Darbojoties 380 voltu elektrotīkliem, ir iespējami pārkāpumi, kas būtiski ietekmē patērētājam piegādātās elektroenerģijas kvalitāti. Viena no šādām novirzēm ir fāzes nelīdzsvarotība, kas izpaužas to nevienmērīgajā sadalījumā pa līnijai pievienotajām slodzēm. Šī efekta rezultāts ir ievērojams rūpnieciskā trīsfāžu tīklā iekļauto iekārtu (it īpaši transformatoru vai motoru) jaudas samazinājums. Mājās tas ir pilns ar sadzīves tehnikas bojājumiem, kas savienoti ar vienu no lauku mājas elektrotīkla fāzēm. Tas ir saistīts ar faktu, ka spriegums tajā tiek ievērojami nenovērtēts vai otrādi - pārsniedz pieļaujamo normu. Ir izstrādāti vairāki organizatoriski un tehniski pasākumi, lai novērstu dažādu spriegumu negatīvās sekas 380 voltu fāzēs.
Pieļaujamās novirzes likmes
Lai ierobežotu pieļaujamās sprieguma novirzes fāzes nelīdzsvarotības dēļ, ir izstrādāti standarti, kas regulē to vērtības rūpnieciskajiem elektrotīkliem. Ja šie standarti tiek pārsniegti, pastāv reālas šīs līnijas pievienotās elektroiekārtas atteices draudi. To precīzās vērtības ir norādītas attiecīgajos GOST un citos dokumentos, kas nosaka elektrisko iekārtu darbības kārtību (piemēram, PUE).
Saskaņā ar standartiem tiek noteiktas fiksētas attiecības starp spriegumu un strāvu nominālvērtībām vismazāk un visvairāk noslogotajās līniju sekcijās. Elektroenerģijas sadales dēļiem tas nedrīkst pārsniegt 30%, bet privātmāju izejvielām (ASU) - 15%. Saskaņā ar pašreizējiem GOST, pieļaujamā fāzes nelīdzsvarotība atsevišķām līnijām ar pretēju strāvu nevar būt lielāka par 2 procentiem, bet transformatora neitrālajam vadītājam - 4 procenti.
Fāžu nelīdzsvarotības cēloņi trīsfāžu tīklā
Trīsfāzu tīklos fāzu nelīdzsvarotības parādīšanās iemesli ir vairāki, no kuriem galvenie tiek uzskatīti par:
- Nevienmērīgs darba jaudas sadalījums atbilstoši slodzēm, kas savienotas ar katru no fāzes līnijām.
- "Nulles pārtraukums", kas visbiežāk izpaužas neitrāla sadedzināšanā.
- Citi stacijas aprīkojuma vai vietējo patērētāju darbības traucējumi.
Pirmajā gadījumā lineārās slodzes patērētā jauda strauji palielinās (vai samazinās), kas noved pie atbilstošām strāvas izmaiņām, kas plūst šajā zarā.
Ja nav fāzes nelīdzsvarotības, vienādas lieluma strāvas komponenti plūst pa katru līniju, kas savienota saskaņā ar "zvaigznītes" shēmu. To rezultātam neitrālā trīs atsevišķu komponentu pievienošanas vektora dēļ teorētiski jābūt vienādiem ar nulli. Palielinoties patēriņam vienā no līnijām, caur to palielinās pašreizējie komponenti, kā rezultātā neitrālais vads nepilda savu funkciju un pārkāpj fāzes potenciāla sadalījuma viendabīgumu.
Neitrāla pārtraukuma (nulles izdegšanas) gadījumā rodas novirze sakarā ar to, ka nulles stieples funkcija tiek automātiski pārsūtīta uz vienu no fāzes vadītājiem; šajā gadījumā spriegums visiem pārējiem tiek pārvietots uz augšu. Stacijas iekārtu darbības traucējumi arī noved pie nevienmērīgas sadalījuma pa fāzes līnijām, bet jau transformatora "zvaigznes" pusē, nevis uz tam pievienoto objektu (it īpaši lauku māja).
Simetrijas pārkāpšana augstsprieguma tīklos
Augstsprieguma tīklos nevēlamas asimetrijas parādīšanās ir saistīta ar spēcīgu vienfāzes slodžu vai trīsfāžu patērētāju klātbūtni ar nevienādu fāžu sadalījumu. Izkropļojumu avoti 0,38-10 kV rūpniecības tīklos ir dažāda veida elektriskās kausēšanas krāsnis (rūdas termiskās, indukcijas un līdzīgas apkures iekārtas). Iekārtu sarakstā, kas rada asimetriju, jāiekļauj invertora metināšanas iekārtas, kurām raksturīgas lielas patēriņa strāvas un kas spēj izjaukt slodzes sadalījuma vienmērīgumu.
