Чем опасен перекос фаз в трехфазной сети: Что такое перекос фаз, причины возникновения и возможность устранения?

Перекос фаз в трехфазной сети — чем опасен и когда возникает

Оглавление

Классическая электрическая сеть до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью в идеальном состоянии может быть изображена в виде равностороннего треугольника. Каждая вершина фигуры – фаза А, В или С, а расстояние между ними – векторы линейного напряжения 380 В. В центре треугольника располагается нейтраль N, и расстояния от неё до каждой из фаз также одинаковы. Когда модули данных векторов отличаются, возникает негативное для электротехники явление – перекос фаз. То есть, если значение фазного напряжения по векторам AN, BN и СN составляет не 220 В, а, например, 200, 180 и 240 В, это говорит о нестабильной работе контура. Подобное состояние сети опасно не только для электрического оборудования, но и для человека, который его эксплуатирует.

Что такое перекос фаз

Перекос фаз – это такое состояние электрической сети, состоящей из нескольких фаз, при котором модули напряжений фазных токов, а также углы между их векторами имеют разные значения.

В чём опасность перекоса фаз

Перекос напряжения по фазам, причины которого заключаются в неправильном подключении оборудования, является неблагоприятным явлением. Это вызывает резкое снижение качества электроэнергии и эффективность работы включённых в сеть потребителей. Асимметрия фаз может вызвать следующие негативные последствия:

• Если наблюдается скачок напряжения, электроприбор может его не выдержать и сгореть. Такого сценария можно избежать, при условии срабатывания автомата в щитке.
• Когда напряжение в сети падает, мощность работы электрооборудования не позволяет добиться эффективности его работы. При включении приборов в сеть, возрастает пусковой ток, что значительно увеличивает нагрузку.
• Асимметрия фаз может вызвать повышенный расход электроэнергии.
• Чтобы понять, чем опасен перекос фаз в трехфазной сети, следует изучить диапазоны напряжений, при котором приборы, включённые в сеть, будут работать бесперебойно.
  Как правило, при перекосе фаз, снижается их ресурс, заявленный производителем.

Помимо перечисленных последствий, большая разница в напряжениях между фазами и нейтралью может привести к возникновению короткого замыкания. Последствия данного явления непредсказуемы – от штатного срабатывания УЗО до выгорания проводки и электрических частей оборудования, вплоть до возникновения пожара.

Допустимые нормы напряжения в трёхфазной сети

Идеальная симметрия распределения напряжения между фазами и нейтралью при работе сети невозможно. В связи с этим, согласно ГОСТ 13109-97, допускаются следующие отклонения:

• При стандартной работе оборудования предельный показатель асимметрии распределения нагрузок не может превышать 15%. То есть, каждое значение модуля напряжения AN, BN или CN находится в пределах от 187В до 253В.
• При монтаже электрической схемы с использованием распределительного щита, включающим несколько контуров, показатели перекоса фаз могут быть увеличены в 2 раза – до 30%.

Большинство современных электроприборов имеют внутреннюю защиту, либо стабилизаторы, позволяющие исключить поломку при асимметрии в пределах нормативных значений.

Признаки нестабильной работы электрических приборов, вызванные перекосом фаз

Определить признаки перекоса фаз в сети можно невооружённым глазом. Как правило, электрооборудование сразу даёт знать об асимметрии распределения напряжений между фазами:

• Любая световая индикация приборов начинает мерцать, либо горит слишком тускло.
• Если эксплуатация оборудования подразумевает работу нагревающейся спирали, тепловая энергия не позволяет набрать заявленную производителем мощность.
• Слабый набор оборотов крыльчатки электромоторов, что снижает частоту работы движущихся частей оборудования, например, барабана стиральной машины, лопастей вентилятора или воздушного насоса пылесоса.

Что касается работы сложных электронных приборов – телевизоров или компьютерной техники, при перекосе фаз они и вовсе могут не подавать признаков жизни, не реагировать на включение питания.

Негативные последствия перекоса

Перекос фаз в трехфазной цепи, влекущий неравномерное распределение напряжений, является негативным фактором для работы всей сети. При возникновении подобного явления, наблюдается ряд неблагоприятных последствий:

• Повреждение оборудования.
• Выгорание проводки и обмотки электромоторов.
• Снижение эксплуатационного периода бесперебойной работы техники.
• Постоянная нагрузка на системы аварийного отключения сети.
• Механические повреждения источников электрической энергии.
• Увеличение затрат на оплату электроэнергии в связи с её неконтролируемым расходом.
• Частая поломка приборов, потеря гарантии, расходы на ремонт.
• Риск возгорания, короткого замыкания, получения травмы.

Перекос фаз является аварийной ситуацией, и, при возникновении данного явления необходимо предпринять срочные меры по его устранению.

