Перекос фаз в трехфазной сети как определить: Перекос фаз — причины возникновения и его устранение — Симметрирующие трансформаторы — ИНВЕСТИЦИОННЫЙ ПОРТАЛ ВОЛГОГРАДСКОЙ ОБЛАСТИ

14.05.2021

Содержание

Перекос фаз. Причины возникновения и устранение. Защита

В трехфазной электрической сети на каждой фазе должно быть одно и то же напряжение, с допустимым отклонением. Если напряжение распределено по фазам неравномерно, то возникает перекос фаз. В результате такого явления в промышленном оборудовании (электродвигатели, трансформаторы) происходит значительное уменьшение мощности. В бытовых условиях такой перекос между фазами может привести к неисправностям электрических устройств и других потребителей энергии.

Когда электрические устройства подключены на одну фазу, то есть риск возникновения перекоса между фазами. Чтобы не допускать нарушения снабжения электрической энергией, необходимо разобраться в том, от чего возникает такое отрицательное явление.

Причины возникновения

Существуют разные причины перекоса по напряжению между фазами. Основной популярной причиной стало неравномерное и неграмотное распределение нагрузки по фазам сети. При появлении перекоса на участке с трехфазным питанием, можно говорить о том, что некоторые фазы эксплуатируются с чрезмерной нагрузкой, а третья фаза нагружена незначительно.

Чаще всего однофазные нагрузки в виде бытовых электрических устройств подключают на одну фазу. Поэтому перекос фаз появляется при одновременном запуске нескольких мощных устройств. Начальными признаками перекоса являются работающие бытовые приборы, у которых заметно снизилась мощность, либо они совсем отключились. При этом приборы освещения стали выдавать тусклый свет, а лампы дневного света при этом мерцают.

Для более точного определения того, есть ли перекос фаз, нужно вызвать специалиста, и на месте провести тщательную проверку. Только путем проведения измерений можно выявить разницу в напряжении на разных фазах.

Последствия и опасность

Главная опасность этого явления состоит в некорректной работе бытовых устройств, и возникновения возможности выхода их из строя. Максимальная часть отрицательных последствий приходится на разные виды электрических двигателей, установленных в различной бытовой технике.

Отрицательные факторы влияния перекоса фаз делятся на три вида:

Возникновение неисправностей подключенных электрических устройств, оборудования и приборов, снижение их срока эксплуатации.
Неисправности источников электроэнергии: повреждения, повышение расхода энергии, снижение срока службы источника.
Негативные факторы для потребителей энергии: повышение затрат на оплату электроэнергии, вероятность получения травм, необходимость проведения ремонта и обслуживания электрооборудования.

Если перекос фаз образовался на автономной отдельной электростанции, то потребление топлива и смазочных материалов в этом случае существенно повысится, а генератор может выйти из строя. Если на одной фазе напряжение выше, чем на двух других фазах, то нарушается электробезопасность, что может привести к возгоранию электропроводки и оборудования.

В результате видно, что последствия этого отрицательного явления существенные, их устранение и решение может привести к значительному материальному ущербу. Для предотвращения таких негативных ситуаций, необходимо заблаговременно принять соответствующие меры.

Способы защиты

Для нормальной эксплуатации трехфазной сети, а также чтобы напряжение на отдельной фазе соответствовала номинальному значению, необходимо применять специальные приборы и устройства. Обычно для этого подключают стабилизатор напряжения.

В быту применяются однофазные исполнения, способные защитить электрооборудование. В производственных условиях используется 3-фазный стабилизатор, включающий в себя три однофазных устройства. Однако полностью устранить фазные перекосы эти приборы не способны, так как они выравнивают напряжение в одной фазе.

Иногда такие устройства сами создают условия для неравномерного распределения электроэнергии. Эта проблема может решиться только с помощью специальных технологий, выравнивающих напряжение между всеми фазами.

Существует несколько способов защиты:

Использование устройств, выравнивающих нагрузку по фазам в автоматическом режиме.
Создание проекта снабжения электрической энергией объекта с учетом предполагаемых значений нагрузок.
Изменение электрической схемы цепи с учетом мощности потребителей.
Подключение специального реле, которое будет контролировать величину напряжения на фазах, и отключать питание при выявлении несимметрии.

Такими методами можно защитить электрические устройства от неисправностей, и исключить перекос напряжения.

Симметрирующий трансформатор

Чтобы предотвратить перекос напряжений между фазами и поддерживать определенное значение фазного напряжения, следует применять специальную технологию, позволяющую выравнивать значение напряжения не отдельно на некоторой фазе, а обеспечивать симметричность всех трех фаз, то есть всю трехфазную сеть. Такая альтернативная технология реализована в симметрирующем трансформаторе.

Диапазон измерений

Такой инновационный прибор может работать при 100-процентном перекосе напряжения и способен устранить фазный перекос напряжений в широком интервале их изменений, при любых причинах возникновения этого негативного явления:

Перекос во входной сети пинания, возникший вследствие повреждений распределительной сети.
Неравномерное разделение нагрузок между фазами.
Включение в работу мощного устройства.
Смешанные причины перекоса.

Практическое использование

Задачами, разрешаемыми путем включения в работу симметрирующего трансформатора, являются:

Равномерное распределение потребителей между фазами.
Устранение перекоса фазных напряжений (выравнивание всех фаз между собой в трехфазной сети).
Поддержание заданного значения напряжения на каждой фазе.
Преобразование трехфазной электрической сети питания в 1-фазную сеть:
— с гальванической развязкой сети питания и потребителя электроэнергии;
— без гальванической развязки;
— с изменением (повышением или снижением) напряжения на его выходе.
Преобразование трехфазной сети, состоящей из трех проводов, в трехфазную сеть с четырьмя проводами (создание рабочего нулевого провода для возможности подсоединения нагрузки на фазу).
Возможность получения 50% 3-фазной мощности с одной фазы.
Применение генераторов с меньшей мощностью для такой же группы потребителей.
Включение в работу более мощных нагрузок при ограничениях на допустимую мощность из общей государственной сети, либо при работе от автономного источника.
Во время промерзания трубопроводов или обледенения проводов возможен отогрев этих коммуникаций, а также другого оборудования.

Допустимые нормы на перекос фаз

Основным рабочим документом, регламентирующим качество электрической энергии, и нормы несимметрии в трехфазной сети считается ГОСТ13109-97, а допускаемое отклонение нагрузок определяется по документу СП31-110, в котором для вводно-распределительных устройств допускаются разница величины нагрузок между фазами не более 15%, а для распределительных щитов – не более 30%.

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему.

Одним из выдающихся благ цивилизации является электричество. Благодаря тому, что это открытие в наше время так распространено, жизнь общества в целом, и каждого человека в отдельности, значительно упростилась и стала более комфортной.

Вместе с тем, время от времени, в электросети могут возникать трудности, требующие решения. Одной из проблем многих частных владений, общественных заведений и производственных мощностей является перекос фаз.

Что это такое, и как его исправить?

Что такое перекос фаз: Перекос фаз – это состояние электрической сети, при котором одна или две из трех фаз нагружены сильнее, чем остальные. При этом наблюдается значительное снижение мощности трехфазных электрических приборов, преимущественно двигателей и трансформаторов. Но это, что касается промышленных сетей.

В бытовых условиях перекос наблюдается более выражено, при этом может даже возникать риск выхода из строя электроприборов с преобладающей реактивной нагрузкой. К таким относятся компрессоры холодильников, вентиляторы, приборы с простыми силовыми трансформаторными источниками питания. То все то, что не имеет четкой гальванической развязки с сетью и схему защиты от перенапряжений и просадок.

Следует отметить, что существуют разные виды перекоса в электросети. В зависимости от типа проблемы, выбирается наиболее оптимальный способ ее решения. Остановимся на наиболее распространенной и, в то же время, самой простой ситуации – перекос фаз, вызванный неравномерным распределением внутрисетевой нагрузки.

Большинство сетей являются трехфазными. Если в них нагрузка распределена неравномерно, в следствии чего одна или две фазы перегружены, а третья (или же две) недогружена, происходит перекос. На практике это может выглядеть следующим образом: подавляющее большинство однофазных нагрузок питаются от одной фазы, тогда как остальные могут быть вовсе не задействованы либо использоваться по минимуму.

Наиболее часто встречаются ситуации неисправности, в которых при подключении электропитания к трансформаторам не учитывается их потребляемая мощность. Таким образом, бывает, что физически фазы имеют приблизительно одинаковое количество подключений, но вот потребляемая этими подключениями мощность существенно отличается.

Сосредоточие на одной из фаз приборов с высоким потреблением электричества неизбежно вызывает неравномерную нагрузку между фазами. То же самое можно сказать и об общественных и промышленных объектах – во всех случаях очень важно следить за равномерным распределением нагрузки между имеющимися фазами, это позволит предотвратить возникновение сложностей.

Что же собой представляет перекос фаз с точки зрения электротехники?

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине. Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины. Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

AB=BC=CA=380 В;

AN=BN=CN=220 В.

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN.

Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Чем опасен перекос фаз.

Во время перекоса наблюдается неравномерная нагрузка на фазы – на задействованной напряжение падает ниже нормы, тогда как недогруженная фаза испытывает скачок напряжения, превышающий допустимые показатели. Результаты такого положения могут быть плачевными для многих электроприборов. Это вызвано тем, что отдельный прибор может либо недополучать требующейся мощности, либо получать ее в избытке. Особенно такое положение опасно для приборов, потребляющих много энергии: двигателей для ворот, насосов, оборудования, использующегося в бассейнах и при поливе.

Вернемся: как исправит проблему с перекосом фаз?

Предотвратить негативные последствия для оборудования от перекоса между фазами позволяет трехфазный автомат. Если мощность в одной фазе превышаю предусмотренную нагрузку, автоматически отключается электричество во всем доме/линии. Это не является решением ситуации, потому что лишь подобный подход не позволяет использовать всю доступную мощность. К примеру, при трехфазном автомате на 16А, при превышении нагрузки на одной фазе 16А – система отключится, но это не позволяет полностью использовать всю возможную мощность 48А (16Х3).

