Нормы на перекос фаз
Перекос фаз явление в электротехнике встречающееся довольно часто. Практики хорошо знакомы с ним и знают его последствия. А вот причина негативных его проявлений далеко не всем понятна.
Кабельная линия, проверка на перекос фаз
Сначала давайте определимся в терминах. Речь идет о разнице напряжений, между фазами в трехфазной сети или фазными и нулевым проводником в той же трехфазной цепи. Под перекосом мы будем понимать различие этих напряжений.
Напомним, что любая трехфазная цепь может быть выполнена с «глухо заземлённой нейтралью» либо с «изолированной нейтралью». Первая имеет три фазных проводника и, так называемый, нулевой провод. Вторая только три фазных проводника. Соответственно, потребители в первой цепи могут быть соединены как в треугольник, так и на звезду. Во второй только в треугольник. В сети 380/220 В с глухо заземлённой нейтралью потребители, в подавляющем большинстве случаев, подключены по схеме «звезда».
Так называемый перекос фаз, является отклонением от нормальной разницы между мгновенными значениями линейных напряжений, либо результатом изменения фазового угла между линейными напряжениями. Последний случай можно исключить из рассмотрения, так как он встречается крайне редко.
Когда мы определились с терминами можно перейти к рассмотрению вопроса по существу. И тут становиться всё просто. Предположим, что все нагрузки у нас осветительные. Под этим термином понимают активные нагрузки, например в виде ламп накаливания. Ещё, предположим, что к одной из фаз подключено лампочек значительно больше чем к остальным. Токи, протекающие через них, по законам Кирхгофа будут протекать не только через нулевой проводник но, и через других потребителей.
В результате падение напряжения на потребителях других фаз неизбежно вырастет. Это и вызывает перекос фаз.Щит электрический, питающий кабель, проверка на перекос фаз
Все это можно объяснить и через напряжения. Большой ток одной из фаз создает небольшое, но вполне реальное падение напряжения в нулевом проводе. Это напряжение сдвинуто на угол 120о относительно других фаз. Поэтому напряжение, приложенное к их нагрузкам, является суммой фазного напряжения и напряжения на нулевом проводе.
Крайним случаем перекоса фаз является однофазное замыкание на «землю». В этом случае токи короткого замыкания будут протекать и через потребителей, питающихся от двух других фаз что, неизбежно, вызовет перенапряжение в них.
Ещё одним из случаев того же порядка является обрыв нулевого провода. При этом также нарушается баланс токов в нагрузках. Напряжения в сети могут изменяться крайне непредсказуемо, в зависимости от величины нагрузки на каждую из фаз. Практики знают, что напряжения в бытовых розетках, в этих условиях могут достигать даже линейных значений. Ещё перекос фаз возникает при обрыве одного из фазных проводников. Такой режим называется неполнофазным.
В любом случае перекос фаз ведёт к экономическим потерям, связанным с протеканием токов в нулевом проводнике. В теоретических основах электротехники (ТОЭ) для таких расчётов вводят понятия токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Ещё раз. Существенное увеличение тока одной из фаз трехфазной сети, потребители которой соединены в звезду, незамедлительно ведёт за собой увеличение напряжения на нагрузках других фазных проводов. При этом напряжение перегруженной фазы относительно нулевого провода понижается. Чем это чревато? У ламп накаливания значительно сокращается срок службы либо светоотдача, у асинхронных двигателей, подключенных к такой сети, ухудшается КПД. В конце концов, повышенное напряжение может вывести из строя электронные приборы.
Ещё одно негативное явление это появление гармоник высших порядков при питании различных электрических машин от несбалансированной сети. Речь идет о двигателях, трансформаторах и генераторах. Это связанно с процессами, протекающими в их магнитопроводах. Гармоники высших порядков часто вызывают сбои в работе электронного оборудования. Поэтому при проектировании электрических сетей необходимо равномерно распределять нагрузки по фазам.
Какие требования предъявляются к перекосу фаз нормативными документами? Основным документом, определяющим качество электроэнергии, является ГОСТ 13109-97. Его требования выражаются в терминах нулевых и обратных последовательностей. Не уверены, что стоит грузить читателя столь сложными материями.
Конечно, выявить перекос фаз не сложно с помощью простейших приборов не прибегая к посторонней помощи. Но провести анализ причин перекоса фаз, выработать конкретные рекомендации по его устранению могут только профессиональные специалисты. Наша электролаборатория выполняет любые электротехнические измерения. Мы прошли государственную аккредитацию и имеем соответствующие документы. Мы с радостью поможем решить ваши проблемы.
Похожие статьи
Поддержите наш проект, поделитесь ссылкой! |
Какие нормы на перекос фаз?
Электролаборатория » Вопросы и ответы » Какие нормы на перекос фаз?
Настоятельно рекомендуем избегать перекоса фаз на строящихся объектах, и особенно на объектах, которые реконструируются. Очень просто этого избежать ещё на стадии проектирования, когда проектировщик исходя из данных мощностей электрооборудования, распределяет нагрузки равномерно. Бывают случаи, когда расчёты оказываются неверными по тем или иным причинам и происходит перекос фаз. Нужно очень внимательно следить за соблюдением нормативных документов для исключения аварийных ситуаций.
Баланс нагрузок между фазными проводниками питающей сети зданий общественного назначения должно быть распределено таким образом, чтобы соотношение между токами наиболее загруженных и наименее загруженных фазных проводников
Так-же рекомендуем Вам ознакомиться с ГОСТ 13109-97 — О КАЧЕСТВЕ ЭЛЕКТРО ЭНЕРГИИ, п.п 5.5. В этом пункте говорится о несимметрии напряжений (в простонародии «перекос фаз») характеризующиеся следующими показателями: 1. коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности; 2. коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности. Допустимые значения коэффициента несимметрии напряжений равны 2,0 и 4,0 % соответственно.
Это касается всех, кто не доволен низким напряжение в сети, в следствии чего, горение светильников происходит в пол накала, скачками напряжения выражающимися кратковременными вспышками тех-же светильнов.
Эти признаки очень часто встречаются в дачных кооперативах, садовых товариществах и деревнях. Если вас тревожат данные проблемы обращайтесь в электролабораторию и мы поможем их решить.Основным и практически единственным способом проверить и определить перекос фаз является измерение токов на фазных проводниках в ВРУ или распределительных щитах. Данное измерение проводится токовыми клещами, например, наши инженеры пользуются цифровыми клещами токоизмерительными CMP-1. Они точные и очень удобны своим маленьким размером, позволяющим подлезть к любому проводнику в стеснённых условиях. Необходимо при максимально полной нагрузке измерить протекающий ток и сравнить показания. Эти показания не должны отличаться на 15% в ВРУ и на 30% в распределительных щитах.
Внимание: перекос фаз может повлиять на работоспособность бытовой техники и даже вывести её из строя!
Важным параметром фаз является правильное чередование. Соблюдение правильности чередования фаз важно в случаях подключения электродвигателей.
Перекосы фазы в трехфазных и однофазных сетях тока (ПУЭ): причины и допустимые значения
Рассмотренное в этой публикации явление уменьшает КПД подключенного оборудования, провоцирует аварии. В некоторых ситуациях создает угрозу для жизни и здоровья пользователей. Устранить перекос фаз и обеспечить безопасную эксплуатацию техники можно с помощью комплекса специальных мероприятий.