Неравномерное подключение нагрузки

Перекос фаз вызывается неравномерным подключением нагрузки при сборке цепи. Как правило, это свидетельствует о низкой квалификации монтажника и совершении грубых ошибок:

• При большом количестве потребителей электроэнергии, они должны быть включены в сеть по группам, а распределение мощности, при этом, должно происходить равномерно. Если потребители сгруппированы неравномерно, это может вызвать асимметрию в распределении нагрузок.
• При случайном или ошибочном отсоединении нейтрали от общей цепи.
• При ошибочном подключении заземления через фазный провод.

Все перечисленные ошибки неизбежно влекут за собой перекос фаз с негативными последствиями для оборудования. Если на одной из кабельных жил трёхфазной сети наблюдается снижение напряжения, то остальные провода находятся под действием повышенной нагрузки, что и приводит к асимметрии.

Импульсные блоки питания

Многие производители, выпускающие высокотехнологичное оборудование со сложной электроникой, пытаются избежать риска перекоса фаз путём включения в цепь импульсных блоков питания. Данные устройства позволяют добиться определённых эффектов, положительно влияющих на работу оборудования:

• ИБП изменяют форму гармонических электрических колебаний, выравнивая их траекторию до состояния идеальной синусоиды. Устройство работает по принципу нелинейного распределения нагрузки между фазами.
• Устройства успевают потреблять электрический ток до создания предельной разности потенциалов в цепи. Если же разность потенциалов невелика, то ИБП вообще перестаёт потреблять ток. Это приводит к выравниванию перекоса и стабилизации работы электрооборудования.

Каждый компьютер, телевизор или бытовой электроприбор, оснащённый электронной микросхемой, снабжается импульсным блоком питания, что позволяет существенно продлить их ресурс и исключить сбои в работе.

Методы защиты

На практике существует несколько способов защиты оборудования от перекоса фаз в электрической сети:

• При выборе кабельной жилы, выдерживающей повышенную нагрузку, вызываемую перекосом фаз.
• Корректное включение потребителей электроэнергии в сеть с равномерным распределением нагрузки между фазами.
• Включение в сеть дополнительного стабилизирующего оборудования, выравнивающего асимметрию при эксплуатации бытовых приборов.
• Перед организацией бытовой сети следует предварительно разработать проект, создать схему подключения и учесть равномерное распределение нагрузки на каждый элемент цепи.
• Устройство в распределительном щитке реле, позволяющего вести контроль фаз.

При устройстве протяжённой сети с приборами, работающими одновременно, лучшим решением избавиться перекоса фаз будет устройство трансформатора, способного одновременно стабилизировать работу сети и выдавать нужные параметры тока.

Обрыв нейтрального проводника

Обрыв нейтрального проводника является самой явной и частой причиной возникновения перекоса фаз. Данное явление относится к аварийному состоянию и характеризуется следующими особенностями:

• Любое однофазное оборудование почти сразу даёт сбой в работе и сгорает.
• Формирующееся в бытовой сети напряжение в 220В мгновенно преобразуется в 380В.
• Классическая схема равностороннего треугольника с лучевыми векторами, соединённым с нейтралью в центре нарушается, вызывая асимметрию при распределении фазных напряжений.

При обрыве нейтрального проводника в щитке должен немедленно сработать автомат аварийного отключения питания. Для возобновления нормальной работы схемы требуется срочно устранение неполадки.

Последствия обрыва нулевого проводника

При обрыве нулевого проводника, как правило, возникают следующие неблагоприятные последствия:

• Функция нейтрали перенимается фазной жилой, которая подвержена максимальной нагрузке.
• Напряжение на данной жиле возрастает до предельных 380В, в то время, как в самом слабо нагруженном кабеле она, наоборот, падает, вплоть до 127В.
• При работе всех потребителей в точке подключения приборов будет наблюдаться напряжение 380В на обеих фазах без нуля. Это приведёт к непроектной нагрузке на каждый электроприбор, и их поломке.
  При эксплуатации сети с оборванным нулевым проводником длительное время, импульсные блоки питания также выходят из строя, что влечёт за собой выгорание сложных электронных приборов.
• Приборы, включённые в конец электрической цепи, подвергаются риску возгорания, так как при перекосе фаз на них часто наблюдается некорректная работа УЗО.

Самые тяжёлые последствия обрыва нулевого провода при отсутствии заземляющего кабеля наблюдаются, когда возникает КЗ, и проводниковые части оборудования находятся под напряжением. В таких ситуация возрастает риск поражения электрическим током, что влечёт за собой угрозу здоровью.

