Перекос фаз в трехфазной: Перекос фаз

Перекос фаз

продукция компании

• Однофазные
  стабилизаторы напряжения 
  • до 5 кВт
  • до 10 кВт
  • до 15 кВт
  • до 30 кВт
• Трехфазные
  стабилизаторы напряжения 
  • до 15 кВт
  • до 30 кВт
  • до 50 кВт
  • до 80 кВт
  • до 100 кВт
• Инверторные
  стабилизаторы напряжения 
  • ПТТМ
  • Smart
  • Эталон
  • Parus
  • Prostor
  • Smart (GSM)
• Переносные
  стабилизаторы напряжения 
  • для аудиотехники
  • для газового котла
  • для холодильника
• Релейные
  стабилизаторы напряжения 
• Стойки
  (3.5 — 42 кВт) 
• ИБП
  (300 В — 16 кВт) 
• Аккумуляторы
  (12 В — 100 Ач) 

org/BreadcrumbList»>
• Главная
• Статьи
• Перекос фаз

Перекос фаз
 
Перекос фаз – это нарушение в работе трехфазной электрической сети, при котором одна или две фазы получают существенно большую нагрузку. В промышленных сетях перекос фаз приводит к заметному падению мощности трехфазных электроприборов, например, двигателей. Но это явление имеет значение не только в промышленных, но и в бытовых условиях.   
 
Опасность перекоса фаз в домашних электросетях
 
Ряд электроприборов, часто применяемых быту, относятся к числу устройств, для которых характерна реактивная нагрузка. Это, например, вентиляторы и компрессоры холодильников. Приборы этого типа хуже защищены от перепадов напряжения, а значит, именно на них перекос фаз сказывается сильнее всего.

Он может даже привести к выходу таких электроприборов из строя.
Механизм возникновения проблем выглядит следующим образом. При перекосе нагрузка фазы распределяется неравномерно. На той фазе, где нагрузка оказалась завышенной, напряжение падает, а на недогруженной – повышается. И недостаточное, и превышающее норму напряжение чревато неполадками в работе электроприборов. Особенно опасны скачки напряжения для устройств, которым для нормального функционирования нужно много энергии, например, для насосов различного назначения.
 
Как устранить проблему?
 
Чтобы избежать проблем, связанных с перекосом фаз, используют трехфазный автомат. Это защитное устройство срабатывает, если хотя бы по одной фазе нагрузка превысила расчетную. В этом случае автомат отключит электричество на всей подключенной к нему линии. Такой подход действительно защищает технику от скачков напряжения, но в тоже время он приводит к тому, что мощности электросети используются не полностью.
В качестве примера рассмотрим трехфазный автомат на 16 А. Если 16 А – это максимально допустимая нагрузка по силе тока на одну фазу, то максимальная возможная мощность составит 48 А. Но система отключится, если показатель в 16 А будет превышен только на одной фазе, вне зависимости от того, какова нагрузка на других. В результате сеть используется не в полную силу.
 Избежать подобных проблем можно, уделив внимание распределению нагрузки еще на этапе проектирования здания. Электросеть можно проложить таким образом, чтобы нагрузка равномерно распределялась по фазам, и перекоса просто не возникало. Но для этого нужно еще при проектировании принять во внимание потребляемые мощности.
Перераспределить напряжение можно и в электросети здания, которое уже эксплуатируется. Для этого с помощью вольтметра замеряют напряжение по отдельности на каждой фазе.
 
Устранение перекоса фаз на практике
 
В городских многоквартирных домах электросети проектируются с учетом проблемы перекоса фаз. Чтобы снизить вероятность ее возникновения, трехфазная сеть прокладывается так, чтобы каждая фаза использовалась для питания одного из подъездов. В результате, если жильцы будут использовать примерно одинаковое количество электроприборов, нагрузка будет равномерной, а установленный на подстанции понижающий трансформатор сможет работать в оптимальном режиме.
Однако на практике такая ситуация реализуется не всегда, ведь многие потребители не только не стремятся экономить электричество, но и подключают к сети мощные электроприборы. Особенно часто такое явление наблюдается в сельской местности. Наличие на одной из фаз большой активной нагрузки создает неблагоприятные условия для работы трансформатора, поскольку ток в одном из его плеч становится больше, чем в других. 