Типичная причина подобных аварийных ситуаций – перекос фаз
Основные понятия перекоса фаз и параметров сети
Что делать, если перегорел электрический чайник? Замена ТЭНа сопоставима с покупкой нового изделия, поэтому правильное решение кажется очевидным. Однако до посещения магазина следует уточнить, почему произошла авария. Такой подход позволит выявить причину неисправности. Устранение негативных воздействий предотвратит повреждение стиральной машины, кондиционера, телевизора, другой дорогой техники.
Принципиальная схема подключения нагрузок
Электропитание частного дома, как правило, организуют по трехфазной схеме. На рисунке показано типовое распределение подключаемых устройств на несколько групп. Такой способ применяют для равномерного распределения нагрузки. Камины, станки, насосы подключают к трем фазам с учетом высокой потребляемой мощности.
Специальные клещи пригодятся для измерения тока в отдельных линиях без нарушения целостности цепей. С помощью мультиметра можно проверить напряжение в контрольных точках. Результаты исследования помогут исправить ошибки.
Диаграммы напряжений
В идеальной ситуации соблюдается равенство фазных напряжений. На второй части рисунка показан типичный перекос. Открыв инструкцию производителя, можно узнать рекомендованные технические параметры (220-240 V). Таким образом, при подключении техники в линию А-N допустимый максимум будет превышен почти на 20%: (285-240)/2,4 = 18,75. В этих условиях сильный ток способен вызвать чрезмерный нагрев ТЭНа, вплоть до разрушения.
К сведению. Подобное нарушение правил эксплуатации лишает прав на получение компенсации по официальным гарантиям.
Допустимые значения
Действующими правилами ПУЭ и стандартами ГОСТ 32144-2013 установлены предельные отклонения по несимметричному распределению напряжений в сетях 380 V. Контрольные параметры определяются специальными коэффициентами. Предельные значения не должны превышать 2% (4 %) для нулевой (обратной) последовательности, соответственно.
К сведению. Отмеченные определения выражают в векторной форме. В формулах для расчетов реальную систему с имеющимися отклонениями представляют как сумму симметричных компонентов.
Также для контроля применяют максимальное допустимое отклонение измеренных фазных токов. Отдельные нормы утверждены для типовых распределительных устройств:
- ВРУ – 15%;
- ЩР – 30%.
Причины возникновения явления
Кроме различных нагрузок, опасный режим эксплуатации может возникать при обрыве нулевого провода. Эту ситуацию можно рассмотреть на примере типового силового трансформатора, обмотки которого соединены по схеме «звезда».
Обрыв нейтрали
Если разорвать цепь, обозначенную на рисунке стрелкой, линия фазы «С» фактически будет выполнять функции нулевого проводника. Именно в этом участке для прохождения тока создаются самые благоприятные условия. По классическим формулам можно посчитать эквивалентное электрическое сопротивление при параллельном соединении нагрузок:
Rэкв = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3).
Если использовать для примера одинаковую величину Rн = 50 Ом, для этого участка Rэкв = 125 000 / (2 500 + 2 500 + 2 500) ≈ 17 Ом.
В новой «нейтрали» напряжение может увеличиться до максимального уровня 380 V. На такой уровень типовая бытовая техника не рассчитана. Одновременно может уменьшиться до 130 V и даже ниже напряжение в связанном контуре линии «А».
Третья типовая причина несимметричности – короткое замыкание фазы на корпус или другую часть конструкции электроустановки, соединенной с заземлением.
Несимметрия в высоковольтных сетях
На выходах генератора, созданного по схемотехнике синхронной машины, стабильность рабочих параметров обеспечивается принципом работы соответствующего оборудования. Однако в некоторых случаях не исключены искажения. Асинхронные ветрогенераторы, например, создают разные уровни напряжений.
В распределительных устройствах подобный дисбаланс – редкое явление. Однако воздушные линии электропередач не создают идеально симметричными. При больших расстояниях увеличивается длина проводников, возрастает разница электрических сопротивлений. Для корректировки по специальной технологии транспозиции устанавливают особые опорные элементы.
Надо отметить! С целью экономии средств подобные конструкции применяют редко.
Асимметрия на стороне нагрузки
В этой части системы однофазный сварочный аппарат или промышленная плавильная установка способна провоцировать рассматриваемые искажения. В частном домохозяйстве нагрузки не подключают с учетом соблюдения правильной пропорциональности.
Асимметричное распределение потребителей электроэнергии по фазам
Опасность и последствия перекоса
Очевидные неприятности, которые провоцирует перекос фаз в трехфазной сети, следует дополнить особенностями эксплуатируемого оборудования. Автономный генератор в таком режиме работы будет выполнять свои функции с худшим КПД. Увеличение компенсационного тока сопровождается дополнительным расходом энергии (топливных ресурсов).
Отклонение напряжения от номинала проявляется следующим образом:
- высокий уровень провоцирует короткое замыкание, срабатывание защитных автоматов, ухудшает состояние изоляционных оболочек;
- низкий – уменьшает мощность силовых агрегатов, увеличивает пусковые токи, нарушает функциональность электронных схем.
Отдельно следует подчеркнуть опасные последствия перекоса, если через цепь проходит слишком высокий ток. Чрезмерный нагрев на открытых участках – типичная причина пожаров. Восстановление испорченной проводки в глубине строительных конструкций сопровождается значительными затратами.
Меры защиты
Как бороться с негативными проявлениями, станет понятно после детального изучения определенного проекта. Общая рекомендация – обеспечение равномерного распределения (подключения) нагрузок. Но выполнить это условие не всегда возможно. Наличие разнообразных однофазных потребителей значительно усложняет задачу.
Защита от перекоса фаз в трехфазной сети
Эффективный и достаточно простой способ защиты – специализированное реле. Это устройство в непрерывном режиме контролирует состояние отдельных фаз. При выходе параметров за границы определенного диапазона источник питания отключается.
Регулировка напряжения в трехфазном реле
Дополнительные функции прибора пригодятся на практике. Динамический контроль подключения отдельных фаз (очередности) окажет помощь при работе с асинхронными электродвигателями. Эта опция предотвратит вращение ротора в обратную сторону. Автоматическое отключение источника при разрыве цепи исключит рассмотренные выше аварийные ситуации.
Защита в однофазной сети
Эта часть системы не способна оказать корректирующее влияние на электроснабжение. Для защиты нагрузок по току (напряжению) устанавливают защитные автоматы. Чтобы поддерживать электрические параметры питания на оптимальном уровне, применяют стабилизаторы.
Как исправить проблему с перекосом фаз
Представленные ниже специализированные устройства выбирают с определенным запасом по мощности (20-25%). Это продлит срок службы оборудования, упростит перемещение техники и подключение новых нагрузок. Для экономии средств можно создать защиту только для отдельных групп потребителей.
Стабилизатор
Такие аппараты можно использовать для поддержания заданного уровня напряжения в одной или трех фазах. Как правило, дополнительно обеспечивается фильтрация импульсных помех. Дорогие модели формируют на выходе сигнал с минимальными искажениями синусоиды.
Современный электронный стабилизатор с индикацией рабочих параметров на ЖКИ экране
Симметрирующий трансформатор
Технику этой категории в соответствующем исполнении применяют в одно,- и трехфазных сетях. С ее помощью:
- обеспечивают одинаковое распределение нагрузки для источника электропитания вне зависимости от реального распределения токов по фазным линиям;
- предотвращают падение напряжения (сглаживают переходной процесс) при подключении мощных двигателей и других изделий с индуктивными характеристиками;
- оптимизируют потребление электроэнергии, когда нагрузка отличается выраженными реактивными параметрами внутреннего сопротивления.