Методы защиты

Чтобы избежать обрыва нулевого проводника или обеспечить должную защиту, следует провести следующие мероприятия:

• Все кабели в схеме должны быть подключены корректно, с соблюдением последовательности. Работа должна выполняться профессиональным монтажником, имеющим доступ к работе с электроустановками не ниже 3 разряда.
• Необходимо периодически контролировать надёжность соединения клемм в щитке. Неплотный контакт влечёт за собой искру, окисление металлических частиц и, как следствие, их оплавление.
• Если кабель прокладывается воздушным способом, его необходимо защитить от негативных воздействий окружающей среды – ветровых и гололёдных нагрузок.
• УЗО, включённые в цепь для аварийного отключения должны быть точно рассчитаны на критическую нагрузку и срабатывать в кратчайшее время.
• Избежать обрыва нулевого проводника удаётся, если на линии устанавливается стабилизирующее устройство, позволяющее выравнивать перекос фаз.

Таким образом, чтобы избежать аварии, требуется уделить повышенное внимание качественному монтажу, установке дополнительных защитных устройств, а также периодически проводить контрольные и профилактические работы электрической цепи.

Причины перекоса фаз в однофазной сети

Перекосу фаз способствуют несколько причин, которые классифицируются на внутренние, связанные с работой сети и внешние:

1. Внутренние причины:

• Неравномерная нагрузка по фазам при включении потребителей в цепь.
• Пренебрежение коэффициентом единовременной работы электроприёмных устройств.
• Ошибки учёта неравномерности нагрузок, в зависимости от её типа – индуктивной или ёмкостной.

2. Внешние причины:

• Поломка на линии высокого напряжения, подходящей к трансформатору.
• При наличии дефектов на электроизоляторах внешней кабельной линии.
• Если в общую высоковольтную линию включаются потребители с несравнимо большей мощностью.

Чаще всего, причиной перекоса фаз и необходимостью установки защитных устройств являются комбинации внешних и внутренних факторов. Это требует комплексного обследования всей кабельной линии при возникновении неисправности.

Защита от перекоса фаз в однофазной сети

Для обеспечения защиты перекоса фаз в однофазной сети необходимо обеспечить включение в цепь следующих устройств:

• Скачки напряжения улавливаются автоматами защитного отключения, которые вовремя размыкают цепь, предотвращая выход оборудования из строя.
• Для постоянного контроля асимметричного перераспределения нагрузок, в сеть устанавливается стабилизатор напряжения. При установке прибора достигается защита от перекоса фаз.
• Для стабильности работы однофазной сети, профессионалы также рекомендуют устанавливать специальные трансформаторы, обеспечивающие симметричное распределение нагрузок.

В отдельных случаях допускается применение конденсаторов с переменной ёмкостью и малой проводимостью тока.

Устранение перекоса фаз

Перекос фаз может быть устранён несколькими методами. Исправление данного негативного явления путём включения в сеть дополнительного оборудования менее эффективно, изначально выбранное корректное подключение:

• Учитывая, что перекос фаз является аварийной ситуацией, его легко можно устранить путём перераспределения нагрузок. Для этого все потребители включаются в цепь таким образом, чтобы на каждый автомат приходилось равномерное распределение нагрузки.
• При обрыве кабеля необходимо устранить неисправность.
• Во время подключения оборудования следует учитывать коэффициент одновременного использования каждого прибора, чтобы исключить образование пиковых нагрузок на одной фазе.

При выполнении всех приведённых выше условий, перекоса фаз можно избежать, если проблема не будет касаться внешних факторов и проблем с функционированием высоковольтной сети.

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Определить причину перекоса фаз в трехфазной сети очень просто для этого необходимо проверить оборудование на наличие одной из трёх возможных неисправностей, связанных с возникновением асимметрии и скачками напряжения:

• Неправильное распределение между однофазными потребителями электроэнергии в сети с одновременным включением, что влечёт за собой перегрузку одной фазы и недогрузку другой.
• В случае дефекта нулевого кабеля, что вызывает резкий скачок напряжения, когда одна из фазных жил начинает выполнять роль нейтрали.
• При заземлении фазного провода, что влечёт за собой КЗ и срабатывание автоматического защитного устройства.

При выявлении любой из перечисленных выше причин, необходимо устранить проблему для нормальной работы всех электрических приборов, включённых в сеть.

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Для обеспечения защиты от перекоса фаз до возникновения негативных необратимых последствий, следует провести ряд профилактических мероприятий:

• Интеграция в сеть реле контроля фазного тока. Устройство обеспечивает непрерывное считывание показателей скачков напряжения. На приборе заранее выставлены граничные условия, при достижении которых он автоматически обеспечивает расцепление цепи.
• Перед включением в сеть оборудования необходимо провести проверку фазных жил и нейтрали на предмет обрыва и надёжности контактов.
• Включение в общую сеть 3-фазных стабилизирующих приборов. Перед приобретением следует ознакомиться с техническими характеристиками, так как выравнивание напряжения неизбежно влечёт за собой потерю мощности.

Для обеспечения бесперебойной работы сети на весь период эксплуатации, следует установить трансформатор, обеспечивающий симметрию распределения нагрузок, вне зависимости от количества и мощности потребителей.

