Κατά τη λειτουργία των δικτύων ισχύος 380 Volt, είναι πιθανές παραβιάσεις που επηρεάζουν σημαντικά την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται στον καταναλωτή. Μία από αυτές τις αποκλίσεις είναι η ανισορροπία φάσης, η οποία εκδηλώνεται στην άνιση κατανομή τους επί των φορτίων που συνδέονται με τη γραμμή. Το αποτέλεσμα αυτού του αποτελέσματος είναι μια σημαντική μείωση της ισχύος του εξοπλισμού που περιλαμβάνεται στο βιομηχανικό τριφασικό δίκτυο (ειδικότερα μετασχηματιστές ή κινητήρες). Στο σπίτι, είναι γεμάτο ζημιές σε οικιακές συσκευές που συνδέονται με μία από τις φάσεις του ηλεκτρικού δικτύου ενός εξοχικού σπιτιού. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η τάση σε αυτήν υποτιμάται πολύ, ή αντίστροφα - υπερβαίνει το επιτρεπόμενο κανόνα. Έχουν αναπτυχθεί διάφορα οργανωτικά και τεχνικά μέτρα για την πρόληψη των αρνητικών συνεπειών των διαφόρων τάσεων σε φάσεις 380 Volt.
Επιτρεπόμενα ποσοστά ευθυγράμμισης
Για τον περιορισμό των επιτρεπόμενων αποκλίσεων τάσης λόγω ανισορροπίας φάσης, έχουν αναπτυχθεί πρότυπα που ρυθμίζουν τις τιμές τους για βιομηχανικά δίκτυα ισχύος. Σε περίπτωση υπέρβασης αυτών των προτύπων, υπάρχει πραγματικός κίνδυνος βλάβης του ηλεκτρικού εξοπλισμού που είναι συνδεδεμένος σε αυτήν τη γραμμή. Οι ακριβείς τιμές τους δίνονται στα σχετικά GOST και σε άλλα έγγραφα που καθορίζουν τη διαδικασία λειτουργίας ηλεκτρικού εξοπλισμού (για παράδειγμα στο PUE).
Σύμφωνα με τα πρότυπα, καθορίζονται σταθεροί λόγοι μεταξύ των ονομαστικών τάσεων και των ρευμάτων στα τμήματα των γραμμών με τις λιγότερες και τις περισσότερες φορτίσεις. Για πίνακες διανομής ενέργειας, δεν πρέπει να υπερβαίνει το 30% και για εισόδους σε ιδιωτικές κατοικίες (ASU) - 15%. Σύμφωνα με τα τρέχοντα GOST, η επιτρεπόμενη ανισορροπία φάσης για μεμονωμένες γραμμές με αντίστροφα ρεύματα δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από 2 τοις εκατό και για τον ουδέτερο αγωγό του μετασχηματιστή - 4 τοις εκατό.
Αιτίες ανισορροπίας φάσης σε τριφασικό δίκτυο
Υπάρχουν αρκετοί γνωστοί λόγοι για την εμφάνιση ανισορροπίας φάσης σε τριφασικά δίκτυα, τα κύρια από τα οποία θεωρούνται:
- Ανόμοια κατανομή της ισχύος λειτουργίας σύμφωνα με τα φορτία που συνδέονται σε καθεμία από τις γραμμές φάσης.
- "Μηδενικό σπάσιμο", πιο συχνά εκδηλώνεται με την καύση του ουδέτερου.
- Άλλες δυσλειτουργίες στον εξοπλισμό του σταθμού ή σε τοπικούς καταναλωτές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτόν.
Στην πρώτη περίπτωση, η ισχύς που καταναλώνεται από το γραμμικό φορτίο αυξάνεται απότομα (ή μειώνεται), γεγονός που οδηγεί σε αντίστοιχη αλλαγή στο ρεύμα που ρέει σε αυτόν τον κλάδο.