Вместо симметрирующего трансформатора для устранения перекоса применяют комплекты конденсаторов. Также используют комбинированное включение емкостных/ индуктивных компенсационных элементов.
Видео
» data-lazy-type=»iframe» data-src=»https://www.youtube.com/embed/deIgqboJWRY?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Особенности перекоса фаз. Официальные нормы по перекосу фаз в электрических сетях
Часто перекос фаз возникает на этапе проектирования объекта. Причиной этой ошибки становится некорректное распределение нагрузок. Для устранения риска возникновения данной проблемы рекомендуется несколько раз проверять расчеты для мощностей электрического оборудования.
Также требуется руководствоваться нормативными документами на каждом этапе работы, чтобы устранить ситуации, которые могут привести к авариям. Ознакомившись с материалом, вы сможете узнать, что такое перекос фаз и какие нормы на перекос фаз существуют в соответствии с официальными стандартами.
Официальные нормы и стандарты
В ГОСТ 13109-97 прописаны сведения о ситуации, при которой наблюдается несимметрия напряжений. При таком случае может фиксироваться коэффициент по нулевой последовательности. Вариант нормы значения данного показателя варьируется от 2% до 4%.
Также нормативы в этой сфере вы можете посмотреть в ГОСТ 13109-97. В соответствии с данным документом, нагрузки между трехфазными проводниками в зданиях должны распределяться так, чтобы разница между максимально и минимально загруженными элементами не переходила определенные рамки.
Для панелей ВРУ это значение составляет не более 15%. В распределительных цепях этот показатель равен 30%. С этими нормативами и стандартами стоит ознакомиться тем потребителям, которые не удовлетворены уровнем напряжения тока в электрической сети.
Признаками наличия проблемы могут быть следующие проявления:
- работа светильников в полнакала;
- перегорание эл.ламп в осветительных приборах;
- резкие скачки напряжения;
- перебои в поставке электроэнергии.
С такими трудностями чаще всего сталкиваются владельцы дачных домов, садовых кооперативов и жители деревень. Для решения проблемы требуется обратиться в лабораторию по исследованию качества эл.энергии. После проведения детальной диагностики сети, специалисты смогут найти метод устранения дефекта.
Метод проверки перекоса фаз
Измерение тока на двух проводниках является самым эффективным и передовым методом определения и проверки для перекоса фаз в распределительных щитках или ВРУ. Для проведения данной процедуры требуется наличие токовых клещей. По современным технологиям нужно применять цифровые приборы, которые обеспечивают высокую точность данных измерения. Такое оборудование отличается предельной компактностью и удобством использования. Оно позволяет проводить замеры даже в стесненных условиях.
Измерения тока необходимо проводить при полной загрузке. Далее требуется сравнить полученные данные с нормативами. Для панелей ВРУ это значение составляет не более 15%. В распределительных цепях показатель равен 30%. При отклонениях от нормы можно утверждать, что присутствует перекос фаз.
Всегда стоит помнить о том, что такие нарушения способны ухудшить работу оборудования и даже вывести из строя некоторые бытовые приборы. Ввиду этого, требуется уделять особое внимание качеству эл.энергии.
Для стабильно нормальной работы сети, стоит соблюдать правило чередования фаз. Особо важно это в случае подключения электродвигателя. Если чередование фаз будет нарушено, тогда возрастет риск выхода из строя оборудования. В некоторых ситуациях механизм двигателя начинает работать в обратную сторону. Для измерения фаз в данном случае применяется специализированный прибор TKF-12, который обеспечивает высокую точность полученных сведений.
Эффективные методы защиты
Для снижения риска выхода из строя оборудования и стабилизации его работы требуется применять специализированные приборы. Чаще всего используется установка для стабилизации напряжения. Однофазные стабилизаторы напряжения подходят для защиты бытовой техники. Для промышленного оборудования, требуется применять трехфазные стабилизаторы.
Однако стоит заметить, что даже такая техника не способна обеспечить максимальный уровень защиты и устранить последствия перекоса фаз. В некоторых ситуациях эти приборы могут провоцировать возникновения ситуации, при которой энергия и питание распределяется неравномерно по сети. Для нормализации показателей на всех элементах требуется применять технологии, которые помогут выровнять значения одновременно на всех фазах цепи.
Как избежать возникновения проблем?
Чтобы максимально избежать негативных последствий, необходимо следовать таким правилам:
- правильно разрабатывать проект по снабжению объекта электричеством с учетом предполагаемых нагрузок;
- обязательно применять специальные приборы, которые предназначены для выравнивания нагрузок в автоматическом режиме;
- изменения способа потребления энергии (требуется в случае, когда ранее каждая из фаз не рассчитывалась на определенный уровень перегрузки;
- снизить мощность при возникновении критических ситуаций;
- монтаж специального реле регулировки фаз, которое отключает питание при возникновении критической ситуации, опасной для работоспособности оборудования.
Применяя в комплексе все методы защиты, можно добиться оптимального уровня безопасности и практически полностью исключить риск возникновения перекоса фаз на этапе проектирования и введения в эксплуатацию оборудования.
⚠ Перекос фаз. Какие нормы на перекос фаз
Перекос фаз явление в электротехнике встречающееся довольно часто. Практики хорошо знакомы с ним и знают его последствия. А вот причина негативных его проявлений далеко не всем понятна.
Сначала давайте определимся в терминах. Речь идет о разнице напряжений, между фазами в трехфазной сети или фазными и нулевым проводником в той же трехфазной цепи. Под перекосом мы будем понимать различие этих напряжений.
Напомним, что любая трехфазная цепь может быть выполнена с «глухо заземлённой нейтралью» либо с «изолированной нейтралью». Первая имеет три фазных проводника и, так называемый, нулевой провод. Вторая только три фазных проводника. Соответственно, потребители в первой цепи могут быть соединены как в треугольник, так и на звезду. Во второй только в треугольник. В сети 380/220 В с глухо заземлённой нейтралью потребители, в подавляющем большинстве случаев, подключены по схеме «звезда». Это относится как к асинхронным двигателям, так и к «осветительным нагрузкам». О таких случаях мы будем вести речь в дальнейшем. Сделаем одно замечание. Сопротивление питающих линий является конечным, носит омический характер и должно учитываться при расчете трехфазной цепи.
Так называемый перекос фаз, является отклонением от нормальной разницы между мгновенными значениями линейных напряжений, либо результатом изменения фазового угла между линейными напряжениями. Последний случай можно исключить из рассмотрения, так как он встречается крайне редко.
Когда мы определились с терминами можно перейти к рассмотрению вопроса по существу. И тут становиться всё просто. Предположим, что все нагрузки у нас осветительные. Под этим термином понимают активные нагрузки, например в виде ламп накаливания. Ещё, предположим, что к одной из фаз подключено лампочек значительно больше чем к остальным. Токи, протекающие через них, по законам Кирхгофа будут протекать не только через нулевой проводник но, и через других потребителей. В результате падение напряжения на потребителях других фаз неизбежно вырастет. Это и вызывает перекос фаз.
Все это можно объяснить и через напряжения. Большой ток одной из фаз создает небольшое, но вполне реальное падение напряжения в нулевом проводе. Это напряжение сдвинуто на угол 120о относительно других фаз. Поэтому напряжение, приложенное к их нагрузкам, является суммой фазного напряжения и напряжения на нулевом проводе.