Устранение перекоса фаз в трехфазной сети

Чтобы устранить перекос фаз в трёхфазной сети, необходимо последовательно выполнить определённые шаги:

• Изменить схему подключения электроприборов в сеть с перераспределением нагрузок, исходя из их единовременной эксплуатации.
• Изначальная сборка цепи по заранее разработанному проекту, исключающему явление асимметрии.
• Включение в сеть трёхфазного стабилизатора, рассчитанного на предельно допустимую на данном контуре нагрузку.

Для устранения последствий перекоса, требуется установка автоматов с корректно подобранными параметрами.

Расчет перекоса фаз

Расчёт перекоса фаз можно выполнить в одно действие по формуле:

U_min / U_max * 100%,

U_min – минимальное напряжение на одной из фаз,

U_max – максимальное напряжение на противоположной фазе.

Является безразмерной величиной, который определяется в % от номинального значения напряжения в сети.

Допустимый перекос по фазам ПУЭ

Согласно ПУЭ, которые являются нормативной документацией, допустимый перекос фаз в трехфазной сети составляет следующие величины:

• Если перекос определяется в распределительных щитках (РЩ), предельное отношение напряжений не может достигать более 30%.
• В случае, когда дисбаланс наблюдается на ВРУ – вводно-распределительных устройствах – 15%.
• При выявлении асимметрии на обратной последовательности – 2%.
• Перекос фаз на прямой последовательности должен быть не более 4%.

При выявленных отклонениях в пределах указанных диапазонов, эксплуатация электроустановок не влечёт за собой поломку оборудования и исключает КЗ, что снижает риск поражения током. Допустимый перекос фаз по току ПУЭ сравнивается с фактическим показателем на основании проведённых замеров, что позволяет дать заключение о работоспособности сети.

Заключение

Перекос фаз в трехфазной сети – это негативное явление, возникающее при некорректном распределении нагрузок между глухозаземлённой нейтралью и фазным кабелем. Как правило, причиной таких неполадок может быть неправильная сборка цепи и пренебрежение коэффициентом совместного использования оборудования, включенного в неё. Все работы по подключению необходимо вести в строгом соответствии с проектом, а в сеть интегрировать стабилизирующие устройства. Для устранения перекоса фаз следует изменить схему подключения сети, либо установить на вводе специальный трансформатор.

Полезная информация — Технадзор 77

Испытания разъединителей

Высоковольтное электрооборудование должно монтироваться и эксплуатироваться, согласно регламентным требованиям ПУЭ. Во избежание короткого замыкания или наступления других аварийных ситуаций, в электроустановочные изделия интегрируются защитные детали, обеспечивающие своевременное размыкание цепи. Для обеспечения безопасной работы кабельной линии и включённых в неё периферийных устройств, требуются периодические испытания разъединителей.    Когда неоходимо проводить испытание разъединителей Испытание разъединителей на высоковольтной…

Испытания высоковольтных выключателей

Высоковольтные выключатели являются одними из самых важных элементов электроустановочных изделий. От их корректной работы зависит своевременное обесточивание высокотехнологичных устройств, функционирующих под высоким напряжением, а также такие возможность оперативного переключения режимов их работы. Согласно требованиям ПУЭ, во время пуско-наладки электрооборудования проводятся регламентные испытания высоковольтных выключателей. Замеры сопротивления изоляции Для безопасной эксплуатации кабельной линии и периферийных устройств,…

Испытание воздушных выключателей

Эксплуатация высоковольтной кабельной линии сопровождается возникновением большого количества внештатных ситуаций. Во избежание выхода электрооборудования из строя, в цепь включаются автоматические защитные устройства, которые обеспечивают её своевременное размыкание, в случае наступления аварии или кроткого замыкания. Для обеспечения бесперебойной работы систем защиты, согласно требованиям нормативной документации, проводится испытание воздушных выключателей. Необходимость испытания воздушных выключателей Испытание воздушных выключателей…

Измерение сопротивления грунта

Каждая силовая кабельная линия и включённые в неё периферийные устройства должны быть заземлены для обеспечения безопасной эксплуатации инженерной сети. Измерение сопротивления грунта регламентируется действующими нормативами. Обследование позволяет определить глубину заложения заземлителей, расстояние между тоководами, а также выполнить обязательные требования безопасности, соблюдение которых необходимо для нормальной эксплуатации электрооборудования. Определение удельного электрического сопротивления грунта в полевых условиях…

Эксплуатационные испытания электроустановок

Эксплуатация высоковольтного электрооборудования и кабельных линий накладывает на балансодержателя и владельца инженерной сети большую ответственность. Каждый элемент безопасности должен быть исправен и срабатывать при наступлении внештатной ситуации в любое время. Со временем, часть оборудования может выйти из строя или работать некорректно. Чтобы этого не произошло, в соответствии с требованиями ПУЭ, назначаются периодические эксплуатационные испытания электроустановок….