Поделиться:

Перекос фаз в трехфазной сети — чем опасен и когда возникает

Оглавление

Классическая электрическая сеть до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью в идеальном состоянии может быть изображена в виде равностороннего треугольника. Каждая вершина фигуры – фаза А, В или С, а расстояние между ними – векторы линейного напряжения 380 В. В центре треугольника располагается нейтраль N, и расстояния от неё до каждой из фаз также одинаковы. Когда модули данных векторов отличаются, возникает негативное для электротехники явление – перекос фаз. То есть, если значение фазного напряжения по векторам AN, BN и СN составляет не 220 В, а, например, 200, 180 и 240 В, это говорит о нестабильной работе контура. Подобное состояние сети опасно не только для электрического оборудования, но и для человека, который его эксплуатирует.

Что такое перекос фаз

Перекос фаз – это такое состояние электрической сети, состоящей из нескольких фаз, при котором модули напряжений фазных токов, а также углы между их векторами имеют разные значения. Такое явление вызывает асимметрию токов и нестабильную работу всей сети, когда линейные напряжения остаются константами, а фазовые имеют переменные значения.

В чём опасность перекоса фаз

Перекос напряжения по фазам, причины которого заключаются в неправильном подключении оборудования, является неблагоприятным явлением. Это вызывает резкое снижение качества электроэнергии и эффективность работы включённых в сеть потребителей. Асимметрия фаз может вызвать следующие негативные последствия:

• Если наблюдается скачок напряжения, электроприбор может его не выдержать и сгореть. Такого сценария можно избежать, при условии срабатывания автомата в щитке.
• Когда напряжение в сети падает, мощность работы электрооборудования не позволяет добиться эффективности его работы. При включении приборов в сеть, возрастает пусковой ток, что значительно увеличивает нагрузку.
• Асимметрия фаз может вызвать повышенный расход электроэнергии.
• Чтобы понять, чем опасен перекос фаз в трехфазной сети, следует изучить диапазоны напряжений, при котором приборы, включённые в сеть, будут работать бесперебойно. Как правило, при перекосе фаз, снижается их ресурс, заявленный производителем.

Помимо перечисленных последствий, большая разница в напряжениях между фазами и нейтралью может привести к возникновению короткого замыкания.

Последствия данного явления непредсказуемы – от штатного срабатывания УЗО до выгорания проводки и электрических частей оборудования, вплоть до возникновения пожара.

Допустимые нормы напряжения в трёхфазной сети

Идеальная симметрия распределения напряжения между фазами и нейтралью при работе сети невозможно. В связи с этим, согласно ГОСТ 13109-97, допускаются следующие отклонения:

• При стандартной работе оборудования предельный показатель асимметрии распределения нагрузок не может превышать 15%. То есть, каждое значение модуля напряжения AN, BN или CN находится в пределах от 187В до 253В.
• При монтаже электрической схемы с использованием распределительного щита, включающим несколько контуров, показатели перекоса фаз могут быть увеличены в 2 раза – до 30%.

Большинство современных электроприборов имеют внутреннюю защиту, либо стабилизаторы, позволяющие исключить поломку при асимметрии в пределах нормативных значений.

Признаки нестабильной работы электрических приборов, вызванные перекосом фаз

Определить признаки перекоса фаз в сети можно невооружённым глазом.

Как правило, электрооборудование сразу даёт знать об асимметрии распределения напряжений между фазами:

• Любая световая индикация приборов начинает мерцать, либо горит слишком тускло.
• Если эксплуатация оборудования подразумевает работу нагревающейся спирали, тепловая энергия не позволяет набрать заявленную производителем мощность.
• Слабый набор оборотов крыльчатки электромоторов, что снижает частоту работы движущихся частей оборудования, например, барабана стиральной машины, лопастей вентилятора или воздушного насоса пылесоса.

Что касается работы сложных электронных приборов – телевизоров или компьютерной техники, при перекосе фаз они и вовсе могут не подавать признаков жизни, не реагировать на включение питания.

Негативные последствия перекоса

Перекос фаз в трехфазной цепи, влекущий неравномерное распределение напряжений, является негативным фактором для работы всей сети. При возникновении подобного явления, наблюдается ряд неблагоприятных последствий:

• Повреждение оборудования.
• Выгорание проводки и обмотки электромоторов.
• Снижение эксплуатационного периода бесперебойной работы техники.
• Постоянная нагрузка на системы аварийного отключения сети.
• Механические повреждения источников электрической энергии.
• Увеличение затрат на оплату электроэнергии в связи с её неконтролируемым расходом.
• Частая поломка приборов, потеря гарантии, расходы на ремонт.
• Риск возгорания, короткого замыкания, получения травмы.