Крайним случаем перекоса фаз является однофазное замыкание на «землю». В этом случае токи короткого замыкания будут протекать и через потребителей, питающихся от двух других фаз что, неизбежно, вызовет перенапряжение в них.
Ещё одним из случаев того же порядка является обрыв нулевого провода. При этом также нарушается баланс токов в нагрузках. Напряжения в сети могут изменяться крайне непредсказуемо, в зависимости от величины нагрузки на каждую из фаз. Практики знают, что напряжения в бытовых розетках, в этих условиях могут достигать даже линейных значений. Ещё перекос фаз возникает при обрыве одного из фазных проводников. Такой режим называется неполнофазным.
В любом случае перекос фаз ведёт к экономическим потерям, связанным с протеканием токов в нулевом проводнике. В теоретических основах электротехники (ТОЭ) для таких расчётов вводят понятия токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.
Существенное увеличение тока одной из фаз трехфазной сети, потребители которой соединены в звезду, незамедлительно ведёт за собой увеличение напряжения на нагрузках других фазных проводов. При этом напряжение перегруженной фазы относительно нулевого провода понижается. Чем это чревато? У ламп накаливания значительно сокращается срок службы либо светоотдача. У асинхронных двигателей, подключенных к такой сети, ухудшается КПД. В конце концов, повышенное напряжение может вывести из строя электронные приборы.
Ещё одно негативное явление это появление гармоник высших порядков при питании различных электрических машин от несбалансированной сети. Речь идет о двигателях, трансформаторах и генераторах. Это связанно с процессами, протекающими в их магнитопроводах. Гармоники высших порядков часто вызывают сбои в работе электронного оборудования. Поэтому, при проектировании электрических сетей необходимо равномерно распределять нагрузки по фазам. Своды правил по проектированию считают предельным разброс нагрузок в 30% в распределительных щитках, а для вводных распредустройств 15%.
Какие требования предъявляются к перекосу фаз нормативными документами? Основным документом, определяющим качество электроэнергии, является ГОСТ 13109-97.
Его требования выражаются в терминах нулевых и обратных последовательностей. Не уверены, что стоит грузить читателя столь сложными материями.
Конечно, выявить перекос фаз не сложно с помощью простейших приборов не прибегая к посторонней помощи. Но провести анализ причин перекоса фаз, выработать конкретные рекомендации по его устранению могут только профессиональные специалисты.
Перекос фаз. Причины возникновения и устранение. Защита
В трехфазной электрической сети на каждой фазе должно быть одно и то же напряжение, с допустимым отклонением. Если напряжение распределено по фазам неравномерно, то возникает перекос фаз. В результате такого явления в промышленном оборудовании (электродвигатели, трансформаторы) происходит значительное уменьшение мощности. В бытовых условиях такой перекос между фазами может привести к неисправностям электрических устройств и других потребителей энергии.
Когда электрические устройства подключены на одну фазу, то есть риск возникновения перекоса между фазами. Чтобы не допускать нарушения снабжения электрической энергией, необходимо разобраться в том, от чего возникает такое отрицательное явление.
Причины возникновения
Существуют разные причины перекоса по напряжению между фазами. Основной популярной причиной стало неравномерное и неграмотное распределение нагрузки по фазам сети. При появлении перекоса на участке с трехфазным питанием, можно говорить о том, что некоторые фазы эксплуатируются с чрезмерной нагрузкой, а третья фаза нагружена незначительно.
Чаще всего однофазные нагрузки в виде бытовых электрических устройств подключают на одну фазу. Поэтому перекос фаз появляется при одновременном запуске нескольких мощных устройств. Начальными признаками перекоса являются работающие бытовые приборы, у которых заметно снизилась мощность, либо они совсем отключились. При этом приборы освещения стали выдавать тусклый свет, а лампы дневного света при этом мерцают.
Для более точного определения того, есть ли перекос фаз, нужно вызвать специалиста, и на месте провести тщательную проверку. Только путем проведения измерений можно выявить разницу в напряжении на разных фазах.
Последствия и опасность
Главная опасность этого явления состоит в некорректной работе бытовых устройств, и возникновения возможности выхода их из строя. Максимальная часть отрицательных последствий приходится на разные виды электрических двигателей, установленных в различной бытовой технике.
Отрицательные факторы влияния перекоса фаз делятся на три вида:
- Возникновение неисправностей подключенных электрических устройств, оборудования и приборов, снижение их срока эксплуатации.
- Неисправности источников электроэнергии: повреждения, повышение расхода энергии, снижение срока службы источника.
- Негативные факторы для потребителей энергии: повышение затрат на оплату электроэнергии, вероятность получения травм, необходимость проведения ремонта и обслуживания электрооборудования.
Если перекос фаз образовался на автономной отдельной электростанции, то потребление топлива и смазочных материалов в этом случае существенно повысится, а генератор может выйти из строя. Если на одной фазе напряжение выше, чем на двух других фазах, то нарушается электробезопасность, что может привести к возгоранию электропроводки и оборудования.
В результате видно, что последствия этого отрицательного явления существенные, их устранение и решение может привести к значительному материальному ущербу. Для предотвращения таких негативных ситуаций, необходимо заблаговременно принять соответствующие меры.
Способы защиты
Для нормальной эксплуатации трехфазной сети, а также чтобы напряжение на отдельной фазе соответствовала номинальному значению, необходимо применять специальные приборы и устройства. Обычно для этого подключают стабилизатор напряжения.
В быту применяются однофазные исполнения, способные защитить электрооборудование. В производственных условиях используется 3-фазный стабилизатор, включающий в себя три однофазных устройства. Однако полностью устранить фазные перекосы эти приборы не способны, так как они выравнивают напряжение в одной фазе.
Иногда такие устройства сами создают условия для неравномерного распределения электроэнергии. Эта проблема может решиться только с помощью специальных технологий, выравнивающих напряжение между всеми фазами.
Существует несколько способов защиты:
- Использование устройств, выравнивающих нагрузку по фазам в автоматическом режиме.
- Создание проекта снабжения электрической энергией объекта с учетом предполагаемых значений нагрузок.
- Изменение электрической схемы цепи с учетом мощности потребителей.
- Подключение специального реле, которое будет контролировать величину напряжения на фазах, и отключать питание при выявлении несимметрии.
Такими методами можно защитить электрические устройства от неисправностей, и исключить перекос напряжения.
Симметрирующий трансформатор
Чтобы предотвратить перекос напряжений между фазами и поддерживать определенное значение фазного напряжения, следует применять специальную технологию, позволяющую выравнивать значение напряжения не отдельно на некоторой фазе, а обеспечивать симметричность всех трех фаз, то есть всю трехфазную сеть. Такая альтернативная технология реализована в симметрирующем трансформаторе.
Диапазон измерений
Такой инновационный прибор может работать при 100-процентном перекосе напряжения и способен устранить фазный перекос напряжений в широком интервале их изменений, при любых причинах возникновения этого негативного явления:
- Перекос во входной сети пинания, возникший вследствие повреждений распределительной сети.
- Неравномерное разделение нагрузок между фазами.
- Включение в работу мощного устройства.
- Смешанные причины перекоса.
Практическое использование
Задачами, разрешаемыми путем включения в работу симметрирующего трансформатора, являются:
- Равномерное распределение потребителей между фазами.
- Устранение перекоса фазных напряжений (выравнивание всех фаз между собой в трехфазной сети).
- Поддержание заданного значения напряжения на каждой фазе.
