καμένου εξοπλισμού
Προκειμένου να αποφευχθούν τέτοιες καταστάσεις, θα πρέπει να σκεφτούμε εκ των προτέρων αποτελεσματικά μέτρα που συμβάλλουν στην πρόληψή τους. Εάν δεν είναι δυνατόν να αποφευχθεί η ανισορροπία φάσης, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε όλες τις πιθανές μεθόδους για την εξάλειψή της.
Μέθοδοι προστασίας
Για να διασφαλιστεί η συμμετρική λειτουργία των δικτύων τροφοδοσίας και να ομαλοποιηθεί η τιμή τάσης σε καθεμία από τις μονοφασικές γραμμές, χρησιμοποιούνται ειδικές διορθωτικές συσκευές. Αυτή η λειτουργία εκτελείται συχνότερα από κλασικούς σταθεροποιητές τάσης. Ωστόσο, αυτές οι συσκευές δεν είναι σε θέση να εξαλείψουν πλήρως την ασυμμετρία στα κυκλώματα τροφοδοσίας, καθώς σκοπός τους είναι να σταθεροποιήσουν μόνο μία φάση. Για αυτόν τον λόγο, δεν είναι δυνατό να προστατευθεί ολόκληρο το τριφασικό δίκτυο με τέτοιες συσκευές, καθώς και να εξαλειφθούν οι συνέπειες της στρέβλωσης.
Είναι πιθανό οι ίδιοι οι σταθεροποιητές να γίνουν η αιτία της ανομοιόμορφης διανομής ηλεκτρικής ενέργειας στις φάσεις.
Οι ακόλουθες οργανωτικές και τεχνικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται για την προστασία τριφασικών κυκλωμάτων από ασυμμετρία φάσης:
- μελέτη υψηλής ποιότητας του έργου ενεργειακού εφοδιασμού, λαμβάνοντας υπόψη το άνισο φορτίο ·
- τη χρήση ειδικών συσκευών με τις οποίες είναι δυνατή η αυτόματη ευθυγράμμισή τους (οι λεγόμενοι μετασχηματιστές εξισορρόπησης) ·
- προσαρμογή των υπαρχόντων συστημάτων κατανάλωσης ενέργειας (εάν έχουν γίνει λάθη νωρίτερα).
Σημαντική βοήθεια στην προστασία από την ασυμμετρία παρέχεται από ειδικό εξοπλισμό αποκλεισμού (για παράδειγμα ρελέ παρακολούθησης φάσης και τάσης), ο οποίος αποσυνδέει τη γραμμή όταν εντοπίζονται παραβιάσεις.
Μόνο έγκαιρα μέτρα θα εξαλείψουν την ανισορροπία φάσης στο δίκτυο και θα εξαλείψουν τις αρνητικές συνέπειες αυτού του φαινομένου: προστασία του εξοπλισμού και των οικιακών συσκευών από βλάβες.