Идеальным вариантом является планирование всех мощностей на начальном этапе проектирования здания, таким образом можно равномерно распределить напряжение между всеми фазами, предотвратив тем самым перекос. Если же здание уже сдано в эксплуатацию – можно замерить напряжение на каждой фазе в отдельности, для этого используется вольтметр, и при необходимости осуществить перераспределение.

Реальные рабочие условия

При стандартном распределении на дом с тремя подъездами обычно одна фаза используется для питания одного подъезда, вторая для второго и третья, соответственно, для третьего. Это позволяет равномерно нагрузить развязывающий понижающий трансформатор на подстанции и обеспечить ему оптимальные режимы работы. Но это справедливо, только если нагрузка примерно одинакова, притом как в активной, так и реактивной составляющей.

Но, к сожалению, потребителю не объяснишь, что необходимо придерживаться норм расхода электричества, а если рассматривать сельскую местность, то многие умельцы в сеть подключают очень большую активную нагрузку, что существенно ухудшает условия работы трансформатора на подстанции. Через одно плечо начинает течь больший ток, чем через остальные, тем самым разогревая магнитопровод, а это приводит к возникновению в нем паразитных вихревых токов, нарушающих режим работы источника еще сильнее.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Нормы на перекос фаз

Перекос фаз явление в электротехнике встречающееся довольно часто. Практики хорошо знакомы с ним и знают его последствия. А вот причина негативных его проявлений далеко не всем понятна.

Кабельная линия, проверка на перекос фаз

Сначала давайте определимся в терминах. Речь идет о разнице напряжений, между фазами в трехфазной сети или фазными и нулевым проводником в той же трехфазной цепи. Под перекосом мы будем понимать различие этих напряжений.

Напомним, что любая трехфазная цепь может быть выполнена с «глухо заземлённой нейтралью» либо с «изолированной нейтралью». Первая имеет три фазных проводника и, так называемый, нулевой провод. Вторая только три фазных проводника. Соответственно, потребители в первой цепи могут быть соединены как в треугольник, так и на звезду. Во второй только в треугольник. В сети 380/220 В с глухо заземлённой нейтралью потребители, в подавляющем большинстве случаев, подключены по схеме «звезда». Это относится как к асинхронным двигателям, так и к «осветительным нагрузкам». О таких случаях мы будем вести речь в дальнейшем. Сделаем одно замечание. Сопротивление питающих линий является конечным, носит омический характер и должно учитываться при расчете трехфазной цепи.

Так называемый перекос фаз, является отклонением от нормальной разницы между мгновенными значениями линейных напряжений, либо результатом изменения фазового угла между линейными напряжениями. Последний случай можно исключить из рассмотрения, так как он встречается крайне редко.

Когда мы определились с терминами можно перейти к рассмотрению вопроса по существу. И тут становиться всё просто. Предположим, что все нагрузки у нас осветительные. Под этим термином понимают активные нагрузки, например в виде ламп накаливания. Ещё, предположим, что к одной из фаз подключено лампочек значительно больше чем к остальным. Токи, протекающие через них, по законам Кирхгофа будут протекать не только через нулевой проводник но, и через других потребителей. В результате падение напряжения на потребителях других фаз неизбежно вырастет.

Это и вызывает перекос фаз.

Щит электрический, питающий кабель, проверка на перекос фаз

Все это можно объяснить и через напряжения. Большой ток одной из фаз создает небольшое, но вполне реальное падение напряжения в нулевом проводе. Это напряжение сдвинуто на угол 120^о относительно других фаз. Поэтому напряжение, приложенное к их нагрузкам, является суммой фазного напряжения и напряжения на нулевом проводе.

Крайним случаем перекоса фаз является однофазное замыкание на «землю». В этом случае токи короткого замыкания будут протекать и через потребителей, питающихся от двух других фаз что, неизбежно, вызовет перенапряжение в них.

Ещё одним из случаев того же порядка является обрыв нулевого провода. При этом также нарушается баланс токов в нагрузках. Напряжения в сети могут изменяться крайне непредсказуемо, в зависимости от величины нагрузки на каждую из фаз. Практики знают, что напряжения в бытовых розетках, в этих условиях могут достигать даже линейных значений. Ещё перекос фаз возникает при обрыве одного из фазных проводников. Такой режим называется неполнофазным.

В любом случае перекос фаз ведёт к экономическим потерям, связанным с протеканием токов в нулевом проводнике. В теоретических основах электротехники (ТОЭ) для таких расчётов вводят понятия токов прямой, обратной и нулевой последовательностей.

Ещё раз. Существенное увеличение тока одной из фаз трехфазной сети, потребители которой соединены в звезду, незамедлительно ведёт за собой увеличение напряжения на нагрузках других фазных проводов. При этом напряжение перегруженной фазы относительно нулевого провода понижается. Чем это чревато? У ламп накаливания значительно сокращается срок службы либо светоотдача, у асинхронных двигателей, подключенных к такой сети, ухудшается КПД. В конце концов, повышенное напряжение может вывести из строя электронные приборы.

Ещё одно негативное явление это появление гармоник высших порядков при питании различных электрических машин от несбалансированной сети. Речь идет о двигателях, трансформаторах и генераторах. Это связанно с процессами, протекающими в их магнитопроводах. Гармоники высших порядков часто вызывают сбои в работе электронного оборудования. Поэтому при проектировании электрических сетей необходимо равномерно распределять нагрузки по фазам. Своды правил по проектированию считают предельным разброс нагрузок в 30% в распределительных щитках, а для вводных распредустройств 15%.

Какие требования предъявляются к перекосу фаз нормативными документами? Основным документом, определяющим качество электроэнергии, является ГОСТ 13109-97. Его требования выражаются в терминах нулевых и обратных последовательностей. Не уверены, что стоит грузить читателя столь сложными материями.

Конечно, выявить перекос фаз не сложно с помощью простейших приборов не прибегая к посторонней помощи. Но провести анализ причин перекоса фаз, выработать конкретные рекомендации по его устранению могут только профессиональные специалисты. Наша электролаборатория выполняет любые электротехнические измерения. Мы прошли государственную аккредитацию и имеем соответствующие документы. Мы с радостью поможем решить ваши проблемы.

Какие нормы на перекос фаз?

Электролаборатория » Вопросы и ответы » Какие нормы на перекос фаз?

Настоятельно рекомендуем избегать перекоса фаз на строящихся объектах, и особенно на объектах, которые реконструируются. Очень просто этого избежать ещё на стадии проектирования, когда проектировщик исходя из данных мощностей электрооборудования, распределяет нагрузки равномерно. Бывают случаи, когда расчёты оказываются неверными по тем или иным причинам и происходит перекос фаз. Нужно очень внимательно следить за соблюдением нормативных документов для исключения аварийных ситуаций.

Баланс нагрузок между фазными проводниками питающей сети зданий общественного назначения должно быть распределено таким образом, чтобы соотношение между токами наиболее загруженных и наименее загруженных фазных проводников не выходило за пределы 30% в распределительных щитах или щитках и 15% в панелях ВРУ. Прочитать данный норматив вы можете в СП 31-110, редакции 2003 года, пункт 9.5.

Так-же рекомендуем Вам ознакомиться с ГОСТ 13109-97 — О КАЧЕСТВЕ ЭЛЕКТРО ЭНЕРГИИ, п.п 5.5. В этом пункте говорится о несимметрии напряжений (в простонародии «перекос фаз») характеризующиеся следующими показателями: 1. коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности; 2. коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности. Допустимые значения коэффициента несимметрии напряжений равны 2,0 и 4,0 % соответственно.

Это касается всех, кто не доволен низким напряжение в сети, в следствии чего, горение светильников происходит в пол накала, скачками напряжения выражающимися кратковременными вспышками тех-же светильнов. Эти признаки очень часто встречаются в дачных кооперативах, садовых товариществах и деревнях. Если вас тревожат данные проблемы обращайтесь в электролабораторию и мы поможем их решить.

Основным и практически единственным способом проверить и определить перекос фаз является измерение токов на фазных проводниках в ВРУ или распределительных щитах. Данное измерение проводится токовыми клещами, например, наши инженеры пользуются цифровыми клещами токоизмерительными CMP-1. Они точные и очень удобны своим маленьким размером, позволяющим подлезть к любому проводнику в стеснённых условиях. Необходимо при максимально полной нагрузке измерить протекающий ток и сравнить показания. Эти показания не должны отличаться на 15% в ВРУ и на 30% в распределительных щитах.

Внимание: перекос фаз может повлиять на работоспособность бытовой техники и даже вывести её из строя!

Важным параметром фаз является правильное чередование. Соблюдение правильности чередования фаз важно в случаях подключения электродвигателей. При нарушении чередования фаз, двигатель может вращаться в обратную сторону или выйти из строя. Проверить чередование фаз можно прибором TKF-11.

Перекос фаз в трехфазной сети, причины и последствия – инженерная компания LiderTeh

Вопрос:
Что такое перекос фаз? Какие выраженные признаки говорят о перекосе фаз, конечно нестабильность в работе трехфазного и однофазного электрооборудования.

Ответ:

С каждым годом увеличивается количество и мощность бытовых приборов и техники в домах.

Основные признаки перекоса.

Нестабильная работа электроприборов.
При замере напряжения на фазах, показания сильно отличаются.

Перекос фаз в трехфазной сети причины и последствия.
Одна фаза может быть перегружена и напряжение на ней низкое, а другие, наоборот, с низкой нагрузкой, вот и из-за этого на них появляется высокое напряжение смотрите рис. 2

Перекос фаз представляет большую опасность для электроприборов. С низким или высоким напряжением они могут работать не правильно, вплоть до выхода их из строя. Наибольшей опасности подвергается трехфазные приборы, такие как двигатели, насосы и компрессоры.

Например, срок службы электроприборов снижается на 10-15%, при длительной работе с коэффициентом несимметрии по обратной последовательности K2U = 2…4 %.

