380 voltu elektrotīklu darbības laikā ir iespējami pārkāpumi, kas būtiski ietekmē patērētājam piegādājamās elektroenerģijas kvalitāti. Viena no šīm novirzēm ir fāzes disbalanss, kas izpaužas to nevienmērīgā sadalījumā pa slodzēm, kas savienotas ar līniju. Šīs ietekmes rezultāts ir ievērojams rūpniecības trīsfāžu tīklā iekļauto iekārtu (it īpaši transformatoru vai motoru) jaudas samazinājums. Mājās tas ir pilns ar sadzīves tehnikas bojājumiem, kas savienoti ar vienu no lauku mājas elektriskā tīkla fāzēm. Tas notiek tāpēc, ka spriegums tajā kļūst ļoti nenovērtēts, vai otrādi - pārsniedz pieļaujamo normu. Lai novērstu dažādu spriegumu negatīvo ietekmi 380 voltu fāzēs, ir izstrādāti vairāki organizatoriski un tehniski pasākumi.
Pieļaujamās šķībs likmes
Lai ierobežotu pieļaujamās sprieguma novirzes fāzu nelīdzsvarotības dēļ, ir izstrādāti standarti, kas regulē to vērtības rūpnieciskajiem elektrotīkliem. Ja šie standarti tiek pārsniegti, pastāv reālas briesmas ar šo līniju savienotajai enerģijas iekārtai. To precīzās vērtības ir norādītas attiecīgajos GOST un citos dokumentos, kas nosaka elektrisko iekārtu darbību (piemēram, PUE).
Saskaņā ar standartiem tiek noteiktas nemainīgas attiecības starp spriegumiem un strāvām līniju vismazāk un visvairāk noslogotajos posmos. Elektroenerģijas sadales dēļiem tas nedrīkst pārsniegt 30%, bet ieejām privātmājās (ASU) - 15%. Saskaņā ar pašreizējiem GOST, pieļaujamais fāzes disbalanss atsevišķās līnijās ar apgrieztām strāvām nevar būt lielāks par 2 procentiem, bet transformatora neitrālajā kodolā - 4 procenti.
Fāzu nelīdzsvarotības iemesli trīsfāzu tīklā
Fāžu nelīdzsvarotības parādīšanai trīsfāžu tīklos ir vairāki iemesli, no kuriem galvenie tiek uzskatīti par:
- Nevienmērīgs esošo jaudu sadalījums pa slodzēm, kas savienotas ar katru fāzes līniju.
- "Nulles pārtraukums", visbiežāk izpaužas kā neitrālas sadedzināšana.
- Citas darbības traucējumi stacijas aprīkojumā vai vietējos patērētājos, kas ar to saistīti.
Pirmajā gadījumā strauji palielinās (vai samazinās) lineārās slodzes patērētā jauda, kas noved pie atbilstošām izmaiņām šajā filiālē plūstošajai strāvai.
Ja fāzes nelīdzsvarotība nepastāv, vienādas lieluma strāvas komponenti plūst pa katru līniju, kas iekļauta "zvaigznes" shēmā. To rezultāts ir neitrāls, jo vektoru pievieno trīs atsevišķus komponentus teorētiski jābūt vienādam ar nulli. Palielinoties patēriņam gar vienu no līnijām, palielinās caur to esošie komponenti, kā rezultātā neitrālais vads nepilda savu funkciju un pārkāpj fāzes potenciālu vienmērīgu sadalījumu.
Neitrālas pārrāvuma (nulles sadedzināšanas) gadījumā šķībs rodas sakarā ar to, ka neitrālas stieples funkcija tiek automātiski nodota vienam no fāzes vadītājiem; šajā gadījumā visu citu spriegums tiek pārvietots uz augšu. Pārkāpumi stacijas aprīkojuma darbībā noved pie arī nevienmērīga sadalījuma pa fāzu līnijām, bet jau transformatora “zvaigznes” pusē, nevis ar to savienotā objekta (it īpaši lauku mājas) pusē.
Simetrijas pārkāpums augstsprieguma tīklos
Augstsprieguma tīklos nevēlamas asimetrijas parādīšanās ir saistīta ar jaudīgu vienfāzes slodžu vai trīsfāzu patērētāju klātbūtni ar nevienmērīgu fāzu sadalījumu. Industriālo tīklu neobjektivitātes avoti 0,38-10 kV ir dažāda veida kausēšanas elektriskās krāsnis (rūdas termiskās, indukcijas un līdzīgas sildīšanas iekārtas). Iekārtu, kas rada asimetriju, sarakstā jāiekļauj invertora metināšanas iekārtas, kurām raksturīgas lielas patēriņa strāvas un kuras var pārmērīgi sadalīt slodzi.
