Током рада мрежне мреже од 380 Волти могући су прекршаји који значајно утичу на квалитет електричне енергије која се испоручује потрошачу. Једно од таквих одступања је фазна неравнотежа, која се манифестује у њиховој неравномерној расподели преко оптерећења повезаних на вод. Резултат овог ефекта је значајно смањење снаге опреме која је укључена у индустријску трофазну мрежу (посебно трансформаторе или моторе). Код куће је оптерећено оштећењем кућних апарата повезаних са једном од фаза електричне мреже сеоске куће. То је због чињенице да напон у њему постаје у великој мери потцењен или обрнуто - премашује дозвољену норму. Развијене су бројне организационе и техничке мере за спречавање негативних последица различитих напона у фазама од 380 волти.
Дозвољене стопе неусклађености
Да би се ограничила дозвољена одступања напона услед фазне неравнотеже, развијени су стандарди који регулишу њихове вредности за индустријске електроенергетске мреже. Ако су ови стандарди прекорачени, постоји реална опасност од квара погонске опреме повезане на овај вод. Њихове тачне вредности дате су у одговарајућим ГОСТ-овима и другим документима који одређују поступак за рад електричне опреме (на пример у ПУЕ).
У складу са стандардима утврђују се фиксни односи између номиналних напона и струја у најмање и најоптерећенијим деловима водова. За плоче за дистрибуцију електричне енергије не би требало да прелази 30%, а за улазе у приватне куће (АСУ) - 15%. Према тренутним ГОСТ-овима, дозвољени фазни дисбаланс за појединачне водове са реверзним струјама не може бити већи од 2 процента, а за неутрални проводник трансформатора - 4 процента.
Узроци фазне неравнотеже у трофазној мрежи
Постоји неколико познатих разлога за појаву фазне неравнотеже у трофазним мрежама, од којих се главним сматра:
- Неравномерна расподела радне снаге према оптерећењима повезаним са сваком од фазних водова.
- „Нулти прекид“, који се најчешће манифестује у изгарању неутралног.
- Остале неисправности у опреми станице или у локалним потрошачима који су на њу повезани.
У првом случају, снага коју троши линеарно оптерећење нагло се повећава (или смањује), што доводи до одговарајуће промене струје која тече у овој грани.
У одсуству фазне неравнотеже, струјне компоненте једнаке величине теку дуж сваке од линија повезаних према шеми "звезде". Њихова резултанта у неутралном положају због векторског додавања три одвојене компоненте теоретски би требало да буде једнака нули. Са повећањем потрошње дуж једне од линија, струјне компоненте кроз њега се повећавају, услед чега неутрална жица не испуњава своју функцију и крши уједначеност расподеле фазних потенцијала.
У случају неутралног прекида (нулто сагоревање), долази до искоса због чињенице да се функција неутралне жице аутоматски преноси на један од фазних проводника; у овом случају напон на свим осталим је померен нагоре. Поремећаји у раду опреме станице такође доводе до неравномерне расподеле дуж фазних водова, али већ на страни "звезде" трансформатора, а не на објекту повезаном са њом (посебно сеоска кућа).
Кршење симетрије у високонапонским мрежама
У мрежама високог напона, појава нежељене асиметрије повезана је са присуством моћних једнофазних оптерећења или трофазних потрошача са неједнаком фазном расподелом. Извори изобличења у индустријским мрежама од 0,38-10 кВ су различити типови електричних пећи за топљење (термалне, индукционе и сличне инсталације за грејање). Списак опреме која ствара асиметрију треба да садржи инвертерске машине за заваривање, које карактеришу струје велике потрошње и способне да поремете једноликост расподеле оптерећења.
Вучне подстанице железничког транспорта снажни су извори опасне асиметрије, јер су савремене електричне локомотиве једнофазни потрошачи електричне енергије. Њихова снага достиже неколико стотина киловата, што само повећава вероватноћу поремећаја у расподели терета.
Њихово присуство можете проверити помоћу посебних струјних стезаљки, кроз које је могуће проверити кола која раде са преоптерећењем. Ако се у једној од фаза открију тренутне вредности, које знатно премашују дозвољене вредности, можемо са сигурношћу говорити о присуству опасног искоса.
Негативан ефекат неравнотеже напона и струје
Потребно је одмах реаговати на појаву фазне асиметрије из следећих разлога:
- У овом случају постоји стварна опасност од оштећења уређаја повезаних на ову мрежу или погоршања њихових перформанси.
- То доводи до поремећаја у раду извора енергије (посебно трансформатора подстаница).
- Следећа последица абнормалне фазне расподеле је смањење радног века опреме постројења.
За просечног потрошача последице асиметрије преводе се у повећане трошкове електричне енергије, поправке кућних апарата и могућност повреда. Ако је искривљеност у линији узрокована уништавањем неутралне жице, услови за заштиту од електричног удара знатно се погоршавају. Сабирница уређаја за уземљење (ЗУ), постављена на трансформаторској подстаници, је одсечена; у одсуству локалне петље, корисник остаје апсолутно без одбране.
Појавом асиметрије у индустријским мрежама повећава се и потрошња електричне енергије, а линијска опрема укључена у њих доживљава велика преоптерећења. У дистрибутивним подстаницама потрошња уља у трансформаторима нагло се повећава, а опрема за управљање и дистрибуцију може пропасти. Све ове претње на крају доводе до додатних материјалних трошкова повезаних са потребом поправке или замене изгореле опреме.
Да бисте спречили такве ситуације, мораћете унапред да размислите о ефикасним мерама које ће их спречити. Ако није могуће избећи фазну неравнотежу, мораћете да употребите све могуће начине да је елиминишете.
Методе заштите
Да би се осигурао симетричан рад енергетских мрежа и нормализација вредности напона у сваком од једнофазних водова, користе се посебни уређаји за корекцију. Ову функцију најчешће изводе класични стабилизатори напона. Међутим, ови уређаји нису у стању да у потпуности елиминишу неравнотежу у круговима напајања, јер је њихова сврха стабилизација само једне фазе. Из тог разлога таквим уређајима није могуће заштитити читаву трофазну мрежу, као ни елиминисати последице искривљења.
Нису искључене ситуације када сами стабилизатори постану узрок неравномерне расподеле електричне енергије у фазама.
Да би се заштитили трофазни кругови од фазне асиметрије, користе се следеће организационе и техничке методе:
- висококвалитетна студија пројекта напајања, узимајући у обзир неуједначеност оптерећења;
- употреба посебних уређаја помоћу којих их је могуће аутоматски поравнати (такозвани балансни трансформатори);
- корекција тренутних шема потрошње енергије (ако су грешке направљене раније).
Значајну помоћ у заштити од асиметрије пружа посебна опрема за блокирање (релеји за надзор фазе и напона, на пример), која искључује линију када се открију кршења.
Само благовремене мере омогућиће уклањање фазне неравнотеже у мрежи и елиминисање негативних последица ове појаве: заштиту опреме и кућних апарата од кварова.