Dzelzceļa transporta vilces apakšstacijas ir spēcīgi bīstamas asimetrijas avoti, jo mūsdienu elektriskās lokomotīves ir vienfāzes elektroenerģijas patērētāji. Viņu jauda sasniedz vairākus simtus kilovatu, kas tikai palielina slodžu sadalījuma traucējumu iespējamību.
Jūs varat pārbaudīt viņu klātbūtni, izmantojot īpašas strāvas skavas, caur kurām ir iespējams pārbaudīt ķēdes, kas darbojas ar pārslodzi. Ja vienā no fāzēm tiek konstatētas pašreizējās vērtības, kas ievērojami pārsniedz pieļaujamās vērtības, mēs varam droši runāt par bīstamas šķības klātbūtni.
Sprieguma un strāvas nelīdzsvarotības negatīvā ietekme
Uz fāzes asimetrijas parādīšanos ir nekavējoties jāreaģē šādu iemeslu dēļ:
- Šajā gadījumā pastāv reāli draudi sabojāt ierīces, kas savienotas ar šo tīklu, vai pasliktināties to veiktspēja.
- Tas noved pie traucējumiem enerģijas avotu (jo īpaši apakšstaciju transformatoru) darbībā.
- Vēl viena nenormāla fāžu sadalījuma sekas ir iekārtas aprīkojuma kalpošanas laika samazināšanās.
Vidusmēra patērētājam asimetrijas sekas izpaužas kā palielinātas izmaksas par elektrību, sadzīves tehnikas remontu un traumu iespējamību. Ja līnijas šķībumu izraisa neitrālā stieples iznīcināšana, apstākļi aizsardzībai pret elektrošoku ievērojami pasliktinās. Transformatora apakšstacijā uzstādītās iezemēšanas ierīces (GD) kopne ir nogriezta; ja nav lokālās līnijas, lietotājs paliek pilnīgi neaizsargāts.
Līdz ar asimetrijas parādīšanos rūpniecības tīklos, palielinās arī elektroenerģijas patēriņš, un tajos iekļautās līnijas iekārtas piedzīvo nopietnas pārslodzes. Sadales apakšstacijās eļļas patēriņš transformatoros strauji palielinās, un vadības un sadales iekārtas var nedarboties. Visi šie draudi galu galā rada papildu materiālās izmaksas, kas saistītas ar nepieciešamību remontēt vai nomainīt izdegušo aprīkojumu.
Lai novērstu šādas situācijas, jums iepriekš būs jādomā par efektīviem pasākumiem, lai palīdzētu tās novērst. Ja nav iespējams izvairīties no fāzes nelīdzsvarotības, jums būs jāizmanto visi iespējamie veidi, kā to novērst.
Aizsardzības metodes
Lai nodrošinātu elektrotīklu simetrisku darbību un sprieguma vērtības normalizēšanu katrā no vienfāzes līnijām, tiek izmantotas īpašas koriģējošas ierīces. Šo funkciju visbiežāk veic klasiskie sprieguma stabilizatori. Tomēr šīs ierīces nespēj pilnībā novērst nelīdzsvarotību piegādes ķēdēs, jo to mērķis ir stabilizēt tikai vienu fāzi. Šī iemesla dēļ nav iespējams aizsargāt visu trīsfāžu tīklu ar šādām ierīcēm, kā arī novērst šķībuma sekas.
Nav izslēgtas situācijas, kad paši stabilizatori kļūst par nevienmērīgas elektroenerģijas sadales fāzēs cēloni.
Lai pasargātu trīsfāzu ķēdes no fāžu asimetrijas, tiek izmantotas šādas organizatoriskās un tehniskās metodes:
- augstas kvalitātes elektroapgādes projekta izpēte, ņemot vērā slodžu nevienmērīgumu;
- īpašu ierīču izmantošana, ar kurām ir iespējams tos automātiski izlīdzināt (tā sauktie balansēšanas transformatori);
- pašreizējo enerģijas patēriņa shēmu korekcija (ja kļūdas tika pieļautas agrāk).
Nozīmīgu palīdzību aizsardzībā pret asimetriju nodrošina īpaša bloķēšanas iekārta (piemēram, fāzes un sprieguma uzraudzības releji), kas, atklājot pārkāpumus, atvieno līniju.
Tikai savlaicīgi veiktie pasākumi novērsīs fāzes nelīdzsvarotību tīklā un novērsīs šīs parādības negatīvās sekas: aizsargās iekārtas un mājsaimniecības ierīces no bojājumiem.
