Under driften av 380 Volt kraftnät är överträdelser möjliga som väsentligt påverkar kvaliteten på den elektricitet som levereras till konsumenten. En av dessa avvikelser är fasobalansen, som manifesterar sig i deras ojämna fördelning över de belastningar som är anslutna till linjen. Resultatet av denna effekt är en betydande minskning av kraften hos utrustning som ingår i det industriella trefasnätet (särskilt transformatorer eller motorer). Hemma är det full av skador på hushållsapparater anslutna till en av faserna i det elektriska nätverket i ett hus på landet. Detta beror på att spänningen i den blir mycket underskattad, eller tvärtom - överskrider den tillåtna normen. För att förhindra de negativa effekterna av olika spänningar i faserna av 380 volt har ett antal organisatoriska och tekniska åtgärder utvecklats.
Tillåtna skevhastigheter
För att begränsa tillåtna spänningsavvikelser på grund av fasobalans har standarder utvecklats som reglerar deras värden för industriella kraftnät. Om dessa standarder överskrids finns det en verklig fara för fel på kraftutrustningen som är ansluten till denna linje. Deras exakta värden anges i relevanta GOST och andra dokument som bestämmer driften av elektrisk utrustning (till exempel PUE).
I enlighet med standarderna fastställs fasta förhållanden mellan klassificeringarna av spänningar och strömmar i de minst och mest belastade delarna av linjerna. För kraftfördelningskort bör den inte överstiga 30%, och för insatsvaror till privata hus (ASU) - 15%. Enligt nuvarande GOST: er kan den tillåtna fasobalansen på enskilda linjer med omvänd strömmar inte vara mer än 2 procent, och på transformatorns neutrala kärna - 4 procent.
Anledningar till fasobalans i ett trefas nätverk
Det finns flera skäl för uppkomsten av fasobalans i trefasnätverk, vars huvudsakliga anses vara:
- Ojämn fördelning av befintlig kapacitet över de belastningar som är anslutna till var och en av fasledningarna.
- "Nollbrott", som oftast manifesteras i förbränningen av neutral.
- Andra störningar i stationens utrustning eller hos lokala konsumenter som är anslutna till den.
I det första fallet ökar kraften som förbrukas av den linjära belastningen kraftigt (eller minskar), vilket leder till en motsvarande förändring av strömmen som flödar i denna gren.
I frånvaro av fasobalans strömmar lika stora i strömkomponenter längs var och en av linjerna inkluderade i "stjärna" -schemat. Deras resulterande i neutrala på grund av vektortillsatsen av tre separata komponenter bör teoretiskt vara lika med noll. Med en ökning av förbrukningen längs en av linjerna ökar strömkomponenterna genom den, varför den neutrala tråden inte uppfyller sin funktion och bryter mot den enhetliga fördelningen av faspotentialer.
I händelse av ett neutralt brott (nollbränning) uppstår skevningen på grund av att funktionen för neutralledningen automatiskt överförs till en av fasledarna; i detta fall växlas spänningen på alla andra uppåt. Överträdelser i driften av stationsutrustning leder också till ojämn fördelning längs faslinjerna, men redan på sidan av transformatorns "stjärna", och inte föremålet som är anslutet till det (i synnerhet ett hus på landet).
Brott mot symmetri i högspänningsnät
I högspänningsnätverk är utseendet på oönskad asymmetri förknippat med förekomsten av kraftfulla enfasiga laster eller trefaskonsumenter med ojämn fasfördelning. Förskjutningskällorna i industriella nätverk på 0,38-10 kV är olika typer av smältande elektriska ugnar (malm-termisk, induktion och liknande värmeanläggningar). Listan över utrustning som skapar asymmetri bör innehålla svetsmaskiner för växelriktare, som kännetecknas av höga förbrukningsströmmar och som kan bryta mot den enhetliga fördelningen av laster.
Dragstationer i järnvägstransport är kraftfulla källor till farlig asymmetri, eftersom moderna elektriska lok är enfasskonsumenter av elektrisk energi. Deras kraft når flera hundra kilowatt, vilket bara ökar sannolikheten för störningar i fördelningen av laster.
Du kan verifiera deras närvaro med hjälp av speciella strömmätande klämmor, genom vilka det är möjligt att kontrollera kretsarna som fungerar med överbelastning. Om aktuella värden finns i en av faserna som märkbart överskrider de tillåtna värdena, kan man säkert säga att det finns ett farligt skev.
Negativ effekt av spänning och strömförvrängning
Utseendet på fasasymmetri måste omgående behandlas av följande skäl:
- I det här fallet är det verkliga hotet om skador på enheter anslutna till detta nätverk eller en försämring av deras prestanda.
- Detta leder till störningar i drift av elektriska kraftkällor (särskilt transformatorstationer).
- En annan konsekvens av den onormala fasfördelningen är en minskning av växtutrustningens livslängd.
För den genomsnittliga konsumenten innebär effekterna av asymmetri till ökade kostnader för el, reparationer av hushållsapparater och risken för skador. Om snedställningen i linjen orsakas av att den neutrala tråden förstörs, förvärras förutsättningarna för skydd mot elektrisk stöt märkbart. Bussen från jordningsanordningen (laddaren) monterad på transformatorstationen bryter; i frånvaro av en lokal krets förblir användaren helt försvarslös.
När asymmetrier uppträder i industriella nätverk ökar också elförbrukningen och linjenheten som ingår i dem upplever allvarliga överbelastningar. Vid distributionsstationerna ökar oljeförbrukningen i transformatorer kraftigt och kontroll- och distributionsutrustningen kan misslyckas. Alla dessa hot leder slutligen till ytterligare materialkostnader i samband med behovet av att reparera eller byta ut bränd utrustning
För att förhindra sådana situationer kommer det att behövas i förväg tänka på effektiva åtgärder som bidrar till deras förebyggande. Om det inte är möjligt att undvika fasobalans måste du använda alla möjliga metoder för att eliminera den.
Skyddsmetoder
För att säkerställa symmetrisk drift av kraftnät och normalisera spänningsvärdet i var och en av enfasledningarna, används speciella korrigerande enheter. Denna funktion utförs ofta av klassiska spänningsstabilisatorer. Dessa anordningar kan emellertid inte helt eliminera asymmetrin i tillförselkretsarna, eftersom deras syfte är att stabilisera endast en fas. Av detta skäl är det inte möjligt att skydda hela trefasnätet med sådana enheter, liksom att eliminera konsekvenserna av skevning.
Det är möjligt att själva stabilisatorerna blir orsaken till ojämn distribution av el över faserna.
Följande organisatoriska och tekniska metoder används för att skydda trefaskretsar från fasasymmetri:
- högkvalitativ studie av energiförsörjningsprojektet med hänsyn till den ojämna belastningen;
- användning av specialanordningar som det är möjligt att automatiskt anpassa dem (de så kallade balanstransformatorerna);
- justering av befintliga energiförbrukningssystem (om misstag gjordes tidigare).
Betydande hjälp för att skydda mot asymmetri tillhandahålls av speciell blockeringsutrustning (exempelvis fas- och spänningsövervakningsreläer), som kopplar bort linjen när brott upptäcks.
Endast snabba åtgärder som vidtas kommer att eliminera fasobalans i nätverket och eliminera de negativa konsekvenserna av detta fenomen: skydda utrustning och hushållsapparater från haverier.