- Преобразование трехфазной электрической сети питания в 1-фазную сеть:
— с гальванической развязкой сети питания и потребителя электроэнергии;
— без гальванической развязки;
— с изменением (повышением или снижением) напряжения на его выходе. - Преобразование трехфазной сети, состоящей из трех проводов, в трехфазную сеть с четырьмя проводами (создание рабочего нулевого провода для возможности подсоединения нагрузки на фазу).
- Возможность получения 50% 3-фазной мощности с одной фазы.
- Применение генераторов с меньшей мощностью для такой же группы потребителей.
- Включение в работу более мощных нагрузок при ограничениях на допустимую мощность из общей государственной сети, либо при работе от автономного источника.
- Во время промерзания трубопроводов или обледенения проводов возможен отогрев этих коммуникаций, а также другого оборудования.
Допустимые нормы на перекос фаз
Основным рабочим документом, регламентирующим качество электрической энергии, и нормы несимметрии в трехфазной сети считается ГОСТ13109-97, а допускаемое отклонение нагрузок определяется по документу СП31-110, в котором для вводно-распределительных устройств допускаются разница величины нагрузок между фазами не более 15%, а для распределительных щитов – не более 30%.
Похожие темы:
Дисбаланс напряжения в 3-фазных системах
В рамках моей текущей серии электрических диагностик систем кондиционирования воздуха в этой публикации мы обсудим дисбаланс напряжений в 3-фазных системах.
Большинство технических специалистов знают Низкое напряжение вызывает проблемы с двигателями, компрессорами и другими компонентами в системе HVAC. Поскольку низкое напряжение может привести к увеличению силы тока и повышению температуры двигателя, я подумал, что было бы неплохо написать сообщение о проблемах, вызванных дисбалансом напряжения в трехфазных системах.
В то время как низкое напряжение всегда является проблемой, дисбаланс напряжения является более тонкой проблемой. Это состояние, при котором напряжение основных трехфазных компонентов существенно различается между тремя фазами. Когда дисбаланс напряжений слишком велик , может иметь место чрезмерная температура компонентов и даже выгорание.
Многие компрессоры и двигатели заменяются без определения причины неисправности. Часто причина в результате дисбаланса напряжения в 3-фазном питании.
Так что же такое дисбаланс напряжений ? Трехфазное питание состоит из 3 «горячих» проводов, каждый из которых имеет полное линейное напряжение по сравнению с двумя другими. Эти три напряжения должны быть почти, если не точно, равны друг другу. Если напряжения слишком сильно не сбалансированы, компоненты (например, двигатели и компрессоры) начнут перегреваться. Двигатели и компрессоры, работающие со слишком большим дисбалансом напряжений, могут продолжать работать, но при повышенной температуре обмотки двигателя. Это, в свою очередь, сократит срок службы этого компонента.Принято считать, что максимально допустимый дисбаланс напряжений составляет два процента.
Неуравновешенность напряжений может значительно повысить температуру обмотки двигателя. Температура обмотки увеличивается в 2 раза квадратом процента дисбаланса, как показано в следующей таблице:
Как показано в таблице, небольшой дисбаланс напряжений приведет к тому, что обмотки двигателя будут работать при значительно повышенных температурах по сравнению с нормальными рабочими температурами, что сокращает срок службы двигателя.
Итак, зная, что дисбаланс напряжения может привести к перегреву двигателей и, в конечном итоге, отказу, как мы можем проверить, есть ли у нас дисбаланс напряжения в нашей системе.
Неуравновешенность напряжений может возникнуть в любом месте электрической цепи компонента. Это может произойти только на двигателе, ниже двигателя на контакторе или пускателе, при отключении или при вводе сервиса в пространство. Например, если дисбаланс существует на стороне нагрузки контактора или пускателя, но отсутствует на стороне линии контактора или пускателя, источником дисбаланса является контактор или пускатель.Падение напряжения на контактах указывает на плохое контактное соединение. Это устраняется заменой контактора или стартера и сохранением двигателя или компрессора.
Чтобы фактически проверить дисбаланс напряжений, необходимо провести измерения напряжения на ветвях A, B и C в нескольких местах, чтобы определить, где существует дисбаланс напряжений. Это фактическое напряжение необходимо измерить с помощью хорошего цифрового вольтметра, чтобы получить точные показания (см. Иллюстрацию ниже).
После получения этих показаний вы можете рассчитать дисбаланс напряжений по следующей формуле:
900 24% дисбаланса напряжений = максимальное отклонение от среднего ÷ среднего × 100
Давайте рассмотрим пример
Если ваши показания напряжения составляли 221 вольт от A до B, 224 вольт от A до C и 215 вольт от B до C, первое, что мы делаем, это складываем эти 3 значения вместе и делим на 3, чтобы получить среднее значение напряжения для этой точки.221 + 224 + 215 = 660 ÷ 3 = 220 вольт. Максимальное отклонение от среднего — это измеренное значение напряжения, наиболее удаленное от среднего значения . Разница между 221 и 220 составляет 1 вольт. Разница между 224 и 220 составляет 4 вольта. Разница между 215 и 220 составляет 5 вольт. Таким образом, максимальное отклонение в этом примере составляет 5 вольт. Теперь используем уравнение:
% дисбаланса напряжений = 5 В ÷ 220 В = 0,0227 × 100 = 2,27%
Несимметрия напряжения здесь означает, что двигатель будет работать 10.На 31% горячее , чем обычно, и срок службы двигателя будет соответственно сокращен, если вернуться к приведенной выше таблице.
Итак, что могло вызвать этот дисбаланс напряжений? Как я уже говорил ранее в этом посте, это может быть ВЕЗДЕ в цепи. Это могло быть плохое соединение проводки. Такие соединения могут быть на главной силовой панели, разъединителе, контакторе (на линии или на стороне нагрузки) на двигателе или в любой другой точке 3-фазной системы. Плохие контакты являются точкой электрического сопротивления и вызывают падение напряжения.Провода разных размеров, особенно на длинных участках, вызывают падение напряжения. Если 3-фазные провода не имеют одинакового размера (калибра), на меньшем проводе (-ах) будет падать большее напряжение, вызывая дисбаланс. И, наконец, это может быть сам двигатель или компрессор. Частичное замыкание обмотки на обмотку может вызвать дисбаланс напряжения. Если вы помните, при отключении любого трехфазного двигателя все обмотки должны быть одинаковыми.
Помните об этом тесте при устранении неполадок и отказов компонентов в 3-фазных устройствах.Многие двигатели и компрессоры вышли из строя из-за этого предотвратимого состояния без необходимости. Проверка дисбаланса напряжений должна быть регулярной частью обслуживания 3-фазных устройств. Это особенно важно, если у вас есть двигатель или компрессор, который вышел из строя, чтобы у нового не было такой же проблемы в будущем!
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
О yorkcentraltechtalk
Я проработал в сфере HVAC большую часть своей жизни.Я проработал 25 лет на подрядчиков по всему, от бытовых котлов до крупных коммерческих котлов и электрических горелок. Последние 23 с лишним года я работал в York International UPG Division (подразделение Johnson Controls) в качестве менеджера службы технической поддержки / обслуживания, но сейчас я на пенсии. Одной из моих целей всегда было «обучить» дилеров и подрядчиков. Причина создания этого блога заключалась в том, чтобы поделиться некоторыми знаниями, мыслями, идеями и т.д. со всеми, кто нашел время, чтобы их прочитать. Содержание этого блога является моим собственным мнением, мыслями, опытом и никоим образом не должно толковаться как содержание Johnson Controls York UPG.Я надеюсь, ты найдешь здесь помощь. Я всегда приветствую комментарии и предложения для публикаций и сделаю все возможное, чтобы ответить на любые мысли, вопросы или темы, о которых вы, возможно, захотите услышать. Спасибо, что нашли время прочитать мои сообщения! Майк БишопНесимметрия тока и напряжения — причины и меры по устранению
Что такое несимметрия?