Dzelzceļa transporta vilces apakšstacijas ir spēcīgi bīstamas asimetrijas avoti, jo mūsdienu elektriskās lokomotīves ir vienfāzes elektroenerģijas patērētāji. Viņu jauda sasniedz vairākus simtus kilovatus, kas tikai palielina traucējumu iespējamību kravas sadalījumā.
To klātbūtni var pārbaudīt ar īpašu strāvas mērīšanas skavu palīdzību, caur kurām ir iespējams pārbaudīt ķēdes, kas darbojas ar pārslodzi. Ja vienā no fāzēm tiek atrastas pašreizējās vērtības, kas ievērojami pārsniedz pieļaujamās vērtības, var droši apgalvot, ka ir bīstams šķībs.
Sprieguma un strāvas kropļojumu negatīvā ietekme
Uz fāzes asimetrijas parādīšanos ir nekavējoties jāreaģē šādu iemeslu dēļ:
- Šajā gadījumā reāli draudi bojāt ierīces, kas pievienotas šim tīklam, vai to darbības pasliktināšanās.
- Tas noved pie traucējumiem elektrisko enerģijas avotu (īpaši apakšstaciju transformatoru) darbībā.
- Citas neparasta fāzes sadalījuma sekas ir augu aprīkojuma kalpošanas laika samazināšanās.
Vidusmēra patērētājam asimetrijas ietekme palielina izmaksas par elektrību, sadzīves tehnikas remontu un var izraisīt ievainojumus. Ja līnijas šķībumu rada neitrālas stieples iznīcināšana, aizsardzības pasliktināšanās apstākļi ievērojami pasliktinās. Zem transformatora apakšstacijas uzstādītās zemējuma ierīces (lādētāja) kopne sabojājas, ja nav lokālas shēmas, lietotājs paliek pilnīgi neaizsargāts.
Kad rūpniecības tīklos parādās asimetrijas, palielinās arī enerģijas patēriņš, un tajos iekļautajām līnijas iekārtām ir ievērojama pārslodze. Sadales apakšstacijās strauji palielinās eļļas patēriņš transformatoros, un vadības un sadales iekārtas var sabojāt. Visi šie draudi galu galā rada papildu materiālu izmaksas, kas saistītas ar nepieciešamību salabot vai nomainīt sadegušo aprīkojumu
Lai novērstu šādas situācijas, iepriekš būs jādomā par efektīviem pasākumiem, kas veicina to novēršanu. Ja nav iespējams izvairīties no fāzes nelīdzsvarotības, jums būs jāizmanto visas iespējamās metodes tā novēršanai.
Aizsardzības metodes
Lai nodrošinātu simetrisku energotīklu darbību un normalizētu sprieguma vērtību katrā no vienfāzes līnijām, tiek izmantotas īpašas koriģējošās ierīces. Šo funkciju visbiežāk veic klasiskie sprieguma stabilizatori. Tomēr šīs ierīces nespēj pilnībā novērst asimetriju barošanas ķēdēs, jo to mērķis ir stabilizēt tikai vienu fāzi. Šī iemesla dēļ nav iespējams aizsargāt visu trīsfāzu tīklu ar šādām ierīcēm, kā arī novērst šķības sekas.
Iespējams, ka paši stabilizatori kļūst par nevienmērīga elektrības sadalījuma fāzēs cēloni.
Lai aizsargātu trīsfāžu shēmas no fāzes asimetrijas, tiek izmantotas šādas organizatoriskās un tehniskās metodes:
- energoapgādes projekta kvalitatīvs pētījums, ņemot vērā nevienmērīgo slodzi;
- īpašu ierīču, ar kurām ir iespējams tos automātiski izlīdzināt, izmantošana (tā sauktie balansēšanas transformatori);
- esošo enerģijas patēriņa shēmu pielāgošana (ja kļūdas tika pieļautas agrāk).
Nozīmīgu palīdzību aizsardzībā pret asimetriju sniedz īpašs bloķēšanas aprīkojums (piemēram, fāzes un sprieguma uzraudzības releji), kas, atklājot pārkāpumus, atvieno līniju.
Tikai savlaicīgi pasākumi novērsīs fāzes disbalansu tīklā un novērsīs šīs parādības negatīvās sekas: aizsargājiet aprīkojumu un sadzīves tehniku no sabrukšanas.
