מהו חוסר איזון פאזה ברשת תלת פאזית וכיצד לבדוק זאת

במהלך הפעלת רשתות חשמל 380 וולט, יתכנו הפרות המשפיעות באופן משמעותי על איכות החשמל המסופק לצרכן. אחת מהסטיות הללו היא חוסר איזון בשלב, המתבטא בהתפלגותן הלא אחידה על העומסים המחוברים לקו. התוצאה של השפעה זו היא הפחתה משמעותית בהספק הציוד הכלול ברשת התלת-פאזית התעשייתית (שנאים או מנועים, בפרט). בבית יש בו נזק למכשירי חשמל ביתיים המחוברים לאחד משלבי רשת החשמל של בית כפרי. זאת בשל העובדה שהמתח בו הופך לזלזל מאוד, או להיפך - חורג מהנורמה המותרת. מספר אמצעים ארגוניים וטכניים פותחו כדי למנוע את ההשלכות השליליות של מתחים שונים בשלבי 380 וולט.

שיעורי אי-התאמה מותרים

כדי להגביל את חריגות המתח המותרות בגלל חוסר איזון בשלב, פותחו תקנים המסדירים את ערכיהם עבור רשתות חשמל תעשייתיות. אם חורגים מסטנדרטים אלה, קיימת סכנה של ממש לכשל בציוד החשמל המחובר לקו זה. הערכים המדויקים שלהם ניתנים ב- GOST הרלוונטיים ובמסמכים אחרים הקובעים את הנוהל להפעלת ציוד חשמלי (ב- PUE, למשל).

בהתאם לתקנים, נקבעים יחסים קבועים בין דירוג המתחים והזרמים בקטעים הקטנים והעמוסים ביותר של הקווים. עבור לוחות חלוקת חשמל, זה לא אמור לעלות על 30%, ועל תשומות לבתים פרטיים (ASU) - 15%. על פי ה- GOST הנוכחי, חוסר האיזון בשלב המותר לקווים בודדים עם זרמים הפוכים לא יכול להיות יותר מ -2 אחוזים, ולמוליך השנאי הנייטרלי - 4 אחוזים.

גורמים לחוסר איזון פאזה ברשת תלת פאזית

ישנן מספר סיבות ידועות להופעת חוסר איזון פאזה ברשתות תלת פאזיות, העיקריות שבהן נחשבות:

• חלוקה לא אחידה של כוח ההפעלה על פי העומסים המחוברים לכל אחד מקווי הפאזה.
• "אפס הפסקה", המתבטא לרוב בשריפת הנייטרל.
• תקלות אחרות בציוד התחנה או בצרכנים מקומיים המחוברים אליו.

במקרה הראשון, הכוח הנצרך על ידי העומס הליניארי גדל (או פוחת) בחדות, מה שמוביל לשינוי מקביל בזרם הזורם בענף זה.

בהיעדר חוסר איזון פאזי, רכיבים שוטפים בעוצמה שווה זורמים לאורך כל אחד מהקווים המחוברים על פי תוכנית "הכוכבים". התוצאה שלהם בניטרל עקב תוספת וקטורית של שלושה רכיבים נפרדים צריכה להיות תיאורטית שווה לאפס. עם עלייה בצריכה לאורך אחד הקווים, הרכיבים הנוכחיים דרכה מתגברים, וכתוצאה מכך החוט הנייטרלי אינו ממלא את תפקידו ומפר את אחידות חלוקת פוטנציאל הפאזה.

במקרה של פריצה ניטרלית (אפס שחיקה), נוצרת הטיה בשל העובדה כי פונקציית החוט הנייטרלי מועברת אוטומטית לאחד ממוליכי הפאזה; במקרה זה, המתח על כל האחרים מוסט כלפי מעלה. הפרעות בתפעול ציוד התחנה מובילות גם לפיזור אחיד לאורך קווי הפאזה, אך כבר בצד ה"כוכב "של השנאי, ולא על האובייקט המחובר אליו (בית כפרי, בפרט).

הפרת סימטריה ברשתות מתח גבוה

ברשתות מתח גבוה, הופעת אסימטריה לא רצויה קשורה לנוכחות עומסים חד פאזיים חזקים או צרכנים תלת פאזיים עם חלוקת פאזה לא שווה. מקורות העיוות ברשתות תעשייתיות של 0.38-10 קילו-וולט הם סוגים שונים של תנורי התכה חשמליים (עפרות תרמיות, אינדוקציה וכדומה). רשימת הציוד היוצר אסימטריה צריכה לכלול מכונות ריתוך מהפך, המאופיינות בזרמי צריכה גבוהים ומסוגלות לשבש את אחידות חלוקת העומס.