Любое отклонение формы волны напряжения и тока от идеальной синусоидальной формы с точки зрения величины или фазового сдвига называется дисбалансом.В идеальных условиях, т.е. когда к системе подключены только линейные нагрузки, фазы источника питания разнесены на 120 градусов с точки зрения фазового угла, и величина их пиков должна быть одинаковой. На уровне распределения несовершенная нагрузка вызывает дисбаланс токов, который перемещается к трансформатору и вызывает дисбаланс трехфазного напряжения. Даже незначительный дисбаланс напряжения на уровне трансформатора существенно искажает форму волны тока на всех подключенных к нему нагрузках. Не только на стороне распределения, но и через трансформатор, дисбаланс напряжения также нарушает работу высоковольтной энергосистемы.
Причины дисбаланса
Практические дефекты, которые могут привести к дисбалансу: —
1. Трехфазное оборудование, такое как асинхронный двигатель, с разбалансировкой обмоток. Если реактивное сопротивление трех фаз не одинаково, это приведет к изменению тока, протекающему в трех фазах, и выдаст системный дисбаланс.
— При непрерывной работе физическая среда двигателя вызывает деградацию обмоток ротора и статора. Это ухудшение обычно различается в разных фазах, влияя как на величину, так и на фазовый угол формы волны тока.
— Утечка тока из любой фазы через подшипники или корпус двигателя временами создает плавающее заземление, вызывая колебания тока.
2. Любая большая однофазная нагрузка или несколько небольших нагрузок, подключенных только к одной фазе, вызывают больший ток, протекающий от этой конкретной фазы, вызывая падение напряжения в линии.
3. Переключение трехфазных тяжелых нагрузок приводит к скачкам тока и напряжения, которые вызывают дисбаланс в системе.
4. Неравные импедансы в системе передачи или распределения электроэнергии вызывают дифференциацию тока в трех фазах.
Как рассчитать дисбаланс —
Дисбаланс рассчитывается как максимальное отклонение тока в одной фазе от среднего значения трех фаз. Для расчета отклонения в процентах — [1]
Где — Im — среднее значение токов в трех фазах (т.е. Im = (Ir + Iy + Ib) / 3
Ir, Iy, Ib — фазные токи.
Кроме того, дисбаланс также может быть определен количественно путем сравнения интенсивности токов обратной последовательности с токами прямой последовательности.Допустимый предел в виде процента тока обратной последовательности по отношению к току прямой последовательности в идеале составляет 1,3%, но приемлемо до 2%. [2]
Влияние дисбаланса:
1. Дисбаланс снижает КПД двигателя, вызывая дополнительный нагрев двигателя. Вырабатываемое тепло также влияет на срок службы оборудования, повышая рабочую температуру, что приводит к разложению смазки или масла в подшипнике и снижению номинальных характеристик обмоток двигателя.
2.В асинхронных двигателях, подключенных к несимметричному питанию, токи обратной последовательности протекают вместе с током прямой последовательности, что приводит к уменьшению процента производительного тока и снижению эффективности двигателя. Любой дисбаланс выше 3% снижает КПД двигателя.
3. Крутящий момент (и, следовательно, скорость), создаваемый двигателем, колеблется. Эти внезапные изменения крутящего момента вызывают повышенную вибрацию коробки передач или подключенного к ней оборудования. Вибрация и шум вызывают повреждение оборудования, а также снижают его эффективность.
4. Приводы переменной частоты или скорости, подключенные к несбалансированной системе, могут отключиться. VFD рассматривает дисбаланс высокого уровня как обрыв фазы и может отключиться при замыкании на землю или обрыве фазы.
5. Неуравновешенность приводит к снижению номинальных характеристик силовых кабелей и, таким образом, увеличивает потери I2R в кабеле. Для распределительных кабелей коэффициент снижения номинала представляет собой часть общего тока, дающую положительные результаты.
6. ИБП или инверторные источники питания также работают с низким КПД и создают больше гармонических токов в случае дисбаланса в системе.
7. Ток обратной последовательности фаз, протекающий из-за дисбаланса, может вызвать неисправность двигателя, что приведет к отключению или необратимому повреждению электрического оборудования.
Количественное определение потерь —
Дисбаланс в 1% приемлем, поскольку он не влияет на кабель. Но выше 1% он увеличивается линейно, а при 4% снижение рейтинга составляет 20%. [3] Это означает, что — 20% тока, протекающего в кабеле, будет непродуктивным, и, таким образом, потери в меди в кабеле увеличатся на 25% при 4% небалансе.
1. Для двигателей дисбаланс в 5% приведет к снижению мощности на 25%. [4] Это означает, что ток двигателя будет увеличиваться в соответствии с требованиями оборудования по крутящему моменту, что приведет к пропорциональным потерям меди в двигателе. Несимметрия напряжения 3% увеличивает нагрев асинхронного двигателя на 20%. [4]
2. Сопротивление для тока обратной последовательности составляет 1/6 тока прямой последовательности, что означает, что небольшой дисбаланс в форме волны напряжения приведет к увеличению тока и, следовательно, потерь. [4]
Влияние на распределительный трансформатор —
Трансформатор обеспечивает высокое реактивное сопротивление к токам обратной последовательности и, таким образом, снижает уровень дисбаланса на другой стороне системы.
— В идеале любой распределительный трансформатор обеспечивает лучшую производительность при 50% нагрузке, и каждая система распределения электроэнергии предназначена для этого. Но в случае дисбаланса нагрузка превышает 50%, поскольку оборудование потребляет больше тока.
— Следующие данные представляют эффективность трансформатора при различных условиях нагрузки — [5]
1.Полная нагрузка — 98,1%
2. Половинная нагрузка — 98,64%
3. Несбалансированная нагрузка — 96,5%
Для распределительного трансформатора номиналом 200 кВА вихревые токи составляют 200 Вт, но в случае небаланса напряжения 5% они могут возрасти до 720 Вт. [5]
Меры управления —
1. Все однофазные нагрузки должны быть распределены по трехфазной системе таким образом, чтобы они давали равную нагрузку на три фазы.
2. Замена мешающего оборудования i.е. с несимметричным трехфазным реактивным сопротивлением.
3. Уменьшение гармоник также снижает дисбаланс, что может быть выполнено путем установки реактивных или активных фильтров. Эти фильтры уменьшают токи обратной последовательности, подавая компенсационную волну тока.
4. Если мешающие нагрузки нельзя заменить или отремонтировать, подключите их к стороне высокого напряжения, это снизит влияние в процентном отношении и даже снизит контролируемые помехи на стороне низкого напряжения.
5. Двигатели с несимметричным фазным реактивным сопротивлением необходимо заменить и перемотать.
Чтобы определить точные причины дисбаланса, Zenatix рекомендует измерять при различных нагрузках в распределительной сети. Zenatix может собирать данные с высоким разрешением из этих точек измерения и анализировать их, чтобы определить точные причины и меры контроля, которые могут привести к устранению дисбаланса. Кроме того, такие подробные измерения предоставят данные, которые можно использовать для определения других потерь, которые происходят в повседневной работе объекта, что обеспечивает дополнительные преимущества установленного решения.
