Fázová nerovnováha: definícia, príčiny jej vzniku a spôsoby ochrany

V jednofázovom režime by napätie malo byť 220 voltov a v trojfázovom režime 380 voltov. Ale v skutočnosti sa tieto čísla prakticky nevyskytujú. Preto kontrolou hodnoty napätia v zásuvke môžete jasne overiť existenciu fázovej nerovnováhy. Aby ste priblížili hodnotu napätia k štandardným hodnotám, musíte pochopiť, čo sa myslí výrazom "fázová nerovnováha", jej príčiny a možné riešenia.

Podstata konceptu

Fáza je elektrický obvod s určitou hodnotou sínusovej elektromotorickej sily.

Trojfázový obvod sa zase skladá z troch elektrických obvodov, ktoré majú sínusovú elektromotorickú silu s rovnakou amplitúdou a frekvenciou prúdu.

Trojfázová sieť pozostáva z troch sínusových prúdov alebo napätí, ktoré majú rovnakú frekvenciu a sú fázovo posunuté o uhol rovnajúci sa 120 stupňom.

Ak sú spotrebitelia elektrickej energie pripojení k fázam siete nerovnomerne - napríklad väčšina sústrediť sa v jednom a v ďalších dvoch ich bude oveľa menej - to povedie k asymetrii Napätie. Zároveň v trojfázových štvorvodičových sieťach bude asymetria parametrov menej nápadná, pretože neutrálny vodič vyrovnáva nerovnomernosť napätia vo fázach.

Pretože v praxi nie je možné dosiahnuť dokonalú symetriu, určitý rozdiel v hodnotách napätia je prijateľný. Hodnoty prúdov v každej z fáz sa v rozvodných doskách môžu líšiť najviac trikrát (konkrétne 30%). V prívodných paneloch rozvádzačov by sa rozdiel v parametroch nemal líšiť o viac ako 6,5-krát (15%).

Príčiny výskytu

Porušenie symetrie napätí v trojfázovom obvode je nežiaduca situácia. Preto, aby sme ho odstránili, je potrebné pochopiť, prečo môže vzniknúť. Dôvody fázovej nerovnováhy v trojfázovej sieti sú obmedzené na hlavné tri okolnosti:

• nerovnomerné zoskupenie spotrebiteľov;
• odpojenie neutrálneho vodiča;
• skrat fázového vodiča k zemi.

Pri nesprávnom rozdelení spotrebiteľov v trojfázovom trojvodičovom obvode sa napätie na nich výrazne líši. Spotrebitelia s najmenším odporom budú pod zvýšeným napätím. Pantografy s vysokou hodnotou odporu budú mať napätie, ktoré nedosahuje optimálnu hodnotu.

Nerovnomerné rozloženie zaťaženia ovplyvňuje zdroje aj prijímače elektrickej energie a spotrebiteľov. Pri elektrických prijímačoch hrozí nerovnováha znížením životnosti ich práce.

Nerovnomerné rozloženie napätia vo fázach ovplyvní zdroje energie vo forme zvýšenej spotreby energie, poškodenia izolácie, opotrebovania a zníženia životnosti. Použitie samostatného dieselového generátora zvýši spotrebu paliva a chladiacej kvapaliny.

Zníženie kvality elektrickej izolácie pre spotrebiteľov je plná nasledujúcich dôsledkov:

• poškodenie, rozbitie domácich spotrebičov alebo elektrického vedenia;
• vypuknutie požiaru;
• zraniť sa;
• porucha elektrických spotrebičov.

Metódy ochrany

Nežiaduci jav zošikmenia je možné eliminovať pomocou organizačných opatrení a inštalácie ochranných prostriedkov.

Organizačné opatrenia zahŕňajú správne rozloženie záťaže na všetky fázy s prihliadnutím na výkon. Nevýhodou je skutočnosť, že so všetkou túžbou projektanta nie je možné vykonať veľmi presné umiestnenie, najmä pri spájaní bytov, domov.

Ochranné vybaveniektoré je možné nainštalovať:

• Trojfázový istič.
• Trojfázový regulátor napätia.
• Fázové riadiace relé. Zvlášť vhodné je použiť relé v spojení so stabilizátormi napätia.
• Vyvažovacie transformátory. Štruktúrou sa líšia od výkonových tým, že majú prídavné vinutie, ktoré je zapojené medzi zemou stredného bodu a nulou.

V každodennom živote sú jednofázové stabilizátory bežné, vo výrobe - trojfázové. Rozsah ich sily je široký.

Nevýhody trojfázových stabilizátorov:

• nadmerná spotreba energie;
• nízka spoľahlivosť práce v dôsledku častých zmien častí;
• princíp činnosti, ktorý prispieva k vzniku fázovej nerovnováhy.

Dôsledky skreslenia

Najjednoduchšie je odhaliť nerovnomernosť napätia aj bez voltmetra v bežnom živote. Pri nižšej hodnote sa domáce spotrebiče nemusia zapnúť, osvetľovacie zariadenia budú horieť veľmi slabo.

Účinky nerovnomerné rozloženie zaťaženia:

• zhoršenie kvality elektrickej energie;
• výskyt vyrovnávacích prúdov, v dôsledku ktorých sa zvyšujú straty elektriny;
• neefektívna prevádzka elektrického zariadenia, zníženie kvality elektrickej izolácie a v dôsledku toho zníženie životnosti zariadenia.

Fázová nerovnováha je extrémne nežiaduci jav, ale, žiaľ, pri prevádzke elektrických zariadení je celkom bežný. Je takmer nemožné ho úplne vykoreniť. Preto je potrebné zabezpečiť, aby odchýlky hodnoty napätia boli vždy v rámci prípustných limitov. Tým sa zabezpečí dlhá životnosť elektrických spotrebičov a zachová sa zdravie a život personálu údržby.