Перекос фаз является аварийной ситуацией, и, при возникновении данного явления необходимо предпринять срочные меры по его устранению.

Неравномерное подключение нагрузки

Перекос фаз вызывается неравномерным подключением нагрузки при сборке цепи. Как правило, это свидетельствует о низкой квалификации монтажника и совершении грубых ошибок:

• При большом количестве потребителей электроэнергии, они должны быть включены в сеть по группам, а распределение мощности, при этом, должно происходить равномерно. Если потребители сгруппированы неравномерно, это может вызвать асимметрию в распределении нагрузок.
• При случайном или ошибочном отсоединении нейтрали от общей цепи.
• При ошибочном подключении заземления через фазный провод.

Все перечисленные ошибки неизбежно влекут за собой перекос фаз с негативными последствиями для оборудования. Если на одной из кабельных жил трёхфазной сети наблюдается снижение напряжения, то остальные провода находятся под действием повышенной нагрузки, что и приводит к асимметрии.

Импульсные блоки питания

Многие производители, выпускающие высокотехнологичное оборудование со сложной электроникой, пытаются избежать риска перекоса фаз путём включения в цепь импульсных блоков питания. Данные устройства позволяют добиться определённых эффектов, положительно влияющих на работу оборудования:

• ИБП изменяют форму гармонических электрических колебаний, выравнивая их траекторию до состояния идеальной синусоиды. Устройство работает по принципу нелинейного распределения нагрузки между фазами.
• Устройства успевают потреблять электрический ток до создания предельной разности потенциалов в цепи. Если же разность потенциалов невелика, то ИБП вообще перестаёт потреблять ток. Это приводит к выравниванию перекоса и стабилизации работы электрооборудования.

Каждый компьютер, телевизор или бытовой электроприбор, оснащённый электронной микросхемой, снабжается импульсным блоком питания, что позволяет существенно продлить их ресурс и исключить сбои в работе.

Методы защиты

На практике существует несколько способов защиты оборудования от перекоса фаз в электрической сети:

• При выборе кабельной жилы, выдерживающей повышенную нагрузку, вызываемую перекосом фаз.
• Корректное включение потребителей электроэнергии в сеть с равномерным распределением нагрузки между фазами.
• Включение в сеть дополнительного стабилизирующего оборудования, выравнивающего асимметрию при эксплуатации бытовых приборов.
• Перед организацией бытовой сети следует предварительно разработать проект, создать схему подключения и учесть равномерное распределение нагрузки на каждый элемент цепи.
• Устройство в распределительном щитке реле, позволяющего вести контроль фаз.

При устройстве протяжённой сети с приборами, работающими одновременно, лучшим решением избавиться перекоса фаз будет устройство трансформатора, способного одновременно стабилизировать работу сети и выдавать нужные параметры тока.

Обрыв нейтрального проводника

Обрыв нейтрального проводника является самой явной и частой причиной возникновения перекоса фаз. Данное явление относится к аварийному состоянию и характеризуется следующими особенностями:

• Любое однофазное оборудование почти сразу даёт сбой в работе и сгорает.
• Формирующееся в бытовой сети напряжение в 220В мгновенно преобразуется в 380В.
• Классическая схема равностороннего треугольника с лучевыми векторами, соединённым с нейтралью в центре нарушается, вызывая асимметрию при распределении фазных напряжений.

При обрыве нейтрального проводника в щитке должен немедленно сработать автомат аварийного отключения питания. Для возобновления нормальной работы схемы требуется срочно устранение неполадки.

Последствия обрыва нулевого проводника

При обрыве нулевого проводника, как правило, возникают следующие неблагоприятные последствия:

• Функция нейтрали перенимается фазной жилой, которая подвержена максимальной нагрузке.
• Напряжение на данной жиле возрастает до предельных 380В, в то время, как в самом слабо нагруженном кабеле она, наоборот, падает, вплоть до 127В.
• При работе всех потребителей в точке подключения приборов будет наблюдаться напряжение 380В на обеих фазах без нуля. Это приведёт к непроектной нагрузке на каждый электроприбор, и их поломке. При эксплуатации сети с оборванным нулевым проводником длительное время, импульсные блоки питания также выходят из строя, что влечёт за собой выгорание сложных электронных приборов.
• Приборы, включённые в конец электрической цепи, подвергаются риску возгорания, так как при перекосе фаз на них часто наблюдается некорректная работа УЗО.