Осмотр трасс кабельных линий

Эксплуатация высоковольтных кабельных линий, как правило, подразумевает риск механического повреждения, окисления контактов и других нарушений, что может привести к негативным последствиям. Согласно нормативным требованиям, во избежание возникновения аварийной ситуации, во время эксплуатации электрооборудования требуется профилактический осмотр трасс кабельных линий. Для чего нужно проводить осмотр трасс кабельных линий Периодическое плановое обследование кабельных линий проводится для достижения…

Испытание вакуумных выключателей повышенным напряжением

Защитные системы играют важнейшую роль в обеспечении безопасности при эксплуатации высоковольтного оборудования. Автоматические размыкатели цепи своевременно прекращают подачу напряжения на токопроводящих жилах, что позволяет избежать выхода высокотехнологичных приборов из строя и наступления аварийных ситуаций. Для обеспечения нормальной работоспособности электроустановочных изделий, согласно требованиям ПУЭ, назначается профилактическое испытание вакуумных выключателей повышенным напряжением. Цель проведения испытания Регламентное испытание…

Периодичность проверки УЗО

Устройства защитного отключения являются важнейшими элементами силовой кабельной сети. Приборы обеспечивают безопасность во время эксплуатации электрооборудования, своевременно размыкая цепь при возникновении короткого замыкания или наступления аварийной ситуации. Для предотвращения сбоев в работе автоматов, необходимо обеспечить регламентную периодичность проверки УЗО. Когда необходимо проводить проверку Периодичность проверки УЗО в электроустановках регламентируется требованиями нормативной документации. Контроль работоспособности дифференциальных…

Приёмка строительных работ

Возведение объекта капитального строительства сопровождается многочисленными инженерными решениями и монтажными операциями. Каждый вид работ разбивается на этапы, которые выполняются силами структур генподрядчика или привлечённых организаций. По завершении монтажа ответственных конструкций или прокладки инженерных сетей, назначается комиссия, которая осуществляет приёмку строительных работ. Приемка фактически выполненных работ Оформление приёмосдаточного акта производится после контроля качества работ в строительстве….

Что должен знать технадзор

В обязанности технадзора на площадке строительства входит инспекция качества работ, своевременное выявление или предотвращение нарушений, а также оформление исполнительной документации по факту приёмки каждого этапа монтажа. Технический надзор является штатным сотрудником службы заказчика и представляет интересы инвестора капстроительства. К данному исполнительному органу предъявляются требования по наличию диплома о высшем профильном образовании и удостоверения о прохождении…

Методика испытания повышенным напряжением

Электроустановочные изделия и силовое оборудование относятся к инженерным системам, эксплуатация которых неизменно сопряжена с повышенной опасностью. Перед вводом в эксплуатацию, кабельная проводка с включёнными в неё приборами и распределительными щитками должна подвергаться ряду тестов. Одними из наиболее уязвимых частей электроустановочных изделий являются кабели, которые могут подвергаться воздействию грозовых разрядов. Сечение токопроводящей жилы должно быть подобрано…

Нормативы и методические указания к проведению электротехнических испытаний АВР

Стабильность работы электрооборудования во многом зависит от бесперебойного электроснабжения. Когда основная сеть выходит из строя, в силовой кабельной цепи предусматривается АВР – автоматический ввод резерва. В соответствии с требованиями ПУЭ, любая электроустановка должна подвергаться тестированию перед вводом в эксплуатацию. Это гарантирует её безопасную и бесперебойную эксплуатацию. Испытание устройств АВР регламентируется требованиями нормативной документации и является…

Замер сопротивления заземления

Заземление – один из важнейших элементов безопасности в любой электроустановке. При наличии заземляющего кабеля с минимальным сопротивлением практически полностью исключается опасность поражения человека электрическим током. Чтобы оборудование работало исправно, перед вводом его в эксплуатацию, проводится измерение сопротивления заземления, численная характеристика которого не должна превышать максимально допустимые значения по ПУЭ. Как работает заземляющее устройство Принцип действия…

Образец оформления протоколов и технического отчета по электроизмерениям

Электроустановочные изделия относятся к оборудованию, эксплуатация которых сопряжена с повышенной опасностью для человека. В связи с этим, действующие нормативы регламентируют периодичность проведения проверок и испытаний любых элементов кабельной сети. Каждое обследование проводится, в соответствии с определённым алгоритмом и применением метрологических приборов. По результатам любого испытания составляется официальный документ – технический отчет электролаборатории, в котором полученные…

Проверка релейной защиты, автоматики и телемеханики

Современные силовые и слаботочные линии, смонтированные на жилом, общественном или производственном объекте, оснащаются системами релейной защиты, автоматизации и диспетчеризации для возможности удалённого контроля их работоспособности. Оборудование относится к высокотехнологичным установкам и может дать сбой, что нередко вызывает непредсказуемые последствия. Чтобы избежать чрезвычайных ситуаций, регламенты предписывают проведение периодической проверки релейной защиты и автоматики. Назначение и область…

Что делать с этой ошибкой системы питания

На промышленных предприятиях довольно часто возникают проблемы с электропитанием. Гармоники тока, асимметрия напряжения и асимметрия тока некоторые из них.