И наоборот, при работе с нормальной, номинальной нагрузкой и питанием, срок службы увеличивается вдвое.

Перекос фаз в сети делят на два основных типа:

Систематическая (вероятная)
Случайная.

Систематическая несимметрия (перекос фаз) появляется, когда одна из фаз постоянно перегружена относительно других.

Вероятностная несимметрия возникает в зависимости от случайных факторов (перемежающийся перекос фаз), когда непостоянные нагрузки в разное время перегружают разные фазы. 2. Случайная несиметрия возникает в результате короткого замыкания фазного провода и нулевого провода нейтрали- такое явление возникает редко, и является аварийной ситуацией. Также напряжения сильно зависят от сопротивления проводов и внутреннего сопротивления трансформатора.

В случае возникновения случайного перекоса фаз, при обрыве нулевого провода, напряжения распределяются по фазам пропорционально электрическому сопротивлению потребителей.

Способы устранения последствий перекоса фаз могут быть разными. Например, самый востребованный вариант, установка стабилизаторов напряжения в частном доме или применение симметрирующих трансформаторов.

Перекосы фазы в трехфазных и однофазных сетях тока (ПУЭ): причины и допустимые значения

Рассмотренное в этой публикации явление уменьшает КПД подключенного оборудования, провоцирует аварии. В некоторых ситуациях создает угрозу для жизни и здоровья пользователей. Устранить перекос фаз и обеспечить безопасную эксплуатацию техники можно с помощью комплекса специальных мероприятий.

Типичная причина подобных аварийных ситуаций – перекос фаз

Основные понятия перекоса фаз и параметров сети

Что делать, если перегорел электрический чайник? Замена ТЭНа сопоставима с покупкой нового изделия, поэтому правильное решение кажется очевидным. Однако до посещения магазина следует уточнить, почему произошла авария. Такой подход позволит выявить причину неисправности. Устранение негативных воздействий предотвратит повреждение стиральной машины, кондиционера, телевизора, другой дорогой техники.

Принципиальная схема подключения нагрузок

Электропитание частного дома, как правило, организуют по трехфазной схеме. На рисунке показано типовое распределение подключаемых устройств на несколько групп. Такой способ применяют для равномерного распределения нагрузки. Камины, станки, насосы подключают к трем фазам с учетом высокой потребляемой мощности.

Специальные клещи пригодятся для измерения тока в отдельных линиях без нарушения целостности цепей. С помощью мультиметра можно проверить напряжение в контрольных точках. Результаты исследования помогут исправить ошибки.

Диаграммы напряжений

В идеальной ситуации соблюдается равенство фазных напряжений. На второй части рисунка показан типичный перекос. Открыв инструкцию производителя, можно узнать рекомендованные технические параметры (220-240 V). Таким образом, при подключении техники в линию А-N допустимый максимум будет превышен почти на 20%: (285-240)/2,4 = 18,75. В этих условиях сильный ток способен вызвать чрезмерный нагрев ТЭНа, вплоть до разрушения.

