Under driften av 380 Volt kraftnett er det mulig brudd som påvirker kvaliteten på strømmen som leveres til forbrukeren betydelig. Et av disse avvikene er faseubalansen, som manifesterer seg i deres ujevn fordeling over belastningene som er koblet til linjen. Resultatet av denne effekten er en betydelig reduksjon i kraften til utstyr som er inkludert i det industrielle trefase-nettverket (spesielt transformatorer eller motorer). Hjemme er det full av skader på husholdningsapparater koblet til en av fasene i det elektriske nettverket til et landsted. Dette er fordi spenningen i den blir veldig undervurdert, eller omvendt - overskrider den tillatte normen. For å forhindre de negative effektene av forskjellige spenninger i fasene på 380 volt, er det utviklet en rekke organisatoriske og tekniske tiltak.
Tillatte skjevrater
For å begrense de tillatte spenningsavvikene på grunn av faseubalanse, er det utviklet standarder som regulerer deres verdier for industrielle kraftnett. Hvis disse standardene overskrides, er det en reell fare for svikt i kraftutstyret som er koblet til denne linjen. Deres eksakte verdier er gitt i de relevante GOST-er og andre dokumenter som bestemmer driften av elektrisk utstyr (for eksempel i PUE).
I samsvar med standardene etableres faste forhold mellom klassifiseringen av spenninger og strømninger i de minst og mest belastede delene av linjene. For kraftdistribusjonstavler skal det ikke overstige 30%, og for innganger til private hus (ASUer) - 15%. I henhold til nåværende GOST-er, kan den tillatte faseubalansen på individuelle linjer med reversstrøm ikke være mer enn 2 prosent, og på den nøytrale kjernen i transformatoren - 4 prosent.
Årsaker til faseubalanse i et trefaset nettverk
Det er flere årsaker til utseendet av faseubalanse i trefase-nettverk, hvorav de viktigste anses å være:
- Ujevn fordeling av eksisterende kapasiteter over belastningene koblet til hver av faselinjene.
- "Nullpause", ofte manifestert i brenning av nøytral.
- Andre funksjonsfeil i stasjonsutstyret eller i lokale forbrukere som er koblet til det.
I det første tilfellet øker kraften som forbrukes av den lineære belastningen kraftig (eller reduseres), noe som fører til en tilsvarende endring i strømmen som strømmer i denne grenen.
I fravær av faseubalanse strømmer like store størrelsesstrømskomponenter langs hver av linjene som er inkludert i "stjerne" -skjemaet. Deres resulterende i nøytral på grunn av vektortilsetningen av tre separate komponenter skal teoretisk være lik null. Med en økning i forbruket langs en av linjene øker strømkomponentene gjennom den, som et resultat av at nøytraltråden ikke oppfyller sin funksjon og bryter med jevn fordeling av fasepotensialer.
I tilfelle et nøytralt brudd (null brenning) oppstår et skjevhet på grunn av at funksjonen til nøytraltråden automatisk overføres til en av faseledere; i dette tilfellet blir spenningen på alle andre forskjøvet oppover. Brudd på driften av stasjonsutstyr fører også til en ujevn fordeling langs faselinjer, men allerede på siden av transformatorens "stjerne", og ikke gjenstanden som er koblet til den (spesielt et landsted).
Brudd på symmetri i høyspenningsnett
I høyspenningsnettverk er utseendet på uønsket asymmetri assosiert med tilstedeværelsen av kraftige enfasede laster eller trefasekonsumenter med ulik fasefordeling. Kildene til skjevheter i industrielle nettverk på 0,38-10 kV er forskjellige typer smeltende elektriske ovner (malm-varme, induksjon og lignende varmeanlegg). Listen over utstyr som skaper asymmetri bør omfatte sveisemaskiner for vekselrettere, preget av høye forbrukstrømmer og i stand til å krenke den jevnfordelte belastningen.
Trekkstasjoner for jernbanetransport er kraftige kilder til farlig asymmetri, siden moderne elektriske lokomotiver er enfase forbrukere av elektrisk energi. Kraften deres når flere hundre kilowatt, noe som bare øker sannsynligheten for forstyrrelser i fordelingen av laster.
Du kan bekrefte tilstedeværelsen deres ved hjelp av spesielle strømmålende klemmer, gjennom hvilke det er mulig å sjekke kretsene som fungerer med overbelastning. Hvis nåværende verdier finnes i en av fasene som betydelig overstiger de tillatte verdiene, kan man trygt si at det er et farlig skjevt.
Negativ effekt av spenning og strømforvrengning
Utseendet til fase asymmetri må reageres omgående av følgende grunner:
- I dette tilfellet er den virkelige trusselen om skade på enheter koblet til dette nettverket eller en forringelse av ytelsen.
- Dette fører til forstyrrelser i driften av elektriske kraftkilder (spesielt transformatorstasjonstransformatorer).
- En annen konsekvens av den unormale fasespredningen er en reduksjon i anleggsutstyrets levetid.
For gjennomsnittsforbrukeren kan effekten av asymmetri føre til økte kostnader for strøm, reparasjoner av husholdningsapparater og potensialet for skade. Hvis skjevheten i linjen er forårsaket av ødeleggelse av nøytraltråden, forverres betingelsene for beskyttelse mot elektrisk støt merkbart. Bussen til jordingsanordningen (lader) montert på en transformatorstasjon bryter; i mangel av en lokal krets forblir brukeren helt forsvarsløs.
Når asymmetrier vises i industrielle nettverk, øker også energiforbruket, og linjeutstyret som er inkludert i dem opplever alvorlig overbelastning. Ved distribusjonsstasjoner øker oljeforbruket i transformatorer kraftig, og kontroll- og distribusjonsutstyr kan mislykkes. Alle disse truslene fører til slutt til ytterligere materialkostnader forbundet med behovet for å reparere eller erstatte brent utstyr
For å forhindre slike situasjoner, vil det være nødvendig å tenke på forhånd effektive tiltak som bidrar til forebygging av dem. Hvis det ikke er mulig å unngå faseubalanse, må du bruke alle mulige måter for å eliminere den.
Beskyttelsesmetoder
For å sikre den symmetriske driften av kraftnettverk og normalisere spenningsverdien i hver av enfaselinjene, brukes spesielle korrigerende enheter. Denne funksjonen utføres ofte av klassiske spenningsstabilisatorer. Imidlertid er disse enhetene ikke i stand til å eliminere asymmetrien i forsyningskretsene fullstendig, ettersom deres formål er å stabilisere bare en fase. Av denne grunn er det ikke mulig å beskytte hele trefase-nettverket med slike enheter, samt eliminere konsekvensene av skjevhet.
Det er mulig at stabilisatorene i seg selv blir årsaken til ujevn fordeling av elektrisitet over fasene.
Følgende organisatoriske og tekniske metoder brukes for å beskytte trefasekretser mot fase asymmetri:
- høykvalitetsundersøkelse av energiforsyningsprosjektet, med hensyn til ujevn belastning;
- bruk av spesielle enheter som det er mulig å automatisk innrette dem på (de såkalte balanseringstransformatorene);
- justering av eksisterende energiforbruksordninger (hvis feil ble gjort tidligere).
Betydelig hjelp til å beskytte mot asymmetri gis av spesialblokkeringsutstyr (fase- og spenningsovervåkingsreléer, for eksempel), som kobler fra ledningen når brudd oppdages.
Bare rettidige tiltak vil eliminere faseubalanse i nettverket og eliminere de negative konsekvensene av dette fenomenet: beskytt utstyr og husholdningsapparater mot sammenbrudd.