תחנות משנה גרירה של תחבורה ברכבת מהוות מקורות חזקים לאסימטריה מסוכנת, מכיוון שקטרים ​​חשמליים מודרניים הם צרכנים חד-פאזיים של אנרגיה חשמלית. כוחם מגיע לכמה מאות קילוואט, מה שרק מגביר את הסבירות להפרעות בחלוקת העומסים.

ניתן לאמת את נוכחותם בעזרת מלחציים מיוחדים לזרם, באמצעותם ניתן לבדוק מעגלים הפועלים עם עומס יתר. אם מתגלים ערכים עכשוויים באחד השלבים, העולים באופן משמעותי על הערכים המותרים, נוכל לדבר בבטחה על קיומה של הטייה מסוכנת.

השפעה שלילית של מתח וחוסר איזון זרם

יש צורך להגיב במהירות להופעת אסימטריה פאזית מהסיבות הבאות:

• במקרה זה, קיים איום ממשי לפגיעה בהתקנים המחוברים לרשת זו או להידרדרות בביצועיהם.
• זה מוביל לשיבושים בתפעול מקורות כוח (שנאי תחנה, בפרט).
• תוצאה נוספת של התפלגות השלבים הלא תקינה היא ירידה בחיי השירות של ציוד המפעל.

עבור הצרכן הממוצע, ההשלכות של חוסר סימטריה מתורגמות לעלויות גדולות יותר לחשמל, לתיקון מכשירי חשמל ביתיים ולאפשרות לפגיעה. אם ההטיה בקו נגרמת על ידי הרס החוט הנייטרלי, התנאים להגנה מפני התחשמלות ניכרים במידה ניכרת. האוטובוס של מכשיר ההארקה (ZU), המותקן על תחנת השנאי, מנותק; בהיעדר לולאה מקומית, המשתמש נשאר חסר הגנה לחלוטין.

עם הופעת הא-סימטריה ברשתות התעשייתיות עולה גם צריכת החשמל, וציוד הקו הכלול בהן חווה עומסי יתר קשים. בתחנות משנה להפצה, צריכת השמן בשנאים עולה בחדות, וציוד בקרה והפצה עלול להיכשל. כל האיומים הללו מובילים בסופו של דבר לעלויות חומר נוספות הקשורות לצורך לתקן או להחליף ציוד שרוף.

כדי למנוע מצבים כאלה, תצטרך לחשוב מראש על אמצעים יעילים שיסייעו במניעתם. אם לא ניתן להימנע מחוסר איזון בשלב, תצטרך להשתמש בכל הדרכים האפשריות כדי לחסל אותו.

שיטות הגנה

כדי להבטיח פעולה סימטרית של רשתות חשמל ונורמליזציה של ערך המתח בכל אחד מקווי הפאזה החד-פאזית, נעשה שימוש במכשירי תיקון מיוחדים. פונקציה זו מבוצעת לרוב על ידי מייצבי מתח קלאסיים. עם זאת, מכשירים אלה אינם מסוגלים לבטל לחלוטין את חוסר האיזון במעגלי האספקה, מכיוון שמטרתם לייצב שלב אחד בלבד. מסיבה זו, לא ניתן להגן על כל רשת התלת-פאזית במכשירים כאלה, כמו גם למנוע את השלכות ההטיה.

מצבים אינם נכללים כאשר המייצבים עצמם הופכים לגורם להפצה לא אחידה של חשמל בשלבים.

כדי להגן על מעגלים תלת פאזיים מפני אסימטריה פאזה, משתמשים בשיטות הארגוניות והטכניות הבאות:

• לימוד איכותי של פרויקט אספקת החשמל תוך התחשבות באי-אחידות העומסים;
• השימוש במכשירים מיוחדים שבעזרתם ניתן ליישר אותם אוטומטית (מה שנקרא שנאי איזון);
• תיקון של תוכניות צריכת האנרגיה הנוכחיות (אם נעשו טעויות קודם).

סיוע משמעותי בהגנה מפני אסימטריה ניתן על ידי ציוד חסימה מיוחד (ממסרי ניטור פאזה ומתחים, למשל), המנתק את הקו כאשר מתגלים הפרות.

רק צעדים שננקטו בזמן יסלקו את חוסר האיזון בשלב ברשת וימנעו את ההשלכות השליליות של תופעה זו: להגן על ציוד ומכשירים ביתיים מפני תקלות.