К сведению. Подобное нарушение правил эксплуатации лишает прав на получение компенсации по официальным гарантиям.
Допустимые значения
Действующими правилами ПУЭ и стандартами ГОСТ 32144-2013 установлены предельные отклонения по несимметричному распределению напряжений в сетях 380 V. Контрольные параметры определяются специальными коэффициентами. Предельные значения не должны превышать 2% (4 %) для нулевой (обратной) последовательности, соответственно.
К сведению. Отмеченные определения выражают в векторной форме. В формулах для расчетов реальную систему с имеющимися отклонениями представляют как сумму симметричных компонентов.
Также для контроля применяют максимальное допустимое отклонение измеренных фазных токов. Отдельные нормы утверждены для типовых распределительных устройств:
ВРУ – 15%;
ЩР – 30%.
Причины возникновения явления
Кроме различных нагрузок, опасный режим эксплуатации может возникать при обрыве нулевого провода. Эту ситуацию можно рассмотреть на примере типового силового трансформатора, обмотки которого соединены по схеме «звезда».
Обрыв нейтрали
Если разорвать цепь, обозначенную на рисунке стрелкой, линия фазы «С» фактически будет выполнять функции нулевого проводника. Именно в этом участке для прохождения тока создаются самые благоприятные условия. По классическим формулам можно посчитать эквивалентное электрическое сопротивление при параллельном соединении нагрузок:
Rэкв = R1*R2*R3/(R1*R2 + R2*R3 + R1*R3).
Если использовать для примера одинаковую величину Rн = 50 Ом, для этого участка Rэкв = 125 000 / (2 500 + 2 500 + 2 500) ≈ 17 Ом.
В новой «нейтрали» напряжение может увеличиться до максимального уровня 380 V. На такой уровень типовая бытовая техника не рассчитана. Одновременно может уменьшиться до 130 V и даже ниже напряжение в связанном контуре линии «А».
Третья типовая причина несимметричности – короткое замыкание фазы на корпус или другую часть конструкции электроустановки, соединенной с заземлением.
Несимметрия в высоковольтных сетях
На выходах генератора, созданного по схемотехнике синхронной машины, стабильность рабочих параметров обеспечивается принципом работы соответствующего оборудования. Однако в некоторых случаях не исключены искажения. Асинхронные ветрогенераторы, например, создают разные уровни напряжений.
В распределительных устройствах подобный дисбаланс – редкое явление. Однако воздушные линии электропередач не создают идеально симметричными. При больших расстояниях увеличивается длина проводников, возрастает разница электрических сопротивлений. Для корректировки по специальной технологии транспозиции устанавливают особые опорные элементы.
Надо отметить! С целью экономии средств подобные конструкции применяют редко.
Асимметрия на стороне нагрузки
В этой части системы однофазный сварочный аппарат или промышленная плавильная установка способна провоцировать рассматриваемые искажения. В частном домохозяйстве нагрузки не подключают с учетом соблюдения правильной пропорциональности.
Асимметричное распределение потребителей электроэнергии по фазам
Опасность и последствия перекоса
Очевидные неприятности, которые провоцирует перекос фаз в трехфазной сети, следует дополнить особенностями эксплуатируемого оборудования. Автономный генератор в таком режиме работы будет выполнять свои функции с худшим КПД. Увеличение компенсационного тока сопровождается дополнительным расходом энергии (топливных ресурсов).
Отклонение напряжения от номинала проявляется следующим образом:
высокий уровень провоцирует короткое замыкание, срабатывание защитных автоматов, ухудшает состояние изоляционных оболочек;
низкий – уменьшает мощность силовых агрегатов, увеличивает пусковые токи, нарушает функциональность электронных схем.
Отдельно следует подчеркнуть опасные последствия перекоса, если через цепь проходит слишком высокий ток. Чрезмерный нагрев на открытых участках – типичная причина пожаров. Восстановление испорченной проводки в глубине строительных конструкций сопровождается значительными затратами.
Меры защиты
Как бороться с негативными проявлениями, станет понятно после детального изучения определенного проекта. Общая рекомендация – обеспечение равномерного распределения (подключения) нагрузок. Но выполнить это условие не всегда возможно. Наличие разнообразных однофазных потребителей значительно усложняет задачу.
Защита от перекоса фаз в трехфазной сети
Эффективный и достаточно простой способ защиты – специализированное реле. Это устройство в непрерывном режиме контролирует состояние отдельных фаз. При выходе параметров за границы определенного диапазона источник питания отключается.
Регулировка напряжения в трехфазном реле
Дополнительные функции прибора пригодятся на практике. Динамический контроль подключения отдельных фаз (очередности) окажет помощь при работе с асинхронными электродвигателями. Эта опция предотвратит вращение ротора в обратную сторону. Автоматическое отключение источника при разрыве цепи исключит рассмотренные выше аварийные ситуации.
Защита в однофазной сети
Эта часть системы не способна оказать корректирующее влияние на электроснабжение. Для защиты нагрузок по току (напряжению) устанавливают защитные автоматы. Чтобы поддерживать электрические параметры питания на оптимальном уровне, применяют стабилизаторы.
Как исправить проблему с перекосом фаз
Представленные ниже специализированные устройства выбирают с определенным запасом по мощности (20-25%). Это продлит срок службы оборудования, упростит перемещение техники и подключение новых нагрузок. Для экономии средств можно создать защиту только для отдельных групп потребителей.
Стабилизатор
Такие аппараты можно использовать для поддержания заданного уровня напряжения в одной или трех фазах. Как правило, дополнительно обеспечивается фильтрация импульсных помех. Дорогие модели формируют на выходе сигнал с минимальными искажениями синусоиды.
Современный электронный стабилизатор с индикацией рабочих параметров на ЖКИ экране
Симметрирующий трансформатор
Технику этой категории в соответствующем исполнении применяют в одно,- и трехфазных сетях. С ее помощью:
обеспечивают одинаковое распределение нагрузки для источника электропитания вне зависимости от реального распределения токов по фазным линиям;
предотвращают падение напряжения (сглаживают переходной процесс) при подключении мощных двигателей и других изделий с индуктивными характеристиками;
оптимизируют потребление электроэнергии, когда нагрузка отличается выраженными реактивными параметрами внутреннего сопротивления.
Вместо симметрирующего трансформатора для устранения перекоса применяют комплекты конденсаторов. Также используют комбинированное включение емкостных/ индуктивных компенсационных элементов.
Видео
Перекос фаз в частном доме: причины и устранение
Электричество – это выдающееся открытие, которое делает нашу жизнь комфортной. Благодаря этому изобретению, жить стало намного проще. Электричество неотъемлемая часть нашего проживания, оно освещает помещение в ночное время, на нем мы готовим еду, оно обогревает наши дома. Электрические сети иногда выходят из строя, или в их работе возникают некоторые трудности связанные с конструктивными особенностями.
Схема электрической сети частного дома
Одной из часто встречающихся проблем является перекос дома электрических фаз.
Вернуться к оглавлению
Содержание материала
Параметры сети и понятие, перекос фаз
Представьте весы с коромыслом, на середину которого положен небольшой шарик. Пока он находится в неподвижном состоянии, весы уравновешены. Стоит шарику покатиться, весы теряют равновесие и чем ближе предмет к краю плеча, тем сложнее их уравновесить. Вот и трехфазная сеть, чем- то похожа на весы, только здесь присутствует три плеча, по которым катится электричество и куда оно пойдет при перекосе, определить невозможно. В итоге перекос фаз – изменение параметров в сети приводит к аварийным ситуациям. Как бороться с этим явлением, и почему оно происходит? В видео рассказывается о явлении перекоса фаз.
Вернуться к оглавлению
Причины перекоса
Авария, которая напрямую влияет на перекос фаз – обрыв нуля, так как именно этот провод играет роль баланса в трехфазной сети. Как известно, при надлежащей работе сети из трех фаз напряжение в обоих фазных проводах составляет 220В.
Как только обрывается нуль, его функцию начинает выполнять самый малонагруженный фазный провод, напряжение падает до 127В.
Второй фазный провод начинает выдавать 380В – как вы думаете, что в этом случае происходит с бытовой техникой в доме? Конечно, она начинает выходить из строя, сильно пострадает та техника, которая находится на самом конце сети. Тем более что не все автоматы отключаются сразу. В такой ситуации приборы могут воспламениться, как и проводка. Как видим, обрыв нуля в сети вызывает непоправимые последствия, которые опасны для человека, так как отсутствие заземления может привести к поражению током, при включенных приборах.
Схема работы перекоса фаз в трехфазной сети
Еще одной причиной перекоса считается неправильное распределение напряжения в частном доме с трехфазной сетью. Например, бытовая техника, которая потребляет много энергии, сгруппирована в одном месте, и все они включены в одну розетку, а все остальные свободна. И если провести исследования сети, то на свободной фазе напряжение будет гораздо больше, чем на загруженной. Конечно, автоматы могут прекратить подачу электричества в перегруженную сеть, просто отключив фазную сеть.
Но давайте представим такую ситуацию, что автомат заклинило. Что может произойти? Перегрев проводки, деформация и возгорание, так что даже без обрыва нуля, может случиться перекос. Избежать этого просто – достаточно правильно распределить приборы, потребляющие электричество.
Схема трехфазного подключения частного домаВернуться к оглавлению
Как защитится от перекоса
Хороший электрик может не только грамотно смонтировать электроснабжение в доме, но и правильно распределит приборы, потребляющие электричество, даст подробные рекомендации и предупредит, что будет, если их не соблюдать. Есть несколько способов избежать перекоса:
Правильное составление проекта, и грамотное прогнозирования. Распределение нагрузки на каждый провод, который участвует в электропитании дома;
Использовать стабилизаторы сети – специальные приборы, которые будут контролировать нагрузку. Особенно это актуально для больших объектов;
Если происходят постоянные перекосы, то можно изменить схему в сети, смонтированной ранее, особенно если были выявлены существенные ошибки;
Изменение мощности.
Для промышленных объектов существуют другие способы уравнивания нагрузки на фазы, которые не стоит рассматривать в данной статье. И как мы уже выяснили, что грамотно составленный проект не может полностью гарантировать правильное распределение нагрузки на фазы. Стоит отметить, что в течение суток нагрузка в сети меняется неоднократно, так как электроэнергия живет вместе с жильцами дома и часто отходит от нормативов.
Вывод – прежде чем монтировать электричество у себя дома, нужно продумать всю нагрузку, которая будет на нее оказываться, для предотвращения перекоса. Если вы планируете купить мощную варочную панель, и духовой шкаф такой же мощности, то лучше предусмотреть отдельные провода и для одного и для другого.
Схема электропроводки в доме
То же относится и к стиральной машине. Не стоит забывать о надворных постройках, будь то гараж, баня, или летняя кухня, там могут использоваться приборы, которые нужно учитывать.
Вернуться к оглавлению
Для чего нужны знания о перекосе
Когда произошла авария из-за перекоса, уже ничего не поделаешь, придется исправлять ситуацию. Но знать о признаках нестабильности в сети стоит знать каждому обывателю. Есть признаки, понимание которых поможет рассказать об аварийной ситуации. Как только замечены сильные перепады напряжения, конечно в этой ситуации токи будут изменчивы, но нестабильное напряжение – признак, на котором основан перекос. Как только вы заметите признаки перекоса (об обрыве нейтрали мы сейчас не говорим, так как эта авария видна практически сразу), рассмотрим большую нагрузку на одну фазу.
Подключение реле контроля напряжения
Как только замечены признаки нестабильности, срочно обесточьте сеть, и выньте все приборы из розеток, иначе исправить ситуацию не получится. На что нужно обратить внимание:
Самыми чувствительными источниками света, которые реагируют на перепады в сети, являются энергосберегающие светильники и лампы дневного света, как только вы заметите мерцание этих источников света, сразу нужно принимать меры;
Обычные лампочки – мигание изменение света в тусклую или яркую сторону. Как только началось подобное мигание, срочно выключайте рубильник ввода, и выясняйте в чем причина. Так как это говорит о сильном перекосе;
Если приборы перестали работать, например, отключается утюг, не включается телевизор или микроволновка, все это говорит о том, что в сети недостаточно напряжения. Обычно автоматы могут не среагировать моментально, но эти признаки должны вас насторожить;
Автоматические рубильники защищающие электрическую сеть от скачков напряжения
Подошли к выключателю, чтобы включить свет и обнаружили, что он нагрелся – это тревожный признак, при этом мигания лампочки можно и не заметить;
Искрение розетки при включении вилки, потрескивание или пощелкивание в розетке стоит не включать в розетку приборы – искрение признак обрыва нуля;
Если автоматы защиты выключаются без видимых к тому причин, это, признак аварии, и стоит обратиться в специальные службы для их устранения. Когда отключаются автоматы, ваши приборы останутся целыми пока не включится резервное электроснабжение дома, но не стоит на этом успокаиваться, так как последствия могут быть непоправимые и трудно устранимые;
Щелчки в щитке, говорят о том, что авария произошла на линии, и не следует, войдя в дом включать свет – лампочку может просто разорвать и поранить вас. Схема для подключения трехфазного стабилизатора напряжения
Срочно вызывайте аварийную службу, не лезьте в щиток самостоятельно – это опасно для жизни. Можно дойти до соседей и узнать, что происходит со светом у них.
Современный рынок предлагает обывателям специальный счетчик, в котором встроен индикатор, способный в режиме реального времени контролировать и показывать напряжение в сети. Если купить и установить такой измерительный прибор вам не под силу, то стоит купить небольшой индикатор, которым можно при необходимости произвести замеры. Оптимальным решением может стать стабилизатор для частных строений, который устанавливается на входе тока в дом. Он не только покажет напряжение сети, но и сделает ток стабильным.
Вернуться к оглавлению
В заключении
Как понятно из статьи, в ваших силах заметить перекос в сети вашего дома. Конечно, если авария произошла на линии, то можно предъявить энергетикам претензию об испорченных приборах и понесенных убытков, но не стоит обольщаться и рассчитывать на возмещение. Оговорок в законе очень много и навсегда они направлены на защиту прав обывателя. В случае если перекос фаз произошел из-за неправильной нагрузки у вас дома, то тогда вся ответственность лежит только на вас. Если ваши бытовые приборы начали вести себя неадекватно, тем более одновременно – стоит насторожиться. Отключите ток в сети, и попробуйте оценить ситуацию, если вы от этого далеки – вызывайте бригаду электриков, которые смогут устранить неполадки.
Что такое несимметрия напряжения и несимметрия тока?
Проблемы с электропитанием, которые наиболее часто затрагивают промышленные предприятия, включают провалы и выбросы напряжения, гармоники, переходные процессы, а также несимметрию напряжения и тока.
В сбалансированной трехфазной системе фазные напряжения должны быть равными или очень близкими к равным. Несимметрия или дисбаланс — это измерение неравенства фазных напряжений. Неуравновешенность напряжений — это мера разницы напряжений между фазами трехфазной системы.Это снижает производительность и сокращает срок службы трехфазных двигателей.
Воздействие переходных процессов на двигатели может быть серьезным. Изоляция обмотки двигателя может выйти из строя, что может привести к дорогостоящему преждевременному отказу двигателя и незапланированным простоям.
Испытание переходного напряжения в двигателях
Переходное напряжение — временные нежелательные всплески или скачки напряжения в электрической цепи — может поступать из любого количества источников внутри или за пределами промышленного предприятия.
Включение и выключение смежных нагрузок, конденсаторные батареи для коррекции коэффициента мощности или даже отдаленная погода могут создавать переходные напряжения в распределительных системах.Эти переходные процессы, которые различаются по амплитуде и частоте, могут разрушить или вызвать пробой изоляции в обмотках двигателя.
Поиск источника этих переходных процессов может быть затруднен из-за частоты возникновения и того факта, что их симптомы могут проявляться по-разному. Например, на контрольных кабелях может появиться переходный процесс, который не обязательно напрямую вызывает повреждение оборудования, но может нарушить работу.
Хорошим способом выявления и измерения переходных процессов является использование трехфазного анализатора качества электроэнергии с функцией переходных процессов, такого как анализатор качества электроэнергии и двигателя Fluke 438-II.Функция переходного процесса на измерителе установлена на значение более чем на 50 В выше нормального напряжения. Затем дисплей измерителя покажет потенциально проблемное напряжение выше 50 В — переходные процессы.