Эти проблемы приводят к ненормальному функционированию систем электроснабжения.

Наиболее опасным из них является несимметричное напряжение.

Давайте узнаем о проблемах с дисбалансом напряжения и о том, как их предотвратить.

Специального определения дисбаланса напряжения нет, это просто разница напряжений между разными фазами.

Как правило, в трехфазных двигателях или многофазных системах напряжение между разными фазами должно быть одинаковым или почти равным.

Однако из-за некоторых проблем трехфазные напряжения становятся неравными, что приводит к возникновению токов обратной или нулевой последовательности.

Иногда наблюдаются обширные дисбалансы напряжения.

В результате он влияет на многофазные двигатели и другие электрические нагрузки.

Несбалансированное напряжение в основном вызывает отказ двигателя из-за сильного нагрева.

Поскольку несимметрия напряжения приводит к высоким токам несимметрии, эти токи выделяют тепло и повышают температуру обмотки.

В результате может повредиться изоляция двигателя.

Кроме того, сильный дисбаланс напряжения может привести к перегреву компонентов двигателя, что может привести к серьезному или необратимому повреждению двигателя.

Неисправности двигателя, в свою очередь, приводят к простою пользовательского оборудования.

Дисбаланс напряжения также создает напряжение обратной последовательности, и это отрицательное напряжение создает противоположный крутящий момент.

В результате возникает вибрация и шум в двигателе.

Иногда дисбалансы в энергосистемах также приводят к выходу из строя трансформатора, и выход из строя реле также является одним из его неблагоприятных последствий.

Изображение: обмотка двигателя

Несколько факторов влияют на дисбаланс напряжения в распределительной линии, который является либо общим, либо связанным с двигателем.

Общие:

• Неравномерное распределение однофазных нагрузок
• Перегрузка фидеров из-за электрических неисправностей
• Неисправное оборудование
• Несбалансированное напряжение источника питания

Двигатель:

• Неправильное подключение трансформатора
• Несимметричная нагрузка в трех фазах
• Неравный импеданс трехфазной распределительной системы
• Несбалансированная нагрузка конденсаторов

Изображение: перегрузка

Определенные стандарты определяют предел асимметрии напряжения, и ANSI рекомендует 3-процентную асимметрию напряжения для электрических систем.

Вы должны использовать этот процент в условиях холостого хода.

Однако, по данным Pacific Gas and Electric, этот процент дисбаланса напряжения не должен превышать 2,5.

Согласно NEMA MG-1-1998 предел дисбаланса всего 1 процент, и это правило является самым строгим.

NEMA — это ассоциация, представляющая производителей двигателей.

В соответствии с правилом NEMA 1% дисбаланс напряжения, асимметрия тока 6-10%.

С другой стороны, некоторые производители устанавливают текущее значение дисбаланса менее 5%.

Очень важно получить действующую гарантию, а это означает, что требования производителей более строгие, чем NEMA MG-1.

Иногда из-за этой разницы между покупателями и производителями возникают споры.

Таким образом, вам необходимо проверить руководство по обслуживанию утилиты в определенном месте.

Для проверки асимметрии напряжения необходимо измерить междуфазное напряжение.

Трехфазная система имеет соединение между фазами.

Таким образом, не измеряйте фазное напряжение.

Измерьте междуфазное напряжение с помощью вольтметра.

Согласно IEEE, это соотношение компонентов прямой и обратной последовательности.

Теперь используйте эту формулу для расчета процента асимметрии напряжения.

Процент дисбаланса напряжения = 100* (максимальное отклонение напряжения/среднее напряжение)

Среднее напряжение представляет собой среднее значение напряжений на всех трех фазах.

Эта формула определяет несимметричную величину напряжения, присутствующую в системе.

При наличии необходимо определить источник проблемы.

Несбалансированная ситуация может быть связана с двигателем или мощностью.

Выполните следующие действия, чтобы определить источник дисбаланса:

• Во-первых, измерьте и запишите ток через каждую нагрузку
• Во-вторых, поверните все линии электропередач (три) на одну позицию. Однако, пожалуйста, не меняйте порядок; это изменит вращение двигателя.
• Теперь снова измерьте ток во всех отведениях в этом новом положении.
• Теперь снова поверните все линии электропередач еще на одну позицию.
• Снова запишите ток по всем линиям в новой позиции
• Для каждых трех оборотов вычислить среднее значение тока. Обратите внимание на комбинацию проводов питания/двигателя, которая показывает максимальное отклонение от среднего тока.
• Наконец, сравните все три линии электропередач с самыми актуальными отклонениями. Если комбинация всегда имеет один и тот же вывод двигателя, проблема связана с двигателем. С другой стороны, такая же линия питания в сочетании указывает на проблему с блоком питания.