Самые тяжёлые последствия обрыва нулевого провода при отсутствии заземляющего кабеля наблюдаются, когда возникает КЗ, и проводниковые части оборудования находятся под напряжением. В таких ситуация возрастает риск поражения электрическим током, что влечёт за собой угрозу здоровью.

Методы защиты

Чтобы избежать обрыва нулевого проводника или обеспечить должную защиту, следует провести следующие мероприятия:

• Все кабели в схеме должны быть подключены корректно, с соблюдением последовательности. Работа должна выполняться профессиональным монтажником, имеющим доступ к работе с электроустановками не ниже 3 разряда.
• Необходимо периодически контролировать надёжность соединения клемм в щитке. Неплотный контакт влечёт за собой искру, окисление металлических частиц и, как следствие, их оплавление.
• Если кабель прокладывается воздушным способом, его необходимо защитить от негативных воздействий окружающей среды – ветровых и гололёдных нагрузок.
• УЗО, включённые в цепь для аварийного отключения должны быть точно рассчитаны на критическую нагрузку и срабатывать в кратчайшее время.
• Избежать обрыва нулевого проводника удаётся, если на линии устанавливается стабилизирующее устройство, позволяющее выравнивать перекос фаз.

Таким образом, чтобы избежать аварии, требуется уделить повышенное внимание качественному монтажу, установке дополнительных защитных устройств, а также периодически проводить контрольные и профилактические работы электрической цепи.

Причины перекоса фаз в однофазной сети

Перекосу фаз способствуют несколько причин, которые классифицируются на внутренние, связанные с работой сети и внешние:

1. Внутренние причины:

• Неравномерная нагрузка по фазам при включении потребителей в цепь.
• Пренебрежение коэффициентом единовременной работы электроприёмных устройств.
• Ошибки учёта неравномерности нагрузок, в зависимости от её типа – индуктивной или ёмкостной.

2. Внешние причины:

• Поломка на линии высокого напряжения, подходящей к трансформатору.
• При наличии дефектов на электроизоляторах внешней кабельной линии.
• Если в общую высоковольтную линию включаются потребители с несравнимо большей мощностью.

Чаще всего, причиной перекоса фаз и необходимостью установки защитных устройств являются комбинации внешних и внутренних факторов. Это требует комплексного обследования всей кабельной линии при возникновении неисправности.

Защита от перекоса фаз в однофазной сети

Для обеспечения защиты перекоса фаз в однофазной сети необходимо обеспечить включение в цепь следующих устройств:

• Скачки напряжения улавливаются автоматами защитного отключения, которые вовремя размыкают цепь, предотвращая выход оборудования из строя.
• Для постоянного контроля асимметричного перераспределения нагрузок, в сеть устанавливается стабилизатор напряжения. При установке прибора достигается защита от перекоса фаз.
• Для стабильности работы однофазной сети, профессионалы также рекомендуют устанавливать специальные трансформаторы, обеспечивающие симметричное распределение нагрузок.

В отдельных случаях допускается применение конденсаторов с переменной ёмкостью и малой проводимостью тока.

Устранение перекоса фаз

Перекос фаз может быть устранён несколькими методами. Исправление данного негативного явления путём включения в сеть дополнительного оборудования менее эффективно, изначально выбранное корректное подключение:

• Учитывая, что перекос фаз является аварийной ситуацией, его легко можно устранить путём перераспределения нагрузок. Для этого все потребители включаются в цепь таким образом, чтобы на каждый автомат приходилось равномерное распределение нагрузки.
• При обрыве кабеля необходимо устранить неисправность.
• Во время подключения оборудования следует учитывать коэффициент одновременного использования каждого прибора, чтобы исключить образование пиковых нагрузок на одной фазе.

При выполнении всех приведённых выше условий, перекоса фаз можно избежать, если проблема не будет касаться внешних факторов и проблем с функционированием высоковольтной сети.

