În timpul funcționării rețelelor de alimentare de 380 volți, sunt posibile încălcări care afectează în mod semnificativ calitatea energiei electrice furnizate consumatorului. Una dintre astfel de abateri este dezechilibrul de fază, care se manifestă prin distribuția lor inegală peste sarcinile conectate la linie. Rezultatul acestui efect este o reducere semnificativă a puterii echipamentelor incluse în rețeaua industrială trifazată (transformatoare sau motoare, în special). La domiciliu, este plin de deteriorări ale aparatelor de uz casnic conectate la una dintre fazele rețelei electrice a unei case de țară. Acest lucru se datorează faptului că tensiunea din acesta devine foarte subestimată sau invers - depășește norma permisă. O serie de măsuri organizatorice și tehnice au fost dezvoltate pentru a preveni consecințele negative ale diferitelor tensiuni la fazele de 380 Volți.
Ratele de dezaliniere permise
Pentru a limita abaterile de tensiune admisibile datorate dezechilibrului de fază, au fost elaborate standarde care le reglementează valorile pentru rețelele de energie industrială. Dacă aceste standarde sunt depășite, există pericolul real de defectare a echipamentului electric conectat la această linie. Valorile lor exacte sunt date în GOST-urile relevante și în alte documente care determină procedura de funcționare a echipamentelor electrice (în PUE, de exemplu).
În conformitate cu standardele, se stabilesc rapoarte fixe între valorile tensiunilor și curenților din secțiunile cele mai puțin și cele mai încărcate ale liniilor. Pentru plăcile de distribuție a energiei electrice, aceasta nu trebuie să depășească 30%, iar pentru intrările în case private (ASU) - 15%. Conform GOST-urilor actuale, dezechilibrul de fază permis pentru liniile individuale cu curenți inversi nu poate depăși 2%, iar pentru conductorul neutru al transformatorului - 4%.
Cauzele dezechilibrului de fază într-o rețea trifazată
Există mai multe motive cunoscute pentru apariția dezechilibrului de fază în rețelele trifazate, dintre care principalele sunt considerate a fi:
- Distribuția neuniformă a puterii de funcționare în funcție de sarcinile conectate la fiecare dintre liniile de fază.
- „Zero break”, cel mai adesea manifestat prin arderea neutrului.
- Alte defecțiuni ale echipamentului stației sau ale consumatorilor locali conectați la acesta.
În primul caz, puterea consumată de sarcina liniară crește brusc (sau scade), ceea ce duce la o modificare corespunzătoare a curentului care curge în această ramură.
În absența unui dezechilibru de fază, componentele curente de magnitudine egală curg de-a lungul fiecărei linii conectate conform schemei „stea”. Rezultatul lor în neutru datorită adăugării vectoriale a trei componente separate ar trebui teoretic să fie egal cu zero. Odată cu creșterea consumului de-a lungul uneia dintre linii, componentele curente prin acesta cresc, ca urmare a faptului că firul neutru nu își îndeplinește funcția și încalcă uniformitatea distribuției potențialelor de fază.
În cazul unei pauze neutre (burnout zero), apare o înclinare datorită faptului că funcția firului neutru este transferată automat la unul dintre conductorii de fază; în acest caz, tensiunea pe toate celelalte este deplasată în sus. Perturbările în funcționarea echipamentului stației conduc, de asemenea, la o distribuție inegală de-a lungul liniilor de fază, dar deja pe partea „stelei” a transformatorului și nu pe obiectul conectat la acesta (o casă de țară, în special).
Încălcarea simetriei în rețelele de înaltă tensiune
În rețelele de înaltă tensiune, apariția unei asimetrii nedorite este asociată cu prezența unor sarcini puternice monofazate sau a unor consumatori trifazici cu distribuție de fază inegală. Sursele de distorsiune în rețelele industriale de 0,38-10 kV sunt diferite tipuri de cuptoare electrice de topire (instalații termice de minereu, cu inducție și instalații de încălzire similare). Lista echipamentelor care creează asimetrie ar trebui să includă mașini de sudat cu invertor, caracterizate prin curenți de consum ridicat și capabili să perturbe uniformitatea distribuției sarcinii.