Ελλείψει ανισορροπίας φάσης, τρέχοντα συστατικά ροής ίσου μεγέθους κατά μήκος καθεμιάς από τις γραμμές που συνδέονται σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι". Το αποτέλεσμα είναι ουδέτερο λόγω προσθήκης φορέα τριών ξεχωριστών συστατικών θα πρέπει θεωρητικά να είναι ίσο με μηδέν. Με μια αύξηση στην κατανάλωση κατά μήκος μιας από τις γραμμές, τα τρέχοντα συστατικά μέσω αυτού αυξάνονται, ως αποτέλεσμα του οποίου το ουδέτερο καλώδιο δεν εκπληρώνει τη λειτουργία του και παραβιάζει την ομοιομορφία της κατανομής των δυνατοτήτων φάσης.
Σε περίπτωση ουδέτερης διακοπής (μηδενική εξάντληση), προκύπτει λοξότητα λόγω του γεγονότος ότι η λειτουργία ουδέτερου σύρματος μεταφέρεται αυτόματα σε έναν από τους αγωγούς φάσης. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση σε όλους τους άλλους μετατοπίζεται προς τα πάνω. Οι διαταραχές στη λειτουργία του εξοπλισμού σταθμών οδηγούν επίσης σε άνιση κατανομή κατά μήκος των γραμμών φάσης, αλλά ήδη στο πλάι του μετασχηματιστή "αστέρι" και όχι στο αντικείμενο που συνδέεται με αυτό (συγκεκριμένα μια εξοχική κατοικία).
Παραβίαση συμμετρίας σε δίκτυα υψηλής τάσης
Σε δίκτυα υψηλής τάσης, η εμφάνιση ανεπιθύμητης ασυμμετρίας σχετίζεται με την παρουσία ισχυρών μονοφασικών φορτίων ή τριών φάσεων καταναλωτών με άνιση κατανομή φάσεων. Πηγές παραμόρφωσης σε βιομηχανικά δίκτυα 0,38-10 kV είναι διάφοροι τύποι ηλεκτρικών κλιβάνων τήξης (θερμομεταλλεύσεις, επαγωγικές και παρόμοιες εγκαταστάσεις θέρμανσης). Ο κατάλογος εξοπλισμού που δημιουργεί ασυμμετρία πρέπει να περιλαμβάνει μηχανές συγκόλλησης μετατροπέα, που χαρακτηρίζονται από ρεύματα υψηλής κατανάλωσης και μπορούν να διαταράξουν την ομοιομορφία της κατανομής φορτίου.
Οι υποσταθμοί έλξης των σιδηροδρομικών μεταφορών αποτελούν ισχυρές πηγές επικίνδυνης ασυμμετρίας, καθώς οι σύγχρονες ηλεκτρικές ατμομηχανές είναι μονοφασικοί καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας. Η ισχύς τους φτάνει αρκετές εκατοντάδες κιλοβάτ, γεγονός που αυξάνει μόνο την πιθανότητα διαταραχών στην κατανομή φορτίων.
Μπορείτε να επαληθεύσετε την παρουσία τους με τη βοήθεια ειδικών σφιγκτήρων ρεύματος, μέσω των οποίων μπορείτε να ελέγξετε κυκλώματα που λειτουργούν με υπερφόρτωση. Εάν εντοπιστούν τρέχουσες τιμές σε μία από τις φάσεις, οι οποίες υπερβαίνουν σημαντικά τις επιτρεπόμενες τιμές, μπορούμε να μιλήσουμε με ασφάλεια για την παρουσία επικίνδυνου λοξού.
Αρνητική επίδραση της ανισορροπίας τάσης και ρεύματος
Είναι απαραίτητο να ανταποκριθείτε αμέσως στην εμφάνιση ασυμμετρίας φάσης για τους ακόλουθους λόγους:
- Σε αυτήν την περίπτωση, υπάρχει πραγματική απειλή ζημιάς σε συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε αυτό το δίκτυο ή επιδείνωση της απόδοσής τους.
- Αυτό οδηγεί σε διακοπές στη λειτουργία των πηγών ισχύος (ειδικότερα μετασχηματιστές υποσταθμών).
- Μια άλλη συνέπεια της μη φυσιολογικής κατανομής φάσης είναι η μείωση της διάρκειας ζωής του εξοπλισμού εγκατάστασης.