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Определить причину перекоса фаз в трехфазной сети очень просто для этого необходимо проверить оборудование на наличие одной из трёх возможных неисправностей, связанных с возникновением асимметрии и скачками напряжения:

• Неправильное распределение между однофазными потребителями электроэнергии в сети с одновременным включением, что влечёт за собой перегрузку одной фазы и недогрузку другой.
• В случае дефекта нулевого кабеля, что вызывает резкий скачок напряжения, когда одна из фазных жил начинает выполнять роль нейтрали.
• При заземлении фазного провода, что влечёт за собой КЗ и срабатывание автоматического защитного устройства.

При выявлении любой из перечисленных выше причин, необходимо устранить проблему для нормальной работы всех электрических приборов, включённых в сеть.

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Для обеспечения защиты от перекоса фаз до возникновения негативных необратимых последствий, следует провести ряд профилактических мероприятий:

• Интеграция в сеть реле контроля фазного тока. Устройство обеспечивает непрерывное считывание показателей скачков напряжения. На приборе заранее выставлены граничные условия, при достижении которых он автоматически обеспечивает расцепление цепи.
• Перед включением в сеть оборудования необходимо провести проверку фазных жил и нейтрали на предмет обрыва и надёжности контактов.
• Включение в общую сеть 3-фазных стабилизирующих приборов. Перед приобретением следует ознакомиться с техническими характеристиками, так как выравнивание напряжения неизбежно влечёт за собой потерю мощности.

Для обеспечения бесперебойной работы сети на весь период эксплуатации, следует установить трансформатор, обеспечивающий симметрию распределения нагрузок, вне зависимости от количества и мощности потребителей.

Устранение перекоса фаз в трехфазной сети

Чтобы устранить перекос фаз в трёхфазной сети, необходимо последовательно выполнить определённые шаги:

• Изменить схему подключения электроприборов в сеть с перераспределением нагрузок, исходя из их единовременной эксплуатации.
• Изначальная сборка цепи по заранее разработанному проекту, исключающему явление асимметрии.
• Включение в сеть трёхфазного стабилизатора, рассчитанного на предельно допустимую на данном контуре нагрузку.

Для устранения последствий перекоса, требуется установка автоматов с корректно подобранными параметрами.

Расчет перекоса фаз

Расчёт перекоса фаз можно выполнить в одно действие по формуле:

U_min / U_max * 100%,

U_min – минимальное напряжение на одной из фаз,

U_max – максимальное напряжение на противоположной фазе.

Является безразмерной величиной, который определяется в % от номинального значения напряжения в сети.

Допустимый перекос по фазам ПУЭ

Согласно ПУЭ, которые являются нормативной документацией, допустимый перекос фаз в трехфазной сети составляет следующие величины:

• Если перекос определяется в распределительных щитках (РЩ), предельное отношение напряжений не может достигать более 30%.
• В случае, когда дисбаланс наблюдается на ВРУ – вводно-распределительных устройствах – 15%.
• При выявлении асимметрии на обратной последовательности – 2%.
• Перекос фаз на прямой последовательности должен быть не более 4%.

При выявленных отклонениях в пределах указанных диапазонов, эксплуатация электроустановок не влечёт за собой поломку оборудования и исключает КЗ, что снижает риск поражения током. Допустимый перекос фаз по току ПУЭ сравнивается с фактическим показателем на основании проведённых замеров, что позволяет дать заключение о работоспособности сети.

Заключение

Перекос фаз в трехфазной сети – это негативное явление, возникающее при некорректном распределении нагрузок между глухозаземлённой нейтралью и фазным кабелем. Как правило, причиной таких неполадок может быть неправильная сборка цепи и пренебрежение коэффициентом совместного использования оборудования, включенного в неё. Все работы по подключению необходимо вести в строгом соответствии с проектом, а в сеть интегрировать стабилизирующие устройства. Для устранения перекоса фаз следует изменить схему подключения сети, либо установить на вводе специальный трансформатор.

Асимметрия фаз и почему это важно

Механическое и электрическое поведение машин тесно связаны. Системы MBVI могут дать новое представление о том, как ведет себя оборудование, указывая на некоторые из скрытых нагрузок, говорит операционный директор Faraday Predictive Джефф Уокер. инженеры-электрики. Но на самом деле асимметрия фаз важна для инженеров по техническому обслуживанию по нескольким причинам.