Stațiile de tracțiune ale transportului feroviar sunt surse puternice de asimetrie periculoasă, deoarece locomotivele electrice moderne sunt consumatori monofazati de energie electrică. Puterea lor ajunge la câteva sute de kilowați, ceea ce nu face decât să crească probabilitatea de perturbări în distribuția sarcinilor.
Puteți verifica prezența acestora cu ajutorul unor cleme speciale de curent, prin intermediul cărora este posibil să verificați circuitele care funcționează cu suprasarcină. Dacă valorile curente se găsesc într-una dintre faze, care depășesc semnificativ valorile admise, putem vorbi în siguranță despre prezența unei înclinări periculoase.
Efectul negativ al dezechilibrului de tensiune și curent
Este necesar să răspundeți prompt la apariția asimetriei de fază din următoarele motive:
- În acest caz, există o amenințare reală de deteriorare a dispozitivelor conectate la această rețea sau o deteriorare a performanței acestora.
- Acest lucru duce la întreruperi în funcționarea surselor de energie (transformatoare de stații, în special).
- O altă consecință a distribuției anormale a fazelor este scăderea duratei de viață a echipamentului instalației.
Pentru consumatorul mediu, consecințele asimetriei se traduc în costuri mai mari pentru electricitate, reparații ale aparatelor de uz casnic și posibilitatea de rănire. Dacă înclinarea în linie este cauzată de distrugerea firului neutru, condițiile de protecție împotriva șocurilor electrice se deteriorează semnificativ. Autobuzul dispozitivului de împământare (ZU), montat pe stația de transformare, este întrerupt; în absența unei bucle locale, utilizatorul rămâne absolut lipsit de apărare.
Odată cu apariția asimetriei în rețelele industriale, crește și consumul de energie electrică, iar echipamentele de linie incluse în acestea suferă suprasolicitări severe. La stațiile de distribuție, consumul de ulei din transformatoare crește brusc, iar echipamentele de control și distribuție pot eșua. Toate aceste amenințări duc în cele din urmă la costuri materiale suplimentare asociate cu necesitatea de a repara sau înlocui echipamentele arse.
Pentru a preveni astfel de situații, va trebui să vă gândiți în prealabil la măsuri eficiente pentru a le preveni. Dacă nu este posibil să se evite dezechilibrul de fază, va trebui să utilizați toate modalitățile posibile pentru a-l elimina.
Metode de protecție
Pentru a asigura funcționarea simetrică a rețelelor de alimentare și normalizarea valorii tensiunii în fiecare dintre liniile monofazate, se utilizează dispozitive speciale de corectare. Această funcție este îndeplinită cel mai adesea de stabilizatorii de tensiune clasici. Cu toate acestea, aceste dispozitive nu sunt capabile să elimine complet dezechilibrul din circuitele de alimentare, deoarece scopul lor este de a stabiliza o singură fază. Din acest motiv, nu este posibilă protejarea întregii rețele trifazate cu astfel de dispozitive, precum și eliminarea consecințelor înclinării.
Situațiile nu sunt excluse atunci când stabilizatorii înșiși devin cauza distribuției inegale a energiei electrice în etape.
Pentru a proteja circuitele trifazate de asimetria fazelor, sunt utilizate următoarele metode organizatorice și tehnice:
- studiu de înaltă calitate al proiectului de alimentare cu energie electrică, luând în considerare denivelarea încărcăturilor;
- utilizarea dispozitivelor speciale cu care este posibil să le aliniați automat (așa-numitele transformatoare de echilibrare);
- corectarea schemelor actuale de consum de energie (dacă s-au făcut greșeli mai devreme).
Asistența semnificativă în protecția împotriva asimetriei este asigurată de echipamente speciale de blocare (relee de monitorizare a fazei și tensiunii, de exemplu), care deconectează linia atunci când sunt detectate încălcări.
Numai măsurile la timp vor permite eliminarea dezechilibrului de fază din rețea și eliminarea consecințelor negative ale acestui fenomen: protejarea echipamentelor și a aparatelor de uz casnic de defecțiuni.