Изображение: электрик тестирует промышленную машину

Проблемы качества электроэнергии в распределительных сетях очевидны.

Вы не можете сделать дисбаланс напряжения нулевым в распределительной системе по трем причинам:

• Во-первых, подключение и отключение однофазных нагрузок случайны
• Во-вторых, из-за неравномерного распределения нагрузок в трехфазной системе
• Наконец, из-за асимметрии системы питания

Тем не менее, вы можете смягчить это после тщательного изучения дисбаланса напряжения.

Чтобы уменьшить влияние асимметрии напряжения, вы можете использовать следующие методы:

• Перераспределить однофазные нагрузки по всем фазам.
• Уменьшить неравное сопротивление из-за трансформаторов и линий
• Уменьшите однофазные регуляторы, чтобы исправить дисбаланс. Тем не менее, вы должны использовать их осторожно.
• Используйте активные и пассивные электронные системы для исправления дисбаланса напряжения.

• Балансировка нагрузки?

• Избегайте подключения чувствительного оборудования к системам с однофазными нагрузками
• Убедитесь, что правильно подобраны реакторы на стороне переменного тока и в звене постоянного тока.
• Уменьшает влияние дисбаланса напряжения в скоростных приводах.
• Наличие пассивных сетей.

Влияние дисбаланса напряжения вредно для двигателей.

Таким образом, вы должны адекватно найти и устранить проблему.

Балансировка напряжения увеличивает срок службы оборудования.

В результате вы экономите время, энергию и затраты на обслуживание.

Таким образом, было бы лучше, если бы вы должным образом протестировали электрооборудование.

Мы можем помочь вам в управлении вашими электрическими системами.

Мы занимаемся кабельными сборками высшего качества.

Исследование дисбаланса напряжения (небаланса) | Омадзаки Инжиниринг

Исследование дисбаланса электрического напряжения – это деятельность по проведению комплексного анализа проблемы дисбаланса напряжения в электроэнергетической системе. Исследования по анализу асимметрии напряжения помогают руководителям коммунальных предприятий и предприятий понять определение асимметрии напряжения, причин, следствий или последствий, а также определить подходящие методы смягчения последствий. Это исследование также является аспектом исследования и анализа потока нагрузки и исследования качества электроэнергии — Omazaki Engineering является консультантом, который занимается исследованиями небаланса напряжения и консультационными услугами по анализу. Если вы ищете консультантов по анализу дисбаланса напряжения и обучению для ваших проектов электрических систем или существующих объектов в Индонезии и Юго-Восточной Азии, свяжитесь с нами, отправив электронное письмо по адресу [email protected] или заполнив контактную форму.

Дисбаланс напряжения может быть очень опасен для электрооборудования. Источник проблемы должен быть тщательно изучен и исправлен. Благодаря расчету или измерению дисбаланса напряжения это может помочь сэкономить деньги и энергию за счет повышения эффективности и, возможно, предотвращения дорогостоящих отключений оборудования из-за отказа.

——————————————

Дисбаланс или дисбаланс напряжения определяется IEEE как отношение отрицательной или нулевой последовательности компонента к компоненту положительной последовательности. Проще говоря, это изменение напряжения в энергосистеме, в котором величины напряжения или разность фаз между ними не равны. Из этого следует, что эта проблема качества электроэнергии затрагивает только многофазные системы (например, трехфазные).

В трехфазных системах дисбаланс напряжения или дисбаланс напряжения возникает, когда фазное или линейное напряжение отличается от номинального сбалансированного состояния. Нормальное сбалансированное состояние — это когда напряжения трех фаз одинаковы по величине, а фазовые углы векторно смещены на 120 градусов. Дисбаланс может быть вызван разницей в величине напряжения или фазового угла, или того и другого. С точки зрения надежности и качества электроэнергии первостепенное значение имеет хороший баланс напряжения в системе.

Ниже приведены некоторые факторы, которые могут способствовать асимметрии напряжения:

• Напряжение источника электроэнергии (общественной сети или собственного производства), которое не сбалансировано
• Неравный импеданс трехфазной распределительной системы
• Несбалансированная нагрузка конденсаторов коррекции коэффициента мощности [например, перегоревший предохранитель в одной фазе]
• Неравномерное распределение однофазных нагрузок
• Нагрузка не сбалансирована, несмотря на то, что она подключена по трем фазам
• Неправильное включение трансформатора

Как и падение напряжения, дисбаланс напряжения неоспорим. Проблема возникает, когда разница величины и угла напряжения превышает допустимые пределы или допустимый процент, установленный применимыми стандартами.