Может вызывать значительные дополнительные механические нагрузки на валы и передачи в результате создаваемых крутильных колебаний; это может сократить срок службы ваших двигателей в результате повышенного тепловыделения внутри двигателя; и это само по себе может быть вызвано определенными механическими аспектами машины, которые создают колебания крутящего момента на определенных частотах.

Что с этим делать?

Причины асимметрии фаз

Асимметрия фаз означает, что три фазы трехфазного питания не имеют одинаковой величины – например, здесь одна фаза (красная) больше двух других:

Асимметрия фаз может возникать либо по напряжению, либо по току, либо, скорее всего, по обоим.

Асимметрия напряжения обычно вызвана подачей электроэнергии к машине, а не самой машиной.

Асимметрия тока может быть вызвана либо асимметрией напряжения, либо проблемой с проводкой к двигателю, неисправностью двигателя или поведением приводимой машины.

Неравное сопротивление в кабелях, идущих к двигателю, может привести к снижению тока в одной фазе. Обычно проблема возникает в ненадежных или ослабленных разъемах. Тепловизионные камеры часто могут помочь быстро определить проблему такого рода.

Механическое поведение , которое создает более высокую скручивающую нагрузку на машину в одном и том же месте при каждом обороте вала, например, трение деформированного тормозного диска или эллиптического тормозного барабана, или трение изогнутого или эксцентрикового вала, также может привести к дисбалансу тока. Поскольку более высокая нагрузка приводит к более высокому току, трение в одной и той же точке при каждом обороте вызовет более высокий ток в соответствующей точке обмотки статора.

Влияние асимметрии фаз

Небаланс тока приводит к нагреву обмоток статора, так как для обеспечения того же общего крутящего момента требуется более высокий ток. Обычно 1 % дисбаланса напряжения вызывает 5 % дисбаланса тока, что приводит к повышению температуры на 10 ÅãC, что, в свою очередь, вдвое сокращает срок службы обмоток двигателя.

Небаланс тока приводит к колебательному крутящему моменту на выходе двигателя, что создает дополнительные нагрузки на валы, муфты и срезные штифты.

На первой диаграмме ниже представлена ​​полярная диаграмма напряженности магнитного поля (которое управляет крутящим моментом двигателя) в трехфазном двигателе. Когда все три фазы равны, получается магнитное поле постоянной силы, вращающееся с постоянной скоростью.

Если одна из фаз слабее, например, из-за высокого сопротивления в подаче на эту фазу, магнитное поле, создаваемое этой фазой, будет слабее, чем две другие, что приведет к эллиптической диаграмме крутящего момента (средний рисунок). Крутящий момент увеличивается и уменьшается дважды за цикл, создавая колебательную нагрузку крутящего момента на вал, муфту, трансмиссию и ведомую машину, что может привести к усталостным отказам таких компонентов, как срезные штифты.

Процесс может работать и по-другому: нагрузка, создающая колебательный момент один раз за оборот, приведет к большему току, потребляемому фазой, связанной с расположением повышенной нагрузки (см. правую диаграмму). Таким образом, текущий дисбаланс может быть диагностическим инструментом для обнаружения проблем, включая эксцентриковые или эллиптические тормозные барабаны или трение эксцентричных или изогнутых валов.

Как объяснялось в предыдущих статьях (M&E, март/апрель и июль/август 2020 г.), системы измерения напряжения и тока на основе моделей (MBVI) используют математическую модель взаимосвязи между током и напряжением для выявления искажений формы сигнала тока. Это означает, что в дополнение к обнаружению общих электрических характеристик, таких как дисбаланс тока, они также могут обнаруживать широкий спектр более тонких механических проблем, включая дисбаланс, несоосность, проблемы с подшипниками, трение, ослабление ременных приводов и т. д., а также выявление чрезмерного потребления энергии. и отходы.

---

Подробнее см.:
www.faradaypredictive.com/technical-education/diagnostic-outputs/465-phase-unbalance-and-rubbing/
[email protected] | Телефон +44 333 772 0748

Трехфазная симметричная или несбалансированная система / нагрузка

Трехфазная сбалансированная и несбалансированная система/нагрузка https://www.theelectricalguy.in/wp-content/uploads/2020/06/Balanced-vs-unbalanced-1024×576.jpg 1024 576 Гаурав Дж. Гаурав Дж. https://secure.gravatar.com/avatar/87a2d2e0182faacb2e003da0504ad293?s=96&d=мм&r=г 13 июня 2020 г. 18 июня 2020 г.

