מהי חוסר איזון פאזי ברשת תלת פאזית ואיך לבדוק אותה

במהלך הפעלת רשתות כוח 380 וולט, קיימות הפרות המשפיעות משמעותית על איכות החשמל המסופק לצרכן. אחת הסטיות הללו היא חוסר האיזון בין השלבים, המתבטא בהתפלגותם הבלתי אחידה על העומסים המחוברים לקו. התוצאה של השפעה זו היא הפחתה משמעותית בכוח הציוד הכלול ברשת התלת-פאזית התעשייתית (שנאים או מנועים, בפרט). בבית זה רצוף נזק למכשירי חשמל ביתיים המחוברים לאחד השלבים של רשת החשמל של בית כפרי. הסיבה לכך היא שהמתח בו הופך לזלזל מאוד, או להפך - חורג מהנורמה המותרת. כדי למנוע את ההשפעות השליליות של מתחים שונים בשלבים של 380 וולט, פותחו מספר אמצעים ארגוניים וטכניים.

שיעורי שיפוד מותרים

כדי להגביל את סטיות המתח המותרות בגלל חוסר איזון שלב, פותחו תקנים המסדירים את ערכיהם עבור רשתות כוח תעשייתיות. אם חורג מהסטנדרטים הללו, קיימת סכנה ממשית לכישלון של ציוד הכוח המחובר לקו זה. הערכים המדויקים שלהם ניתנים ב- GOSTs הרלוונטיים ובמסמכים אחרים שקובעים את פעולת הציוד החשמלי (למשל ב- PUE).

בהתאם לתקנים, נקבעים יחסים קבועים בין דירוג המתחים והזרמים בחלקים הפחות וטעונים של הקווים. עבור לוחות חלוקת חשמל זה לא צריך לעלות על 30%, ולתשומות לבתים פרטיים (ASU) - 15%. על פי GOSTs הנוכחיים, חוסר האיזון המותר שלב בקווים בודדים עם זרמים הפוכים לא יכול להיות יותר משני אחוזים, ובגרעין הנייטרלי של השנאי - 4 אחוזים.

הסיבות לחוסר איזון פאזי ברשת תלת פאזית

ישנן מספר סיבות להופעת חוסר איזון פאזי ברשתות תלת פאזיות, שהעיקרית בהן נחשבת:

• חלוקה לא אחידה של הקיבולות הקיימות על העומסים המחוברים לכל אחד מקווי הפאזות.
• "הפסקה אפסית", שבאה לידי ביטוי לרוב בשריפה של ניטרלי.
• תקלות אחרות בציוד התחנה או בצרכנים מקומיים המחוברים אליו.

במקרה הראשון, הכוח הנצרך בעומס הליניארי עולה בצורה חדה (או יורדת), מה שמוביל לשינוי מקביל בזרם הזורם בענף זה.

בהיעדר חוסר איזון פאזי, רכיבי זרם שווים בעוצמה זורמים לאורך כל אחד מהקווים הכלולים בתכנית "הכוכב". התוצאה שלהם נייטרלית כתוצאה מתוספת וקטורית של שלושה רכיבים נפרדים צריכה להיות תיאורטית שווה לאפס. עם עלייה בצריכה לאורך אחד הקווים, הרכיבים הנוכחיים דרכו הולכים וגדלים, וכתוצאה מכך התיל הניטרלי אינו ממלא את תפקידו ומפר את ההתפלגות האחידה של פוטנציאל הפאזה.

במקרה של שבר נייטרלי (אפס צריבה), השיפוע מתרחש בשל העובדה שתפקוד החוט הנייטרלי מועבר אוטומטית לאחד מוליכי הפאז; במקרה זה, המתח על כל האחרים מועבר כלפי מעלה. הפרות בהפעלת ציוד התחנה מביאות גם לחלוקה לא אחידה לאורך קווי פאזה, אך כבר בצד "כוכב" השנאי, ולא לחפץ המחובר אליו (בית כפרי, בפרט).

הפרת סימטריה ברשתות מתח גבוה

ברשתות מתח גבוה, הופעת אסימטריה לא רצויה קשורה לנוכחותם של עומסים חזקים חד-פאזיים או צרכנים תלת פאזיים עם חלוקת פאזות לא שוויונית. מקורות ההטיה ברשתות תעשייתיות של 0.38-10 קילוואט הם תנורים חשמליים נמסים מסוגים שונים (עפרות-תרמיות, אינדוקציה ומתקני חימום דומים). רשימת הציוד שיוצר אסימטריה צריכה לכלול מכונות ריתוך מהפכים, המובחנות על ידי זרמי צריכה גבוהים ומסוגלים להפר את התפלגות העומסים האחידה.