Για τον μέσο καταναλωτή, οι συνέπειες της ασυμμετρίας μεταφράζονται σε αυξημένο κόστος ηλεκτρικής ενέργειας, επισκευές οικιακών συσκευών και πιθανότητα τραυματισμού. Εάν η κλίση στη γραμμή προκαλείται από την καταστροφή του ουδέτερου σύρματος, οι συνθήκες προστασίας από ηλεκτροπληξία επιδεινώνονται σημαντικά. Ο δίαυλος της συσκευής γείωσης (ZU), τοποθετημένος στον υποσταθμό του μετασχηματιστή, κόβεται · ελλείψει τοπικού βρόχου, ο χρήστης παραμένει απολύτως ανυπεράσπιστος.
Με την εμφάνιση ασυμμετρίας σε βιομηχανικά δίκτυα, η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται επίσης και ο εξοπλισμός γραμμής που περιλαμβάνεται σε αυτά αντιμετωπίζει σοβαρές υπερφορτώσεις. Σε υποσταθμούς διανομής, η κατανάλωση λαδιού σε μετασχηματιστές αυξάνεται απότομα και ο εξοπλισμός ελέγχου και διανομής μπορεί να αποτύχει. Όλες αυτές οι απειλές οδηγούν τελικά σε πρόσθετο κόστος υλικού που σχετίζεται με την ανάγκη επισκευής ή αντικατάστασης καμένου εξοπλισμού.
Για να αποφύγετε τέτοιες καταστάσεις, θα πρέπει να σκεφτείτε εκ των προτέρων αποτελεσματικά μέτρα για να τα αποτρέψετε. Εάν δεν είναι δυνατόν να αποφευχθεί η ανισορροπία φάσης, θα πρέπει να χρησιμοποιήσετε όλους τους πιθανούς τρόπους για να την εξαλείψετε.
Μέθοδοι προστασίας
Για να διασφαλιστεί η συμμετρική λειτουργία των δικτύων ισχύος και η ομαλοποίηση της τιμής τάσης σε καθεμία από τις μονοφασικές γραμμές, χρησιμοποιούνται ειδικές διορθωτικές συσκευές. Αυτή η λειτουργία εκτελείται συχνότερα από κλασικούς σταθεροποιητές τάσης. Ωστόσο, αυτές οι συσκευές δεν είναι σε θέση να εξαλείψουν πλήρως την ανισορροπία στα κυκλώματα τροφοδοσίας, καθώς σκοπός τους είναι να σταθεροποιήσουν μόνο μία φάση. Για το λόγο αυτό, δεν είναι δυνατό να προστατευθεί ολόκληρο το τριφασικό δίκτυο με τέτοιες συσκευές, καθώς και να εξαλειφθούν οι συνέπειες του λοξού.
Οι καταστάσεις δεν αποκλείονται όταν οι ίδιοι οι σταθεροποιητές γίνονται η αιτία της άνισης διανομής ηλεκτρικής ενέργειας σε φάσεις.
Για την προστασία τριφασικών κυκλωμάτων από ασυμμετρία φάσης, χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες οργανωτικές και τεχνικές μέθοδοι:
- μελέτη υψηλής ποιότητας του έργου τροφοδοσίας, λαμβάνοντας υπόψη την ανομοιογένεια των φορτίων ·
- τη χρήση ειδικών συσκευών με τις οποίες είναι δυνατή η αυτόματη ευθυγράμμισή τους (οι λεγόμενοι μετασχηματιστές εξισορρόπησης) ·
- διόρθωση των υφιστάμενων συστημάτων κατανάλωσης ενέργειας (εάν είχαν γίνει λάθη νωρίτερα).
Σημαντική βοήθεια στην προστασία από την ασυμμετρία παρέχεται από ειδικό εξοπλισμό αποκλεισμού (ρελέ παρακολούθησης φάσης και τάσης, για παράδειγμα), ο οποίος αποσυνδέει τη γραμμή όταν εντοπίζονται παραβιάσεις.
Μόνο έγκαιρα μέτρα θα επιτρέψουν την εξάλειψη της ανισορροπίας φάσης στο δίκτυο και την εξάλειψη των αρνητικών συνεπειών αυτού του φαινομένου: προστασία του εξοπλισμού και των οικιακών συσκευών από βλάβες.