Трехфазная симметричная система или нагрузка и Трехфазная несбалансированная система или нагрузка — две наиболее часто используемые концепции в энергосистеме. Но что мы на самом деле подразумеваем под сбалансированной или несбалансированной трехфазной системой? Какие параметры определяют, является ли система сбалансированной или несбалансированной? Итак, если вы хотите получить подробную информацию и основы трехфазной сбалансированной и несбалансированной системы, посмотрите видео.

---

Когда мы говорим о 3-х фазной симметричной или 3-х фазной несимметричной системе, мы должны сначала знать очень простую вещь, т. е. не источник решает, является система сбалансированной или несбалансированной (до тех пор, пока обмотка источника-генератора не будет размещена неправильно, это очень редкий случай). Именно нагрузка определяет, является ли система сбалансированной или несбалансированной. Теперь сначала разберемся со сбалансированной системой.

Трехфазная сбалансированная система

---

Как известно, в трехфазной системе фазные напряжения или токи смещены относительно друг друга на 120 град. Это связано с тем, что обмотки генератора расположены на расстоянии 120 градусов друг от друга. Рассмотрим обмотку, соединенную звездой, как показано на рисунке ниже.

Теперь, если к нему подключить нагрузку, мы можем назвать его системой. Допустим, мы подключили равную нагрузку на каждую обмотку. Поскольку нагрузка на систему одинакова, ток, протекающий по каждой фазе, одинаков. Таким образом, фазовый угол между напряжением и током составляет 120 градусов, как показано на рисунке ниже.

Кроме того, если ваша нагрузка абсолютно одинакова на всех трех фазах, ток, протекающий через нейтральный проводник, также равен нулю. Как? Посмотрим на это.

Если вы внимательно посмотрите на схему, то обнаружите, что сумма обратных токов в каждом случае равна нулю. Например, в момент, соответствующий 240 град,

Ic = Imax
Ib = Ia = -0,5 Imax.

Итак, если мы добавим эти обратные токи, мы получим сумму =0, и это верно для каждого экземпляра.

Ia + Ib + Ic = (-0,5Imax – 0,5Imax) + Imax
Ia + Ib + Ic = – Imax + Imax = 0

Таким образом, мы можем удалить нейтральный проводник, не влияя на напряжение или ток в цепи . Это применимо только для идеально сбалансированной системы, т.е. системы с одинаковой нагрузкой на каждую фазу. И мы можем назвать такую ​​систему как СБАЛАНСИРОВАННАЯ СИСТЕМА.

Свойства сбалансированной системы

---

1. Форма сигнала идеально синусоидальна, т.е. по величине и сдвигу фазы составляет 120 градусов
2. Ток, протекающий по каждой фазе, идентичен.
3. Через нейтраль не протекает ток.
4. Потеря мощности очень низкая или отсутствует.

Конечно такая система идеальна и существование которой сомнительно. Большинство систем несбалансированы, как и наша система распределения. А свойства несбалансированной системы совершенно противоположны тому, что мы только что видели.

Трехфазная несбалансированная система

---

Теперь давайте увеличим нагрузку на одну из фаз нашей системы. Поскольку мы увеличили нагрузку на одну фазу, она будет потреблять больше тока, чем две другие фазы. А это создаст дисбаланс в системе. И здесь вам понадобится нейтральный проводник. Форма волны теперь нарушена с точки зрения амплитуды и фазового сдвига. Это еще больше приведет к потере мощности в системе.

Пример сигнала несбалансированной системы

Система становится несбалансированной по следующим причинам.

1. Дисбаланс в обмотке 3-фазного оборудования, такого как 3-фазный асинхронный двигатель. Если реактивы трех обмоток неодинаковы, то в системе будет потребляться неравный ток.
2. Неравномерная нагрузка на систему. Это приводит к тому, что больший ток протекает через одну конкретную фазу, к которой подключена нагрузка.

Это две основные и основные причины дисбаланса в системе.

Последствия несбалансированной системы

• Нагрев трехфазных машин 92 R потерь,
• Кроме того, несбалансированная система может вызвать отключение частотно-регулируемых приводов, используемых для асинхронных двигателей.

Вы увидите, что в нашей системе распределения всегда имеется нейтраль.