Током рада мрежа напајања од 380 В, могући су прекршаји који значајно утичу на квалитет електричне енергије испоручене потрошачу. Једно од тих одступања је неравнотежа фаза, која се манифестује у неравномерној дистрибуцији оптерећења спојених на линију. Резултат овог ефекта је значајно смањење снаге опреме укључене у индустријску трофазну мрежу (нарочито трансформатори или мотори). Код куће је пуно оштећења кућанских апарата спојених на једну од фаза електричне мреже сеоске куће. То је зато што напон у њему постаје веома подцењен, или обрнуто - прелази дозвољену норму. Да би се спречили негативни ефекти различитих напона у фазама од 380 волти, развијене су бројне организационе и техничке мере.
Дозвољени степен нагиба
Да би се ограничила дозвољена одступања напона због неравнотеже фаза, развијени су стандарди који регулишу њихове вредности за индустријске електроенергетске мреже. Ако се ови стандарди премаше, постоји реална опасност од квара енергетске опреме прикључене на овај водовод. Њихове тачне вредности дате су у одговарајућим ГОСТ-овима и другим документима који одређују рад електричне опреме (на пример, у ПУЕ).
У складу са стандардима, утврђују се фиксни омјери између вриједности напона и струје у најмање и најоптерећенијим дијеловима водова. За разводне табле не би требало да прелази 30%, а за улазе у приватне куће (АСУ) - 15%. Према тренутним ГОСТ-има, дозвољена неравнотежа фаза на појединим водовима са реверзним струјама не може бити већа од 2 процента, а на неутралном језгру трансформатора - 4 процента.
Разлози неравнотеже фаза у трофазној мрежи
Постоји неколико разлога за појаву фазне неравнотеже у трофазним мрежама, а главним се сматрају:
- Неравномерна расподјела постојећих капацитета преко оптерећења повезаних са сваком од фазних водова.
- "Нулта провала", која се најчешће манифестује сагоревањем неутралне тачке.
- Остали кварови на станичној опреми или у локалним потрошачима који су на њу повезани.
У првом случају, снага коју троши линеарно оптерећење нагло се повећава (или смањује), што доводи до одговарајуће промене струје која тече у овој грани.
У недостатку фазне неравнотеже, једнаке у величини струјне компоненте теку дуж сваке линије укључене у схему "звезда". Њихов резултат у неутралан због векторског додавања три одвојене компоненте теоретски би требао бити једнак нули. Са повећањем потрошње дуж једне линије, тренутне компоненте кроз њега се повећавају, што резултира тиме да неутрална жица не испуњава своју функцију и крши једнолику расподелу фазних потенцијала.
У случају неутралног прекида (нула паљења), нагиб настаје због чињенице да се функција неутралне жице аутоматски преноси на један од фазних проводника; у овом случају напон на свим осталим помера се према горе. Кршења у раду станичне опреме такође доводе до неравномерне расподјеле дуж фазних линија, али већ на страни „звијезда“ трансформатора, а не објекта који је на њега повезан (посебно сеоска кућа).
Кршење симетрије у мрежама високог напона
У високонапонским мрежама појава нежељене асиметрије повезана је са присуством снажних једнофазних оптерећења или трофазних потрошача са неједнаком фазном расподјелом. Извори пристраности у индустријским мрежама од 0,38-10 кВ су различите врсте топљивих електричних пећи (рудно-термичке, индукцијске и сличне топлане). Листа опреме која ствара асиметрију треба да садржи инвертерске апарате за заваривање, које се одликују високим струјама потрошње и способне да наруше равномерну расподелу терета.
Вучне подстанице железничког саобраћаја су снажни извори опасне асиметрије, јер су савремене електричне локомотиве једнофазни потрошачи електричне енергије. Њихова снага достиже неколико стотина киловата, што само повећава вероватноћу да дође до поремећаја у расподели терета.
Њихово присуство можете проверити помоћу посебних стезаљки за мерење струје, помоћу којих је могуће проверити струјне кругове који раде са преоптерећењем. Ако се тренутне вредности нађу у једној од фаза које видљиво премашују дозвољене вредности, са сигурношћу се може рећи да постоји опасни нагиб.
Негативни утицај напона и изобличења струје
Појава фазне асиметрије мора се одмах реаговати из следећих разлога:
- У овом случају, стварна опасност од оштећења уређаја повезаних на ову мрежу или погоршање њихових перформанси.
- То доводи до поремећаја у раду извора електричне енергије (нарочито трансформатора подстанице).
- Друга последица ненормалне дистрибуције фаза је смањење животног века постројења.
За просечног потрошача ефекти асиметрије претварају у повећане трошкове за електричну енергију, поправке кућанских апарата и потенцијалне повреде. Ако је прогиб у линији узрокован уништењем неутралне жице, услови за заштиту од електричног удара примјетно се погоршавају. Сабирница уређаја за уземљење (пуњач) монтирана на трафостаници трансформира се, а у непостојању локалног круга, корисник остаје потпуно без заштите.
Када се појаве асиметрије у индустријским мрежама, повећава се и потрошња енергије, а линијска опрема укључена у њих доживљава велике преоптерећења. На дистрибутивним подстаницама потрошња уља у трансформаторима нагло се повећава, а опрема за контролу и дистрибуцију може пропасти. Све ове претње на крају доводе до додатних материјалних трошкова повезаних са потребом за поправком или заменом изгореле опреме
Да би се такве ситуације спречиле, неопходно је унапред размислити о ефикасним мерама које доприносе њиховој превенцији. Ако није могуће избећи неравнотежу фаза, мораћете да користите све могуће методе њеног уклањања.
Методе заштите
Да би се осигурао симетричан рад електроенергетских мрежа и нормализовала вредност напона у сваком од једнофазних водова, користе се посебни корективни уређаји. Ову функцију најчешће обављају класични стабилизатори напона. Међутим, ови уређаји нису у могућности да у потпуности елиминишу асиметрију у доводним круговима, јер је њихова сврха стабилизовање само једне фазе. Из овог разлога није могуће заштитити читаву трофазну мрежу таквим уређајима, као ни елиминисати последице искривљења.
Могуће је да сами стабилизатори постану узрок неравномерне расподјеле електричне енергије по фазама.
Следеће организационе и техничке методе користе се за заштиту трофазних кола од фазне асиметрије:
- висококвалитетна студија пројекта опскрбе енергијом, узимајући у обзир неуједначено оптерећење;
- употреба посебних уређаја с којима је могуће аутоматски их поравнати (тзв. балансирајући трансформатори);
- прилагођавање постојећих програма потрошње енергије (ако су грешке направљене раније).
Значајну помоћ у заштити од асиметрије пружа посебна опрема за блокирање (на пример релеји за надгледање фаза и напона) која искључује линију када се открију кршења.
Само правовремене мере ће уклонити неравнотежу фаза у мрежи и елиминисати негативне последице овог феномена: заштитити опрему и кућанске уређаје од кварова.