Если при первоначальном измерении переходных процессов не обнаружено, рекомендуется измерять и регистрировать качество электроэнергии с течением времени с помощью усовершенствованного промышленного регистратора качества электроэнергии, такого как трехфазный регистратор качества электроэнергии Fluke 1750.
Что вызывает несимметрию напряжения?
Несбалансированная трехфазная система может привести к снижению производительности или преждевременному выходу из строя трехфазных двигателей и других трехфазных нагрузок по следующим причинам:
Механические напряжения в двигателях из-за выходного крутящего момента ниже нормального
Выше чем нормальный ток в двигателях и трехфазных выпрямителях
В нейтральных проводниках в трехфазных сетях будет протекать ток дисбаланса
Несимметрия напряжения на клеммах двигателя вызывает большой дисбаланс тока, который может быть в 6-10 раз больше, чем напряжение дисбаланс.Несбалансированные токи приводят к пульсации крутящего момента, повышенной вибрации и механической нагрузке, повышенным потерям и перегреву двигателя. Несбалансированность напряжения и тока также может указывать на проблемы с обслуживанием, такие как ослабленные соединения и изношенные контакты.
Дисбаланс может возникнуть в любой точке распределительной системы. Нагрузки должны быть равномерно распределены по каждой фазе щитка. Если одна фаза становится слишком нагруженной по сравнению с другими, напряжение на этой фазе будет ниже. Трансформаторы и трехфазные двигатели, питаемые от этой панели, могут нагреваться сильнее, быть необычно шумными, чрезмерно вибрировать и даже преждевременно выходить из строя.
Как рассчитать дисбаланс напряжений
Расчет для определения дисбаланса напряжений прост. Результатом является процентный дисбаланс, который может использоваться для определения следующих шагов при поиске и устранении неисправностей двигателя. Расчет состоит из трех этапов:
Определение среднего напряжения или тока
Рассчитайте наибольшее отклонение напряжения или тока
Разделите максимальное отклонение на среднее напряжение или ток и умножьте на 100% дисбаланс = (Максимальное отклонение от среднего В или I / среднее значение В или I) x 100
Расчет дисбаланса вручную — это определение несимметрии напряжения или тока на определенный момент времени.Анализатор электропривода, такой как Fluke 438-II, покажет дисбаланс напряжения или тока в реальном времени, включая любые отклонения дисбаланса.
Связанные ресурсы
Анализ цепей трехфазной системы — сбалансированное состояние
Электрическая система бывает двух типов: однофазная система и трехфазная система. Однофазная система имеет только один фазный провод и один обратный провод, поэтому она используется для передачи малой мощности.
Трехфазная система имеет три провода под напряжением и один обратный путь.Трехфазная система используется для передачи большого количества энергии. Трехфазная система в основном делится на два типа. Одна представляет собой сбалансированную трехфазную систему, а другая — несбалансированную трехфазную систему.
Состав:
Система балансировки — это система, в которой нагрузка равномерно распределяется по всем трем фазам системы. Величина напряжения остается одинаковой во всех трех фазах и разделена углом 120º.
В системе дисбаланса величина напряжения во всех трех фазах становится разной.
Анализ сбалансированной трехфазной цепи
Сбалансированные трехфазные цепи всегда лучше решать на основе каждой фазы. Когда трехфазное напряжение питания дается без привязки к линейному или фазному значению, тогда во внимание принимается линейное напряжение.
Следующие шаги приведены ниже для решения симметричных трехфазных цепей.
Шаг 1 — Прежде всего нарисуйте принципиальную схему.
Шаг 2 — Определите X _LP = X _L / фаза = 2πf _L.
Шаг 3 — Определите X _CP = X _C / фаза = 1 / 2πf _C.
Шаг 4 — Определить X _P = X / фаза = X _L — X _C
Шаг 5 — Определить Z _P = Z / фаза = √R ² _P + X ² _P
Шаг 6 — Определите cosϕ = R _P / Z _P; коэффициент мощности отстает, когда X _LP> X _CP, и опережает, когда X _CP> X _LP.
Шаг 7 — Определите фазу V.
Для соединения звездой V _P = V _L / √3 и для соединения треугольником V _P = V _L
Шаг 8 — Определите I _P = V _P / Z _P.
Шаг 9 — Теперь определите линейный ток I _L.
Для соединения звездой I _L = I _P и для соединения треугольником I _L = √3 I _P
Шаг 10 — Определите активную, реактивную и полную мощность.
Анализ несимметричной трехфазной цепи
Анализ трехфазной несимметричной системы немного затруднен, и нагрузка подключается по схеме звезды или треугольника. Эта тема подробно обсуждается в статье «Преобразование звезды в треугольник и преобразование из дельты в звезду».
Подключение трехфазной системы
В трехфазном генераторе переменного тока три обмотки. Каждая обмотка имеет два вывода (начало и конец). Если к каждой фазной обмотке подключена отдельная нагрузка, как показано на рисунке ниже, то каждая фаза питается как независимая нагрузка через пару проводов.Таким образом, для подключения нагрузки к генератору потребуется шесть проводов. Это сделает всю систему сложной и дорогостоящей.
Следовательно, для уменьшения количества линейных проводов трехфазные обмотки генератора переменного тока соединяются между собой. Соединение обмоток трехфазной системы может быть выполнено двумя способами:
Соединение звездой или звездой (Y) См. Также: Соединение звездой в трехфазной системе
Соединение по сетке или треугольнику (Δ). См. Также : Соединение треугольником в трехфазной системе
Подключение трехфазных нагрузок в трехфазной системе
Поскольку трехфазное питание подключается по схеме звезды и треугольника. Точно так же трехфазные нагрузки также подключаются либо по схеме звезды, либо по схеме треугольника. Трехфазная нагрузка, подключенная в звезду, показана на рисунке ниже:
Подключение трехфазных нагрузок в треугольник показано на рисунке ниже:
Трехфазные нагрузки могут быть сбалансированными или несбалансированными, как описано выше.Если три нагрузки Z ₁, Z ₂ и Z ₃ имеют одинаковую величину и фазовый угол, тогда трехфазная нагрузка называется сбалансированной. При таких подключениях все фазные или линейные токи и все фазные или линейные напряжения равны по величине.
Несимметрия тока и напряжения — причины и меры по устранению
Что такое несимметрия?
Любое отклонение формы сигнала напряжения и тока от идеальной синусоидальной формы с точки зрения величины или фазового сдвига называется дисбалансом.В идеальных условиях, т.е. когда к системе подключены только линейные нагрузки, фазы источника питания разнесены на 120 градусов по фазовому углу, и величина их пиков должна быть одинаковой. На уровне распределения несовершенная нагрузка вызывает несимметрию тока, которая перемещается к трансформатору и вызывает несимметрию трехфазного напряжения. Даже незначительный дисбаланс напряжения на уровне трансформатора существенно искажает форму волны тока на всех подключенных к нему нагрузках. Не только на стороне распределения, но и через трансформатор, дисбаланс напряжения также нарушает работу высоковольтной энергосистемы.
Причины дисбаланса
Практические недостатки, которые могут привести к дисбалансу: —
1. Трехфазное оборудование, такое как асинхронный двигатель, с разбалансировкой обмоток. Если реактивное сопротивление трех фаз не одинаково, это приведет к изменению тока, протекающему в трех фазах, и выдаст системный дисбаланс.
— При непрерывной работе физическая среда двигателя вызывает деградацию обмоток ротора и статора. Это ухудшение обычно различается в разных фазах, влияя как на величину, так и на фазовый угол формы волны тока.
— Утечка тока из любой фазы через подшипники или корпус двигателя временами создает плавающее заземление, вызывая колебания тока.
2. Любая большая однофазная нагрузка или несколько небольших нагрузок, подключенных только к одной фазе, вызывают прохождение большего тока из этой конкретной фазы, вызывая падение напряжения в сети.
3. Переключение трехфазных тяжелых нагрузок приводит к скачкам тока и напряжения, которые вызывают дисбаланс в системе.
4. Неравные импедансы в системе передачи или распределения энергии вызывают дифференциацию тока в трех фазах.
Как рассчитать дисбаланс —
Дисбаланс рассчитывается как максимальное отклонение тока в одной фазе от среднего значения трех фаз. Для расчета отклонения в процентах — ^[1]
Где — Im — среднее значение токов в трех фазах (т.е. Im = (Ir + Iy + Ib) / 3
Ir, Iy, Ib — фазные токи.
Кроме того, дисбаланс также может быть определен количественно путем сравнения интенсивности токов обратной последовательности с токами прямой последовательности.Допустимый предел в виде процента тока обратной последовательности по отношению к току прямой последовательности в идеале составляет 1,3%, но приемлемо до 2%. ^[2]
Влияние дисбаланса:
1. Дисбаланс снижает эффективность двигателя, вызывая дополнительный нагрев двигателя. Вырабатываемое тепло также влияет на срок службы оборудования, увеличивая рабочую температуру, что приводит к разложению смазки или масла в подшипнике и снижению номинальных характеристик обмоток двигателя.
2.В асинхронных двигателях, подключенных к несимметричному питанию, токи обратной последовательности протекают вместе с током прямой последовательности, что приводит к уменьшению процента производительного тока и снижению эффективности двигателя. Любой дисбаланс выше 3% снижает КПД двигателя.
3. Крутящий момент (и, следовательно, скорость), создаваемый двигателем, колеблется. Эти резкие изменения крутящего момента вызывают повышенную вибрацию коробки передач или подключенного к ней оборудования. Вибрация и шум вызывают повреждение оборудования, а также снижают его эффективность.
4. Приводы переменной частоты или скорости, подключенные к несбалансированной системе, могут отключиться. ЧРП рассматривает дисбаланс высокого уровня как обрыв фазы и может отключиться при замыкании на землю или обрыве фазы.
5. Несбалансированность приводит к снижению номинальных характеристик силовых кабелей и, таким образом, увеличивает потери I2R в кабеле. Для распределительных кабелей коэффициент снижения номинала представляет собой часть общего тока, дающую положительные результаты.
6. ИБП или инверторные источники питания также работают с низким КПД и создают больше гармонических токов в случае дисбаланса в системе.
7. Ток обратной последовательности фаз, протекающий из-за дисбаланса, может вызвать неисправность в двигателе, что приведет к отключению или необратимому повреждению электрооборудования.
Количественное определение потерь —
Дисбаланс в 1% допустим, поскольку он не влияет на кабель. Но выше 1% он увеличивается линейно, а при 4% снижение рейтинга составляет 20%. ^[3] Это означает, что — 20% тока, протекающего по кабелю, будет непродуктивным, и, таким образом, потери в меди в кабеле увеличатся на 25% при 4% дисбалансе.
1. Для двигателей дисбаланс в 5% приведет к снижению мощности на 25%. ^[4] Это означает, что ток двигателя будет увеличиваться в соответствии с требованиями оборудования по крутящему моменту, что приведет к пропорциональным потерям меди в двигателе. Несимметрия напряжения 3% увеличивает нагрев на 20% для асинхронного двигателя. ^[4]
2. Сопротивление для тока обратной последовательности составляет 1/6 от тока прямой последовательности, что означает, что небольшой дисбаланс в форме волны напряжения приведет к увеличению тока и, следовательно, потерь.^[4]
Влияние на распределительный трансформатор —
Трансформатор обеспечивает высокое реактивное сопротивление к токам обратной последовательности и, таким образом, снижает уровень дисбаланса на другой стороне системы.
— В идеале любой распределительный трансформатор обеспечивает наилучшую производительность при 50% нагрузке, и каждая система распределения электроэнергии предназначена для этого. Но в случае дисбаланса нагрузка превышает 50%, поскольку оборудование потребляет больше тока.
— Следующие данные представляют эффективность трансформатора при различных условиях нагрузки — ^[5]
1.Полная нагрузка — 98,1%
2. Половинная нагрузка — 98,64%
3. Несбалансированная нагрузка — 96,5%
Для распределительного трансформатора номиналом 200 кВА на вихревые токи приходится 200 Вт, но в случае небаланса напряжения 5% они могут возрасти до 720 Вт. ^[5]
Контрольные меры —
1. Все однофазные нагрузки должны быть распределены по трехфазной системе таким образом, чтобы они давали равную нагрузку на три фазы.
2. Замена мешающего оборудования i.е. с несимметричным трехфазным реактивным сопротивлением.
3. Уменьшение гармоник также снижает дисбаланс, что может быть выполнено путем установки реактивных или активных фильтров. Эти фильтры уменьшают токи обратной последовательности, подавая компенсационную волну тока.
4. В случае, если мешающие нагрузки невозможно заменить или отремонтировать, подключите их к стороне высокого напряжения, это уменьшит влияние в процентном отношении и даже контролируемые помехи на стороне низкого напряжения.
5. Двигатели с несимметричным фазным реактивным сопротивлением необходимо заменить и перемотать.
Чтобы определить точные причины дисбаланса, Zenatix рекомендует проводить измерения при различных нагрузках в распределительной сети. Zenatix может собирать данные с высоким разрешением с этих точек измерения и анализировать их, чтобы определить точные причины и меры контроля, которые могут привести к устранению дисбаланса. Кроме того, такие подробные измерения предоставят данные, которые можно использовать для определения других потерь, которые происходят в повседневной работе объекта, что обеспечивает дополнительные преимущества установленного решения.
Пример —
Для дальнейшего уточнения несимметрии напряжения и тока были проанализированы трехфазные токи двух клиентов zenatix. Для примера мы можем назвать двух клиентов как client1 и client2.
Сначала снимались показания трехфазных токов с периодичностью 15 минут в течение месяца. Затем нам нужно удалить показания и в нерабочее время, так как в это время ток нагрузки будет довольно низким, и, таким образом, дисбаланс тока всего в 2-3 ампера может показать очень высокий процент небаланса.После уточнения данных был рассчитан процент дисбаланса путем моделирования в R-программе. Так как все указанные показания сняты в течение 15 минут, мы получили показания процентного дисбаланса за весь месяц с периодичностью 15 минут. Затем были нанесены эти непрерывные показания.
Даже если посмотреть на график, становится ясно, что система client1 более сбалансирована по сравнению с client2. Дальнейший анализ был проведен для получения консолидированных данных о том, что такое максимальный дисбаланс, каков средний дисбаланс и какая фаза его вызывает.
Следующие данные были сведены в таблицу на основе результатов, полученных после анализа.
Рис.1 — Показывает график процентного дисбаланса во времени для клиента zenatix со сбалансированной системой.
Рис. 2 — Показывает график процентного дисбаланса во времени для клиента zenatix со сбалансированной системой.
Рис.3 — Показывает сравнение между системой двух клиентов.
Справочные документы —
[1] — Снижение номинальных характеристик асинхронных двигателей, работающих с комбинацией несимметричных напряжений и повышенного или пониженного напряжения — P.Пиллэй, заслуженный профессор инженерии Джин Ньюэлл, Университет Кларксона, И П. Хофманн, менеджер по качеству электроэнергии, Манхэттен, Нью-Йорк.
[2] — Пределы несимметрии напряжения в системе электроснабжения, версия 1.0, 30 ноября 2005 г., Подготовлено Абу-Даби Дистрибьюшн Компани, Аль-Айн Дистрибьюшн Компани и РАСКО.
[3] — CHK GridSense PTY Ltd. Suite 102, 25 Angas Street, Meadowbank, NSW 2114, Australia — GridSense.com
[4] — http://www.larsentoubro.com/lntcorporate/ebg/html/ отрицательная_последовательность.html
[5] — http://www.iaeng.org/publication/IMECS2011/IMECS2011_pp948-952.pdf
Что такое фазовый дисбаланс? Как я могу защитить свое оборудование?
Вопрос:
Что такое разбаланс фаз? Как я могу защитить свое оборудование?
Ответ:
Асимметрия фаз трехфазной системы существует, когда одно или несколько линейных напряжений в трехфазной системе несовместимы.Трехфазные системы питания и оборудование предназначены для работы со сбалансированными фазами (линиями). Линейное напряжение в трехфазной цепи обычно изменяется на несколько вольт, но разница, превышающая 1%, может привести к повреждению двигателей и оборудования. Несбалансированные напряжения вызывают несимметричный ток в обмотках двигателя; Несбалансированные токи означают увеличение тока, по крайней мере, в одной обмотке, повышающее эту температуру обмотки. Повышенная температура сокращает срок службы двигателя или оборудования, что приводит к преждевременному выходу из строя.
Асимметрия фаз может быть вызвана нестабильным электроснабжением, несимметричным блоком трансформаторов, неравномерно распределенными однофазными нагрузками в одной и той же энергосистеме или неидентифицированными однофазными замыканиями на землю.Однофазное переключение (потеря фазы), вызванное сбоями в электросети, обрывом проводов, отказавшими предохранителями, поврежденными контактами или неисправными перегрузками, также может привести к нарушению условий дисбаланса.
Трехфазное контрольное реле Macromatic, также известное как реле обрыва фазы, является экономичным и простым в установке решением для предотвращения дорогостоящих повреждений двигателей и оборудования из-за разбаланса фаз. Трехфазное реле контроля защищает от преждевременного отказа оборудования, отслеживая несколько распространенных неисправностей, включая асимметрию фаз.Они уведомляют о неисправности и предлагают управляющие контакты для отключения оборудования или двигателя до того, как произойдет повреждение. Эти реле обеспечивают четкую индикацию наличия неисправности для быстрого поиска неисправностей и сокращения времени простоя.