Пример —
Для дальнейшего уточнения несимметрии напряжения и тока были проанализированы трехфазные токи двух клиентов zenatix. Для примера мы можем назвать двух клиентов как client1 и client2.
Сначала снимались показания трехфазных токов с периодичностью 15 минут в течение месяца. Затем нам нужно удалить показания и в нерабочее время, так как в это время ток нагрузки будет довольно низким, и, таким образом, дисбаланс тока всего в 2-3 ампера может показать очень высокий процент небаланса.После уточнения данных процент дисбаланса был рассчитан путем моделирования в R-программе. Так как все указанные показания сняты в течение 15 минут, мы получили показания процентного дисбаланса за весь месяц с периодичностью 15 минут. Затем были нанесены эти непрерывные показания.
Даже если посмотреть на график, становится ясно, что система client1 более сбалансирована по сравнению с client2. Дальнейший анализ был проведен для получения консолидированных данных о том, что такое максимальный дисбаланс, каков средний дисбаланс и какая фаза его вызывает.
Следующие данные были сведены в таблицу на основе результатов, полученных после анализа.
Рис.1 — Показывает график процентного дисбаланса во времени для клиента zenatix со сбалансированной системой.
Рис. 2 — Показывает график процентного дисбаланса во времени для клиента zenatix со сбалансированной системой.
Рис.3 -Показывает сравнение системы двух клиентов.
Справочные документы —
[1] — Снижение номинальных характеристик асинхронных двигателей, работающих с комбинацией несимметричных напряжений и повышенного или пониженного напряжения — P.Пиллэй, заслуженный профессор инженерии Джин Ньюэлл, Университет Кларксона, И П. Хофманн, менеджер по качеству электроэнергии, Манхэттен, Нью-Йорк.
[2] — Пределы несимметрии напряжения в системе электроснабжения, версия 1.0, 30 ноября 2005 г., Подготовлено Абу-Даби Дистрибьюшн Компани, Аль-Айн Дистрибьюшн Компани и РАСКО.
[3] — CHK GridSense PTY Ltd. Suite 102, 25 Angas Street, Meadowbank, NSW 2114, Australia — GridSense.com
[4] — http://www.larsentoubro.com/lntcorporate/ebg/html/ отрицательная_последовательность.html
[5] — http://www.iaeng.org/publication/IMECS2011/IMECS2011_pp948-952.pdf
Влияние несбалансированной электрической нагрузки (Часть: 1)
Введение:
- Как правило, трехфазный баланс является идеальной ситуацией для энергосистемы и качества поставляемой электроэнергии. Однако несимметрия напряжения может ухудшить качество электроэнергии на уровне распределения.
- Напряжения достаточно хорошо сбалансированы на уровне генератора и передачи.но напряжения на уровне использования могут стать несбалансированными из-за неравных сопротивлений системы, неравномерного распределения однофазных нагрузок, асимметричного трехфазного оборудования и устройств (например, трехфазных трансформаторов с разомкнутым соединением звезда-открытый треугольник), несбалансированных повреждений , плохое соединение с электрическими разъемами.
- Чрезмерный уровень несимметрии напряжения может серьезно повлиять на качество электроэнергии. В системе уровень несимметрии тока в несколько раз превышает уровень несимметрии напряжения.Такой дисбаланс линейных токов может привести к чрезмерным потерям в линии, потерям в статоре и роторе двигателя. Неисправность реле, несимметричное измерение счетчиков. Неуравновешенность напряжений также влияет на системы привода с регулируемой скоростью переменного тока, в которых преобразователь на входе состоит из трехфазных выпрямительных систем
- Балансировка фаз очень важна и может использоваться для снижения потерь в распределительных фидерах и повышения стабильности и безопасности системы
Что такое небаланс напряжения
- Любое отклонение формы волны напряжения и тока от идеальной синусоидальной формы с точки зрения величины или фазового сдвига называется дисбалансом
- В идеальных условиях фазы источника питания разнесены на 120 градусов по фазовому углу, и величина их пиков должна быть одинаковой.На уровне распределения несовершенная нагрузка вызывает дисбаланс токов, который перемещается к трансформатору и вызывает дисбаланс трехфазного напряжения. Даже незначительный дисбаланс напряжения на уровне трансформатора значительно искажает форму кривой тока на всех подключенных к нему нагрузках
- Если трехфазные напряжения имеют одинаковую величину и смещены точно на 120 градусов, то трехфазное напряжение называется сбалансированным, в противном случае оно несимметрично.
- В сбалансированной системе нет напряжений обратной и нулевой последовательности, существуют только компоненты прямой последовательности сбалансированного трехфазного напряжения.Напротив, если система неуравновешена, в системе могут присутствовать компоненты обратной последовательности или компоненты нулевой последовательности или и то, и другое.
Причины несимметрии напряжения
- Переключение трехфазных тяжелых нагрузок приводит к скачкам тока и напряжения, которые вызывают дисбаланс в системе.
- Неравные импедансы в системе передачи или распределения энергии вызывают дифференцирование тока в трех фазах.
- Любая большая однофазная нагрузка или несколько небольших нагрузок, подключенных только к одной фазе, вызывают больший ток, протекающий от этой конкретной фазы, вызывая падение напряжения на линии
- При продолжительной работе электродвигателей в различных условиях окружающей среды вызывает деградацию обмоток ротора и статора.Это ухудшение обычно различается в разных фазах, влияя как на величину, так и на фазовый угол формы волны тока
- Трехфазное оборудование, такое как асинхронный двигатель и трансформатор, с разбалансировкой обмоток. Если реактивное сопротивление трех фаз не одинаково, это приведет к изменению тока, протекающему в трех фазах, и выдаст системный дисбаланс.
- Утечка тока из любой фазы через подшипники или корпус двигателя временами создает плавающее заземление, вызывая колебания тока.
- Несбалансированное входящее электроснабжение
- Неравные настройки отводов трансформатора
- Большой однофазный распределительный трансформатор в системе
- Обрыв фазы на первичной обмотке трехфазного трансформатора в системе распределения
- Неисправности или заземление в силовом трансформаторе
- Батареи трансформаторов с открытым треугольником
- Перегорел предохранитель на 3-фазной батарее конденсаторов для повышения коэффициента мощности
- Неравномерный импеданс в жилах электропроводки
- Несбалансированное распределение однофазных нагрузок, таких как освещение
- Тяжелые реактивные однофазные нагрузки, например сварочные аппараты
Как рассчитать дисбаланс
- 900 24% асимметрии напряжения = 100x (максимальное отклонение от среднего напряжения) / (среднее напряжение)
- Пример: Междуфазное напряжение системы составляет 430 В, 435 В и 400 В.
- Среднее напряжение = (430 + 435 + 400) / 3 = 421 В.
- Максимальное отклонение напряжения от среднего напряжения = 435-421 = 14В
- % асимметрии напряжения = 14 × 100/421 = 3,32%
- Допустимый предел в виде процента тока обратной последовательности по отношению к току прямой последовательности в идеале составляет 1,3%, но приемлемо до 2%.
Влияние небалансного напряжения на систему и оборудование:
- Факторы дисбаланса напряжений можно разделить на две категории: нормальные факторы и аномальные факторы.
- Неуравновешенность напряжений, вызванная нормальными факторами, такими как однофазные нагрузки и трехфазные трансформаторные батареи с разомкнутым соединением звезда-открытый треугольник, обычно можно уменьшить путем надлежащего проектирования системы и установки подходящего оборудования и устройств.
