Nierównowaga faz: definicja, przyczyny jej występowania i metody ochrony

W trybie jednofazowym wartość napięcia powinna wynosić 220 woltów, aw trybie trójfazowym 380 woltów. Ale w rzeczywistości liczby te praktycznie nie występują. Dlatego sprawdzając wartość napięcia na wylocie, można jednoznacznie zweryfikować istnienie nierównowagi faz. Aby zbliżyć wartość napięcia do wartości standardowych, należy zrozumieć, co oznacza wyrażenie „niezrównoważenie faz”, jego przyczyny i możliwe środki zaradcze.

Istota koncepcji

Faza to obwód elektryczny o pewnej wartości sinusoidalnej siły elektromotorycznej.

Z kolei obwód trójfazowy składa się z trzech obwodów elektrycznych, które mają sinusoidalną siłę elektromotoryczną o tej samej amplitudzie i częstotliwości prądu.

Sieć trójfazowa składa się z trzech prądów lub napięć sinusoidalnych, które mają tę samą częstotliwość i są przesunięte w fazie o kąt równy 120 stopni.

Jeśli odbiorcy energii elektrycznej są nierównomiernie podłączeni do faz sieci - na przykład większość skoncentruj się w jednym, a w pozostałych dwóch będzie ich znacznie mniej - doprowadzi to do asymetrii Napięcie. Jednocześnie w trójfazowych sieciach czteroprzewodowych asymetria parametrów będzie mniej zauważalna, ponieważ przewód neutralny wyrównuje nierównomierność napięcia w fazach.

Ponieważ w praktyce osiągnięcie idealnej symetrii jest niemożliwe, dopuszczalna jest pewna różnica wartości naprężeń. Wartości prądów w każdej z faz mogą różnić się nie więcej niż trzykrotnie (czyli 30%) w rozdzielnicach. W polach wejściowych rozdzielnic różnica parametrów nie powinna różnić się więcej niż 6,5 razy (15%).

Przyczyny wystąpienia

Naruszenie symetrii napięć w obwodzie trójfazowym jest sytuacją niepożądaną. Dlatego, aby go wyeliminować, konieczne jest zrozumienie, dlaczego może się pojawić. Przyczyny nierównowagi faz w sieci trójfazowej sprowadzają się do głównych trzy okoliczności:

• nierówne grupowanie konsumentów;
• odłączenie przewodu neutralnego;
• zwarcie przewodu fazowego do masy.

Przy nieprawidłowym rozmieszczeniu odbiorców w trójfazowym obwodzie trójprzewodowym napięcie na nich będzie się znacznie różnić. Konsumenci o najmniejszym oporze będą pod zwiększonym napięciem. Pantografy o dużej rezystancji będą miały napięcie, które nie osiągnie optymalnej wartości.

Nierównomierny rozkład obciążenia wpływa zarówno na źródła i odbiorniki energii elektrycznej, jak i na odbiorców. W przypadku odbiorników elektrycznych brak równowagi grozi skróceniem żywotności ich pracy.

Nierównomierny rozkład napięcia w fazach wpłynie na źródła zasilania w postaci zwiększonego zużycia energii, uszkodzenia izolacji, zużycia i skrócenia żywotności. Korzystanie z samodzielnego generatora diesla zwiększy zużycie paliwa i chłodziwa.

Spadek jakości izolacji elektrycznej dla konsumentów jest obarczona następującymi konsekwencjami:

• uszkodzenie, uszkodzenie sprzętu AGD lub instalacji elektrycznej;
• wybuch pożaru;
• zranienie;
• awaria urządzeń elektrycznych.

Metody ochrony

Możliwe jest wyeliminowanie niepożądanego zjawiska przekrzywienia za pomocą środków organizacyjnych i instalacji sprzętu ochronnego.

Środki organizacyjne obejmują prawidłowy rozkład obciążenia we wszystkich fazach, z uwzględnieniem mocy. Wadą jest to, że przy całym pragnieniu projektanta niemożliwe jest bardzo dokładne rozmieszczenie, zwłaszcza przy łączeniu mieszkań, domów.

Wyposażenie ochronnektóre można zainstalować:

• Wyłącznik trójfazowy.
• Trójfazowy regulator napięcia.
• Przekaźnik kontroli fazy. Szczególnie wskazane jest stosowanie przekaźnika w połączeniu ze stabilizatorami napięcia.
• Transformatory równoważące. W budowie różnią się od mocowych tym, że mają dodatkowe uzwojenie, które jest połączone między masą punktu środkowego a zerem.

W życiu codziennym powszechne są stabilizatory jednofazowe, w produkcji - trójfazowe. Ich zakres mocy jest szeroki.

Wady stabilizatorów trójfazowych:

• nadmierne zużycie energii;
• niska niezawodność pracy ze względu na częste zmiany części;
• zasada działania, przyczyniająca się do pojawienia się nierównowagi faz.

Konsekwencje przekrzywienia

W życiu codziennym najłatwiej wykryć nierównomierność napięcia nawet bez woltomierza. Przy niższej wartości urządzenia gospodarstwa domowego mogą się nie włączyć, urządzenia oświetleniowe będą palić się bardzo słabo.

Efekty nierównomierny rozkład obciążenia:

• pogorszenie jakości energii elektrycznej;
• pojawienie się prądów wyrównawczych, dzięki którym wzrastają straty energii elektrycznej;
• nieefektywne działanie sprzętu elektrycznego, obniżenie jakości izolacji elektrycznej, a w konsekwencji skrócenie żywotności sprzętu.

Nierównowaga faz jest zjawiskiem wyjątkowo niepożądanym, niestety dość powszechnym w eksploatacji urządzeń elektrycznych. Całkowite jej wykorzenienie jest prawie niemożliwe. Dlatego konieczne jest zapewnienie, aby odchylenia wartości napięcia zawsze mieściły się w dopuszczalnych granicach. Zapewni to długą żywotność urządzeń elektrycznych i zachowa zdrowie i życie personelu konserwacyjnego.