Трехфазные двигатели и другое оборудование обычно используются в различных отраслях промышленности:
ОВК
Горное дело
Насос
Лифт
Кран
Подъемник
Генератор
Орошение
Петро-Хим
Сточные воды
Промышленное оборудование
И более
Macromatic предлагает трехфазные реле контроля (реле обрыва фазы), специально разработанные для обнаружения проблем с дисбалансом фаз.Защитите свое оборудование и предотвратите дорогостоящий ремонт, узнайте больше о трехфазных контрольных реле Macromatic.
Трехфазное питание: объяснение «Дельта» и «звезда»
Электричество используется для питания множества устройств, которые предназначены для удобства и необходимости людей и процессов по всему миру. Трехфазное питание играет ключевую роль в проектировании электрических систем, а трехфазные фильтры электромагнитных помех являются важной частью электрических устройств на различных рынках, в первую очередь в тяжелых промышленных приложениях.Большинству устройств в промышленных приложениях требуется большая мощность для обеспечения достаточного количества электроэнергии для поддержки больших двигателей, систем отопления, инверторов, выпрямителей, источника питания и индукционных цепей. Из-за этого высокомощное оборудование обычно проектируется для трехфазного или многофазного переменного тока, в котором общая потребляемая мощность делится между многими фазами, оптимизируя систему энергоснабжения (генерацию и распределение) и конструкцию оборудования.
В трехфазной системе есть три проводника, по которым протекает переменный ток.Они называются фазами и обычно обозначаются как A, B и C. Каждая фаза настроена на одинаковую частоту и амплитуду напряжения, но сдвинута по фазе на 120 °, что обеспечивает постоянную передачу мощности во время электрических циклов.
Конфигурации с трехфазным питанием особенно важны, поскольку они могут поддерживать в три раза больше мощности, имея всего в 1 ½ — 2 раза больше проводов, чем конфигурация с однофазным питанием. Это может помочь снизить стоимость и количество материалов, необходимых для проектирования системы.Это также может упростить конструкцию двигателя, исключив необходимость в пусковых конденсаторах.
Однако преобразование большой мощности (инвертирование, выпрямление) генерирует шум с чрезмерно высокими частотами (EMI), который обычно представляет собой высшие гармоники различных частот переключения.
По этой причине 3-фазные фильтры электромагнитных помех становятся особенно важными в трехфазных приложениях, поскольку они уменьшают количество электромагнитных помех, предотвращают нарушения в работе оборудования и помогают компаниям соблюдать правила электромагнитной совместимости.
Различия между Delta и WYE
Трехфазные системы могут быть сконфигурированы двумя различными способами для поддержания равных нагрузок; они известны как конфигурации Delta и WYE. Названия «Дельта» и «WYE» представляют собой специфические индикаторы форм, на которые напоминают провода после соединения друг с другом. «Дельта» происходит от греческого символа «Δ», а «WYE» напоминает букву «Y» и также известна как «звездная» цепь. Обе конфигурации, Delta и WYE обладают гибкостью для подачи питания по трем проводам, но основные различия между ними основаны на количестве проводов, доступных в каждой конфигурации, и текущем потоке.Конфигурация WYE приобрела популярность в последние годы, поскольку она имеет нейтральный провод, который позволяет подключать как фазу к нейтрали (однофазное), так и линейное (2/3 фазы).
Что такое фильтры трехфазной сети?
Трехфазные фильтры электромагнитных помех
разработаны в соответствии со строгими требованиями норм электромагнитной совместимости для промышленных приложений. Правила определяют максимально допустимые уровни шума (в дБ), разрешенные на линиях электропередач. Общие требования к конструкции 3-фазного фильтра электромагнитных помех включают входные токи, линейное напряжение, ограничение размера и требуемые вносимые потери.В дополнение к этому, конфигурация 3-фазного фильтра электромагнитных помех играет важную роль в конструкции.
Объяснение трехфазных фильтров, соединенных треугольником, и WYE-схемой питания
Дельта-трехфазный фильтр электромагнитных помех
3-фазные фильтры электромагнитных помех
Delta предназначены для уменьшения электромагнитных помех в устройствах, подключенных к трехфазному питанию, подключенному по схеме «треугольник». Конфигурация Delta состоит из четырех проводов; три токопроводящих жилы и один заземляющий провод. Фазовые нагрузки (например, обмотки двигателя) соединены друг с другом в форме треугольника, где соединение выполняется от одного конца обмотки к начальному концу другого, образуя замкнутую цепь.
В этой конфигурации нет нейтрального провода, но он может питаться от трехфазной сети WYE, если нейтральная линия опущена / заземлена. Дельта-система используется для передачи энергии из-за более низкой стоимости из-за отсутствия нейтрального кабеля. Он также используется в приложениях, требующих высокого пускового момента.
Из-за отсутствия нейтрального провода конденсаторы, используемые в трехфазных фильтрах электромагнитных помех Delta, должны быть рассчитаны на линейное (междуфазное) напряжение, что может увеличить размер, вес и стоимость.Однако отсутствие нейтрального провода позволяет получить более высокие номинальные токи, чем WYE, и лучшую производительность при том же заданном кубическом объеме.
Проектирование и трехфазный дельта-фильтр электромагнитных помех
Определите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на каждую фазу.
Разделите ответ на линейное напряжение.
Умножьте предыдущий ответ на квадратный корень из 3.
Преимущества дельта-конфигурации
Дельта-конфигурации обычно могут быть разработаны для работы с более высоким током и более эффективны.
Защита для дельта-конфигураций может быть простой.
Конфигурации
Delta обычно устанавливаются для тяжелых условий эксплуатации и предпочтительны для выработки и передачи электроэнергии.
WYE 3-фазный фильтр для защиты от электромагнитных помех
Фильтры EMI
WYE предназначены для фильтрации типичных устройств преобразования мощности в режиме переключения и других приложений, требующих нейтрального подключения. Эта конфигурация состоит из пяти проводов; три проводника под напряжением, нейтраль и земля.В конфигурации WYE фазные нагрузки подключаются в единственной (нейтральной) точке, к которой подключается нейтральный провод. P>
Когда нагрузки WYE-конфигурации полностью сбалансированы, через нейтральный провод ток не течет. Когда нагрузки неуравновешены, через нейтральный провод проходит ток. Эта конфигурация позволяет использовать в фильтре конденсаторы более низкого напряжения (120 В переменного тока в системе 208 В переменного тока и 277 В переменного тока в системе 480 В переменного тока), что может привести к экономии затрат, веса и объема.
Во многих случаях нейтральный провод можно оставить плавающим.Однако, как упоминалось ранее, конфигурация WYE обеспечивает гибкость для подключения нагрузок в цепи между фазой и нейтралью или между фазами. В отличие от Delta, эта конфигурация может использоваться как четырехпроводная схема или пятипроводная схема. Конфигурации WYE обычно используются в сетях распределения электроэнергии. Это в первую очередь требуется в приложениях, требующих меньшего пускового тока и перемещения на большие расстояния.
Проектирование и трехфазный фильтр электромагнитных помех WYE
Определите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на каждую фазу.
Разделите ответ на напряжение между фазой и нейтралью / землей.
Преимущества конфигураций WYE
Предпочтительно для распределения электроэнергии, поскольку он может поддерживать однофазные (фаза-нейтраль), 2-фазные (междуфазные) и трехфазные нагрузки.
Точка звезды обычно заземлена, что делает ее идеальной для несимметричных нагрузок.
Для такой же поддержки напряжения требуется меньшая изоляция.
Стоимость трехфазных фильтров линии питания Delta по сравнению с WYE
Конфигурация трехфазного дельта-фильтра электромагнитных помех может быть технически более рентабельной, чем конфигурации WYE, поскольку для нее требуется только трехжильный кабель вместо четырех, что снижает стоимость материалов для изготовления блоков. Однако некоторые из этих рентабельности могут быть компенсированы необходимостью в компонентах, рассчитанных на высокое напряжение.
Трехфазный фильтр электромагнитных помех Astrodyne TDI с дельта- и WYE-конфигурациями
Astrodyne TDI предлагает 3-фазные фильтры электромагнитных помех в конфигурациях Delta и WYE, чтобы помочь снизить электромагнитные помехи в различных приложениях и обеспечить соответствие международным стандартам излучения.Наши трехфазные фильтры электромагнитных помех находятся в диапазоне от 480 В / 520 В до 600 В переменного тока с номинальным током до 2500 А. Сетевые фильтры предлагаются в одно-, двух- и многоступенчатом исполнении, с более высокими значениями тока и напряжения, доступными по запросу.
Благодаря нашему обширному ассортименту фильтров и сильным конструкторским возможностям наша команда инженеров может гарантировать, что найдет наиболее эффективное решение для трехфазного фильтра электромагнитных помех, соответствующее любой спецификации и наиболее сложным приложениям.
Просмотрите нашу подборку трехфазных фильтров электромагнитных помех или свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать больше о продукте, который поможет удовлетворить ваши требования.
Защита трехфазных двигателей от дисбаланса (потеря фазы и чередование фаз)
Обрыв фазы
Наиболее частой причиной дисбаланса трехфазных двигателей является потеря фазы из-за открытого предохранителя, автоматического выключателя , разъем или поврежденный провод. Неуравновешенность других подключенных нагрузок также может повлиять на двигатель. Несимметрия напряжения 3,5% может вызвать повышение температуры двигателя на 25% или более. Это в первую очередь является результатом отрицательной последовательности, вызванной дисбалансом.
Защита трехфазных двигателей от дисбаланса (потеря фазы и чередование фаз)
Этот ток создает магнитный поток в воздушном зазоре двигателя, вращающийся в направлении, противоположном фактическому направлению двигателя. Относительный эффект — это, по сути, двухчастотный ток в роторе. Скин-эффект приводит к более высокому сопротивлению, а импеданс обратной последовательности остается практически равным значению заторможенного ротора. Таким образом, большой ток и высокое сопротивление усиливают эффект нагрева.
Общий нагрев двигателя пропорционален: I ₁ ² + K ₂ ² × t (уравнение 1), где,
I ₁ и I ₂ — токи прямой и обратной последовательности, соответственно, в двигателе
K = R _r2 / R _r1 = консервативная оценка как 175 / I _LR ² (уравнение 2)
где,
R _r1 и R _r2 — сопротивления прямой и обратной последовательности ротора двигателя, соответственно,
I _LR заблокированный -ток ротора на единицу.
Уравнение 1 показывает, что существует сильное увеличение нагрева от составляющей обратной последовательности. Симметричная сеть компонентов для открытой фазы показана на рисунке 1. Это упрощенная схема, показывающая всю систему источника в виде сосредоточенных импедансов Z _S1 = Z _S2 .
Для любого конкретного случая эту схему можно расширить, чтобы показать более подробную информацию об источнике или других нагрузках. Питающий трансформатор, например, может быть представлен как его реактивное сопротивление (импеданс) X _T .
Рисунок 1 — Упрощенное симметричное представление компонента для открытой фазы
Для открытой фазы между трансформатором и двигателем X _T будут добавлены последовательно с импедансами источника для эквивалентных значений Z _S1 и Z _S2 . Когда между системой и трансформатором есть обрыв фазы, X _T не будет включаться в эквиваленты источника, а будет добавлен последовательно с импедансом двигателя.
Эта схема предназначена для незаземленного двигателя, что является общепринятой практикой.
Сеть нулевой последовательности не задействована для однофазного обрыва, , если обе системы по обе стороны от обрыва не заземлены .
Распределение токов для разомкнутой фазы с использованием сети, показанной на Рисунке 1, показано на Рисунке 2 для нескольких ситуаций.
Рисунок 2 — Значения на единицу на базе двигателя: токи разомкнутой фазы последовательности только для двигателя
Типичные значения импедансов на единицу показаны все для базы двигателя, кВА, и составляют:
Z _S1 × Z _S2 = 0.05 ∠90 ° pu,
Z _L1 = Z _L2 = 1,0 ∠15 ° pu для статических нагрузок на двигатель,
Z _M1 = 0,9 ∠25 °,
Z _M2 = 0,15 ∠85 °.
Эти углы были включены в расчеты, но упрощение, предполагающее, что все импедансы находятся под одним и тем же углом, дает близкие приближения и не меняет показанные тенденции. При всех значениях под углом 90 °, например , I _S1 = 0,87 о.е. вместо 0,96 о.е. на рисунке 2.
Из этих токов последовательности видно, что по обе стороны от разомкнутой цепи I _a = I ₁ + (−I ₂) = 0 правильно. Фазовые токи звука равны (когда I ₁ = −I ₂):
I _b = a ² I ₁ + aI ₂ = −j√3I ₁
Ic = aI ₁ + a ² I2 = + j√3I1
, поэтому на Рисунке 2 токи I _b и I _c равны 1.66 о.о. . Таким образом, видно, что открытая фаза обеспечивает очень низкие фазные токи по сравнению с нормальным током нагрузки двигателя, равным примерно 1 о.е. Следовательно, реле максимального тока не подходят для обнаружения обрыва фазы .
Когда статическая нагрузка подключена параллельно двигателю, как показано на Рисунке 1 и рассчитано в примерах на Рисунке 3 ниже, продолжающееся вращение двигателя генерирует напряжение на разомкнутой фазе. Это продолжает питать нагрузку, подключенную к этой фазе.
Мощность передается через воздушный зазор двигателя и снижает мощность на валу двигателя, что может привести к отрыву.
Рисунок 3 — Значения на единицу на базе двигателя: токи обрыва фазы при статической нагрузке на шину двигателя, обрыв фазы на стороне системы двигателя.
Один из приведенных примеров показывает, что двигатель выйдет из строя при 20% номинальной нагрузки , при статической нагрузке в три раза большей, чем нагрузка двигателя; или при 50% номинальной нагрузки, при статической нагрузке, равной нагрузке двигателя.Кроме того, , низкое значение импеданса обратной последовательности двигателя означает, что большая часть тока обратной последовательности протекает в двигателе для увеличения нагрева.
Это распределение показано на Рисунке 3 выше.
Ток обратной последовательности двигателя может быть низким, как показано на Рисунке 4 ниже, только когда статическая нагрузка является однофазной.
Рисунок 4 — Значения на единицу на базе двигателя: токи обрыва фазы при статической нагрузке на шине двигателя, обрыв фазы между двигателем и нагрузкой.
Принцип разомкнутой фазы заключается в том, что токи прямой и обратной последовательности равны и противоположны до тех пор, пока не задействована нулевая последовательность. Это полезно для развития токов небаланса через блоки трансформаторов звезда-треугольник.
Эти, а также расчеты на рисунках 2, 3 и 4 относятся к условиям сразу после размыкания фазы и до того, как двигатель замедлится, остановится или изменится его внутреннее сопротивление и т. Д.
Токи для разомкнутой фазы на первичной стороне трансформатора треугольник-звезда, питающего двигатель, показаны на Рисунке 5 и на Рисунке 6 для разомкнутой фазы на вторичной стороне двигателя.Если ток прямой последовательности смещается на 30 ° в одном направлении через банк, , ток обратной последовательности смещается на 30 ° в противоположном направлении .
Направления тока, показанные на принципиальной схеме для этих двух рисунков, соответствуют векторным диаграммам. Без этих конкретных векторных диаграмм I _B на Рисунке 5 можно было бы показать в двигателе, как показано, но с величиной √3 с I _C при √3, протекающем к источнику. На самом деле это поток, и он показан на рисунке 5 векторной диаграммой, показывающей, что I _B течет, как указано, , но I _C находится на 180 ° от I _B, оба при величине √3 .
Если бы I _B и I _C были показаны в противоположных направлениях на принципиальной схеме, правильная векторная диаграмма должна была бы показать I _B и I _C в фазе. Эти токи можно проследить через трансформатор с указанием дисбаланса, вспоминая, что ток 1,0 о.е. в обмотке «звезда» отображается как ток 0,577 о.е. в обмотке треугольником.
Напряжение обратной последовательности может использоваться для обнаружения дисбаланса в цепях двигателя. По основному определению V ₂ = −I ₂ Z ₂ .Ссылаясь на пример на рисунках 2, 3 и 4, будут следовать удельные напряжения обратной последовательности на двух сторонах разомкнутой фазы для ситуаций a и b .
Для ситуации c , V _2S = V _2M, потому что нет обрыва фазы между питанием и двигателем.
ВАРИАНТ A ВАРИАНТ B
V _2S = 00,96 × 0,05 = 0,048 1,6 × 0,05 = 0.080
В _2M = 00,96 × 0,15 = 0,144 1,5 × 0,15 = 0,227
Рис. открыть на стороне источника. (b) Токи прямой последовательности до и после размыкания фазы. (c) Токи обратной последовательности после размыкания фазы. (d) Общий текущий поток.
Когда разомкнутая фаза находится ниже по потоку или между измерением V ₂ и двигателем, реле напряжения обратной последовательности «видит» V _2S, которое может быть довольно низким из-за источника с низким импедансом.Когда разомкнутая фаза находится выше по потоку или между измерением V ₂ и источником питания, , реле «видит» V _2M, который обычно больше .
Таким образом, напряжение обратной последовательности наиболее полезно для открытых фаз на входе и сравнение фазового тока для фаз на выходе.