- К аномальным факторам относятся последовательные и шунтирующие замыкания цепей, плохие электрические контакты разъемов или переключателей, асимметричный выход оборудования или компонентов из строя, асинхронное сгорание трехфазных предохранителей, однофазная работа двигателей и т. Д.Вышеупомянутые аномальные факторы могут привести к критическому повреждению систем и оборудования.
Увеличьте обратный ток нейтрали
- Неравномерное распределение нагрузок между тремя фазами системы вызывает протекание несбалансированных токов в системе, которые вызывают несбалансированные падения напряжения в электрических линиях. Это увеличение тока нейтрали, которое вызывает потери в линии.
- Если система имеет сбалансированную фазу, то нейтральный ток в системе будет меньше.Мы можем сэкономить от тысяч до миллионов рупий за счет уменьшения потерь за счет уменьшения нейтрального тока в системе
- Таким образом, дисбаланс в распределительной сети низкого напряжения приводит к увеличению тока нейтрали.
Сдвиг напряжения или тока
- Если система несбалансирована, в системе могут присутствовать компоненты обратной последовательности или компоненты нулевой последовательности, или и то, и другое.
- Сопротивление для тока обратной последовательности составляет 1/6 от тока прямой последовательности, что означает, что небольшой дисбаланс в форме волны напряжения приведет к увеличению тока и, следовательно, потерь.
Чрезмерная потеря мощности
- Напряжение небаланса всегда вызывает дополнительную потерю мощности в системе. Чем выше дисбаланс напряжений, тем больше рассеивается мощность, тем выше счета за электроэнергию.
- Неуравновешенность токов увеличит потери I2R
- Давайте посмотрим на простое упражнение: сбалансированная система Ток нагрузки в фазе R = 200 А, фазе Y = 200 А, фазе B = 200 А и в системе небаланса Ток нагрузки в фазе R = 300 А, фазе Y = 200 А, фазе B = 100A. Учтите, что сопротивление линии одинаково для всех фаз и для всех фаз.
- в сбалансированной системе:
- Общий ток нагрузки = R + Y + B = 200 + 200 + 200 =
- Общие потери = R (I2R) + Y (I2R) + B (I2R) = 40000 + 40000 + 40000 = 120 000 Вт.
- в несбалансированной системе:
- Общий ток нагрузки = R + Y + B = 300 + 200 + 100 =
- Общие потери = R (I2R) + Y (I2R) + B (I2R) =
+ 40000 + 10000 = 140 000 Вт.
- Здесь общий ток нагрузки одинаков в обоих случаях, но потери в системе дисбаланса больше, чем в системе балансировки.
- Дисбаланс в 1% допустим, так как он не влияет на кабель.Но выше 1% он увеличивается линейно, а при 4% снижение рейтинга составляет 20%. Это означает, что 20% тока, протекающего по кабелю, будут непродуктивными, и, таким образом, потери в меди в кабеле увеличатся на 25% при 4% дисбалансе.
Неисправность двигателя
- Как правило, трехфазный двигатель питается от сбалансированного трехфазного напряжения только с составляющей прямой последовательности, которая создает только крутящий момент прямой последовательности.
- Сократить срок службы двигателя за счет нагрева: Дополнительные потери из-за дисбаланса напряжений будут нагревать обмотки двигателя, увеличение рабочей температуры двигателя приведет к нарушению изоляции обмотки и, в конечном итоге, может привести к отказу двигателя.Это также может привести к разложению смазки или масла в подшипнике и снижению номинальных характеристик обмоток двигателя. Несимметрия напряжений в 3% увеличивает нагрев на 20% для асинхронного двигателя.
- Срок службы изоляции обмотки сокращается наполовину на каждые 10 ° C повышения рабочей температуры
- Вибрация двигателя: Напряжение обратной последовательности, вызванное дисбалансом напряжений, создает противоположный крутящий момент и приводит к вибрации и шуму двигателя. Сильный дисбаланс напряжения может даже привести к поломке двигателя.
- Уменьшение срока службы двигателя: Тепло, выделяемое небалансным напряжением, также может сократить срок службы двигателя
- Снижение КПД: В асинхронных двигателях, подключенных к несимметричному питанию, токи обратной последовательности протекают вместе с током прямой последовательности, что приводит к уменьшению процента производительного тока и снижению эффективности двигателя. Любой дисбаланс выше 3% снижает КПД двигателя.
КПД двигателя% | |||
Нагрузка двигателя% полная | Асимметрия напряжения | ||
Номинал | 1% | 2.5% | |
100 | 94,4 | 94,4 | 93,0 |
75 | 95,2 | 95,1 | 93,9 |
50 | 96,1 | 95,5 | 94,1 |
- Предположим, что испытанный двигатель мощностью 100 л.с. был полностью загружен и проработал 800 часов в год при несимметричном напряжении 2,5%. С ценой на электроэнергию в 23Rs / кВтч. расчет годовой экономии энергии и затрат составляет
- с нормальным напряжением
- Годовое потребление энергии = 100HPx0.746X800X (100 / 94,4) x23 = 1454068Rs
- с несимметричным напряжением
- Годовое потребление энергии = 100 л.с.x0,746X800X (100/93) x23 = 1475957Rs
- годовая экономия затрат = 1475957-1454068 = 21889 рупий
- Общая экономия может быть намного больше, поскольку несимметричное напряжение питания может приводить в действие многочисленные двигатели и другое электрическое оборудование.
- Отключение двигателя: Ток обратной последовательности фаз, протекающий из-за дисбаланса, может вызвать сбои в двигателе, что приведет к отключению или необратимому повреждению электрического оборудования
- Уменьшение мощности: Для двигателей дисбаланс в 5% приведет к снижению мощности на 25%.
- Отключение приводов VFD: Приводы переменной частоты или скорости, подключенные к несбалансированной системе, могут отключиться. VFD рассматривает дисбаланс высокого уровня как обрыв фазы и может отключиться при замыкании на землю или обрыве фазы.
Нравится:
Нравится Загрузка …
Связанные
О Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар завершил M.Tech (управление энергосистемой), B.E (электричество). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Номер участника: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение). В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики).Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновиться по различным инженерным темам.
Что нужно знать поставщикам скорой медицинской помощи о кислотно-щелочном дисбалансе
Человеческое тело обладает огромной способностью поддерживать внутренний баланс или гомеостаз в серьезных, продолжительных ситуациях.Однако есть несколько ситуаций, в которых не исправленный дисбаланс может нанести серьезный вред.
Медицинские работники службы неотложной помощи обучены распознавать, что недостаток кислорода или глюкозы приводит к быстрому ухудшению состояния пациента. Нарушения кислотно-щелочного баланса организма труднее обнаружить в полевых условиях, но они также могут иметь катастрофические последствия. Тем не менее, базовое понимание этой важной концепции может помочь разработать рабочую диагностику и способствовать ранним вмешательствам, которые могут снизить заболеваемость.
Что такое кислоты и основания?
Существует четыре различных кислотно-щелочного дисбаланса: респираторный ацидоз, метаболический ацидоз, респираторный алкалоз и метаболический алкалоз.Как и все организмы, люди живут в водной среде.Вода содержит водород и кислород (H 2 0). Вода свободно разделяется или диссоциирует на положительно заряженные ионы водорода (H + ) и отрицательно заряженные ионы гидроксида (OH — ).
Ионы водорода представляют собой слабую кислоту, которая взаимодействует с различными химическими процессами. Количество ионов водорода в водном растворе выражается величиной, называемой степенью водорода или pH.