Последствия значительных дисбалансов напряжения в энергосистемах и оборудовании широко распространены и серьезны. Серьезный дисбаланс может резко сократить жизненный цикл оборудования, значительно ускорить цикл замены оборудования и значительно увеличить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание системы. Кроме того, для 3-фазной 4-проводной системы дисбаланс напряжения приводит к увеличению тока в нейтральном проводе и вызывает неисправность реле.

Основные последствия дисбаланса напряжения описаны ниже:

• Дополнительная потеря мощности
• Недостаток безопасности
• Отказ двигателя
• Сокращение жизненного цикла
• Неисправность реле
• Неточное измерение
• Отказ трансформатора

——————————————

Воздействие чрезмерной асимметрии напряжения на энергосистемы и оборудование является обширным и серьезным. Серьезные дисбалансы могут значительно сократить срок службы оборудования, значительно ускорить циклы замены оборудования и значительно увеличить затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание системы. Для систем с 3 фазами 4 дисбаланс напряжения приводит к увеличению тока в нейтральном проводе и вызывает выход из строя реле.

Дисбаланс напряжения приведет к дополнительным потерям мощности, снижению эффективности системы, сокращению срока службы двигателя и т. д. Кроме того, некоторые ненормальные условия эксплуатации и технического обслуживания также вызывают дисбаланс напряжения и приводят к негативным последствиям для оборудования и систем. К таким условиям относятся такие проблемы, как плохой электрический контакт, неправильная установка батарей конденсаторов, работа однофазных двигателей и т. д. Эти условия эксплуатации и обслуживания могут возникать нечасто. Однако, если это произойдет, это вызовет очень серьезные проблемы для системы или оборудования.

——————————————

• Определить величину существующего дисбаланса напряжения и сравнить его с соответствующими стандартами.
• Для определения причин и последствий неуравновешенных напряжений в распределительных сетях и объектах пользователей.
• Чтобы определить методы смягчения последствий для распределительных систем и промышленности.

——————————————

Совершенно невозможно сделать нулевую асимметрию напряжения в распределительной системе. Из-за (а) хаотичности подключения и отключения однофазных нагрузок (б) неравномерного распределения однофазных нагрузок по трем фазам и (в) присущей энергосистеме асимметрии. Тем не менее, существуют методы смягчения последствий на уровне коммунальных систем, а также методы смягчения последствий на уровне отрасли (нагрузки), которые можно использовать для исправления чрезмерного дисбаланса напряжения.

• Перераспределение однофазных нагрузок поровну на все фазы.
• Уменьшение дисбаланса системы, возникающего из-за импеданса системы, например, из-за трансформаторов и линий.
• Однофазные регуляторы были предложены в качестве устройств, которые можно использовать для исправления дисбаланса, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что они тщательно контролируются, чтобы не вызвать дальнейший дисбаланс.
• Пассивные сетевые системы и электронные системы с активной мощностью, такие как статический компенсатор реактивной мощности и сетевые кондиционеры, также были предложены для коррекции дисбаланса. По сравнению с пассивными системами, активные системы способны динамически корректировать дисбаланс.

• Балансировка нагрузки.
• Использование пассивных сетей и статического компенсатора реактивной мощности.
• Оборудование, чувствительное к асимметрии напряжения, не должно подключаться к системам, питающим однофазные нагрузки.
• Влияние асимметрии напряжения на приводы переменного тока с регулируемой скоростью можно уменьшить, правильно подобрав реакторы на стороне переменного тока и в звене постоянного тока.

——————————————

Контакт Omazaki Engineering , если вы ищете консультанта по анализу или оценке дисбаланса напряжения или дисбаланса, который предоставляет сопутствующие консультационные услуги с использованием программного обеспечения ETAP для вашего нового проекта или для других целей, связанных с вашей существующей электрической системой.

——————————————

• Исследование и анализ энергосистемы
• Исследование и анализ потока нагрузки
• Исследование координации защиты
• Исследование и анализ запуска двигателя
• Исследование устойчивости энергосистемы при переходных процессах
• Гармоническое исследование и анализ
• Исследование и оценка вспышки дуги
• Исследование и оценка качества электроэнергии
• Исследование и анализ падения напряжения

• IEEE Std 1459 Стандартные определения IEEE для измерения количества электроэнергии в синусоидальных, несинусоидальных, сбалансированных или несбалансированных условиях
• IEEE Std 1159 Рекомендуемая практика IEEE для мониторинга качества электроэнергии
• IEC/TR 61000-3-14: 2010 Оценка пределов излучения гармоник, интергармоник, колебаний напряжения и асимметрии для подключения возмущающих установок к низковольтным энергосистемам
• Проблемы с качеством электроэнергии — часть 4 — дисбаланс напряжения, журнал EM, 8 июня 2019 г.