Защита от дисбаланса и чередования фаз
Как было предложено в параграфах выше, для обнаружения дисбаланса доступно несколько ручек:
Разница величин между трехфазными токами,
Наличие тока обратной последовательности и
Наличие напряжения обратной последовательности.Все три используются для защиты.
Тип баланса тока (46) сравнивает величины фазного тока и работает, когда один фазный ток значительно отличается по величине от любого из двух других фазных токов. Это очень эффективная защита отдельных фидеров двигателя для обнаружения обрывов фаз или дисбаланса в этой цепи.
Рисунок 6 — (a) — Несбалансированный ток, протекающий через батарею трансформаторов треугольник-звезда к двигателю для обрыва фазы A на двигателе или вторичной обмотке.(b) Токи прямой последовательности до и после размыкания фазы. (c) Токи обратной последовательности после размыкания фазы. (d) Общий ток
Если другие нагрузки питаются от цепи, к которой подключена эта защита, следует позаботиться о том, чтобы любая обрыв фазы или дисбаланс не были замаскированы симметричным током звуковой нагрузки. Для каждой нагрузки или фидера необходимо использовать одно реле. Типичная минимальная чувствительность этих реле составляет около 1 А в одной фазе с нулевым током в другой или 1.5 о.е. в одной фазе и 1 о.о. в другой.
Другой тип (46) реагирует на ток обратной последовательности либо мгновенно с добавленной фиксированной выдержкой времени, либо в соответствии с характеристикой I ² ₂ t = K , которая используется для защиты генератора. Эти типы реле не находят широкого применения для защиты двигателей.
Тип напряжения обратной последовательности (47) рекомендуется для обнаружения дисбаланса фаз и реверсирования фаз в цепях питания или источниках.Идеальная рабочая чувствительность составляет около 0,05 о.е. В ₂. Одно такое реле должно быть подключено через трансформаторы тока (трансформаторы типа «звезда-звезда» или «треугольник») к каждой вторичной шине питания.
Как показано в предыдущем разделе, обычно имеется достаточное напряжение В ₂ для разомкнутой фазы в системе источника или вышестоящей системы. Их не следует применять для обрыва фазы ниже по потоку или между реле и двигателем, поскольку, как указано, это напряжение V ₂ может быть довольно низким .
Когда фазы меняются местами, 1 о.е. V ₁ становится 1 о.е. В ₂ , поэтому реле обратной последовательности обязательно реагирует на смену фаз.Также доступны реле переключения фаз, которые эквивалентны небольшому двигателю. Нормальное чередование фаз создает ограничивающий момент или момент размыкания контакта, тогда как реверсирование фаз вызывает срабатывание или момент замыкания контакта.