תחנות תובלה של תחבורת רכבת הן מקורות עוצמתיים לאסימטריה מסוכנת, שכן קטרים ​​חשמליים מודרניים הם צרכני אנרגיה חשמלית חד-פאדית. כוחם מגיע לכמה מאות קילוואט, מה שמגדיל רק את הסבירות להפרעות בהתפלגות העומסים.

ניתן לאמת את נוכחותם בעזרת מלחציים מיוחדים למדידת זרם, דרכם ניתן לבדוק את המעגלים העובדים עם עומס יתר. אם נמצאים ערכים נוכחיים באחד השלבים החורגים באופן משמעותי מערכים המותרים, ניתן לומר בבטחה כי ישנו שיפוע מסוכן.

השפעה שלילית של עיוות מתח וזרם

יש להשיב באופן מיידי על הופעת אסימטריה שלבית מהסיבות הבאות:

• במקרה זה, האיום האמיתי של נזק למכשירים המחוברים לרשת זו או הידרדרות בביצועיהם.
• זה מוביל לשיבושים בתפעול מקורות חשמל חשמליים (שנאי תחנות משנה, בפרט).
• תוצאה נוספת של חלוקת השלב הלא תקינה היא קיצור אורך חיי הציוד הצמחי.

עבור הצרכן הממוצע השפעות הא-סימטריה מתורגמות לעלויות בעלויות החשמל, תיקונים במכשירי חשמל ביתיים, ופוטנציאל הפגיעה. אם השיפוע בקו נגרם על ידי הרס החוט הנייטרלי, התנאים להגנה מפני התחשמלות מורגשים בולט. האוטובוס של מכשיר ההארקה (מטען) המותקן על תחנת הרכבת השנאי, בהיעדר מעגל מקומי, המשתמש נשאר חסר הגנה לחלוטין.

כאשר מופיעים א-סימטריות ברשתות תעשייתיות, צריכת האנרגיה גדלה גם כן, וציוד הקווים הכלול בהם חווה עומס יתר קשה. בתחנות החלוקה, צריכת הנפט בשנאים גדלה בצורה חדה, וציוד בקרה והפצה יכול להיכשל. כל האיומים הללו מביאים בסופו של דבר לעלויות חומר נוספות הקשורות לצורך בתיקון או החלפה של ציוד שרוף

על מנת למנוע מצבים כאלה, יהיה צורך לחשוב מראש על צעדים יעילים התורמים למניעתם. אם לא ניתן להימנע מחוסר איזון שלב, תצטרך להשתמש בכל השיטות האפשריות לביטולו.

דרכי הגנה

כדי להבטיח את הפעולה הסימטרית של רשתות כוח ונורמליזציה של ערך המתח בכל אחד מהקווים החד-פאזיים, משתמשים במכשירים מתקנים מיוחדים. פונקציה זו מבוצעת לרוב על ידי מייצבי מתח קלאסיים. עם זאת, מכשירים אלה אינם מסוגלים לבטל לחלוטין את הא-סימטריה במעגלי האספקה, מכיוון שמטרתם לייצב שלב אחד בלבד. מסיבה זו, לא ניתן להגן על כל הרשת התלת-פאזית במכשירים כאלה, כמו גם לחסל את השלכותיה של הטיה.

יתכן כי המייצבים עצמם הופכים לגורם לחלוקה לא אחידה של חשמל על השלבים.

השיטות הארגוניות והטכניות הבאות משמשות להגנה על מעגלים תלת פאזיים מפני א-סימטריה שלב:

• מחקר באיכות גבוהה של פרויקט אספקת האנרגיה, תוך התחשבות בעומס הלא אחיד;
• השימוש במכשירים מיוחדים איתם ניתן ליישר אותם אוטומטית (מה שמכונה שנאי איזון);
• התאמת תוכניות צריכת אנרגיה קיימות (אם נעשו טעויות קודם לכן).

עזרה משמעותית בהגנה מפני אסימטריה ניתנת על ידי ציוד חסימת מיוחד (ממסרי ניטור שלב ומתחים, למשל), המנתק את הקו כשמתגלים הפרות.

רק אמצעים מתוזמנים בזמן יבטלו את חוסר האיזון בין השלבים ברשת ויחסלו את ההשלכות השליליות של תופעה זו: הגן על ציוד ומכשירים ביתיים מפני תקלות.