Источник: Принципы и приложения защитной ретрансляции Х. Ли Уиллис и Мухаммад Х. Рашид
Мониторинг только одной или двух из трех фаз
вопросов
«Из-за нехватки места мы можем установить только два трансформатора тока (ТТ) для контроля трехфазной цепи.Есть ли поправочный коэффициент, который мы можем использовать для компенсации мониторинга только двух из трех фаз? »
«Что, если мы будем отслеживать только одну из трех фаз?»
Ответ
Для симметричных трехфазных четырехпроводных (звездообразных) цепей каждый трансформатор тока измеряет ровно одну треть общего тока. Поэтому, если вы измеряете две из трех фаз, вы должны умножить свои результаты на 1,5, чтобы масштабировать показания до правильного значения. Если вы измеряете только одну фазу, вам нужно умножить на 3, чтобы получить правильное значение.
Ограничения
Существует несколько различных способов разбалансировки трехфазной цепи, которые могут снизить точность при таком подходе:
Нагрузка может быть несбалансированной. Трехфазные двигатели, как правило, хорошо сбалансированы, но другие нагрузки могут отсутствовать. Если ваша нагрузка на самом деле состоит из нескольких нагрузок (например, мониторинг трехфазного подключения к полу здания), тогда существует высокая вероятность дисбаланса.
Напряжения от нейтрали (или земли) к каждой фазе могут быть несбалансированными.Всегда есть небольшой дисбаланс, но он может быть больше в зависимости от сервиса и других нагрузок. Например, если напряжение одной фазы на 1,0% выше, чем напряжение других фаз, и вы не контролируете одну фазу с высоким уровнем напряжения, ваши показания мощности будут ниже на 0,5%.
В редких случаях однофазное напряжение может быть заземлено (так называемый «заземленный треугольник» или «заземленная ветвь»). В этом случае измеритель WattNode будет измерять нулевую мощность на заземленной фазе, поэтому простое решение — контролировать две другие фазы и исключить поправочный коэффициент, равный 1.5. В этом случае вы должны контролировать обе фазы , активные (незаземленные) фазы для получения точных результатов.
Рекомендации
Если возможно, вам следует использовать портативный анализатор мощности или мультиметр (DMM), чтобы убедиться, что нагрузка достаточно хорошо сбалансирована. С помощью анализатора мощности вы можете измерить мощность на каждой фазе и сравнить. С помощью цифрового мультиметра вы можете проверить напряжения фаза-нейтраль или фаза-земля, чтобы убедиться, что они очень похожи. Если у вас есть измеритель с токовыми клещами, вы также можете проверить ток в каждой фазе, чтобы убедиться, что они хорошо сбалансированы.
Разве теорема Блонделя не позволяет использовать два трансформатора тока для контроля трехфазной трехпроводной (треугольник) цепи?
Да, это означает, что можно спроектировать счетчик только с двумя элементами (и только с двумя трансформаторами тока) для контроля трехпроводной схемы треугольника. Но это не значит, что все счетчики могут этим воспользоваться. Чтобы использовать теорему Блонделя, одну из трех фаз необходимо использовать в качестве контрольной точки, так что две другие фазы измеряются относительно этой контрольной точки.
Архитектура счетчиков WattNode серий WNB и WNC позволяет использовать только землю или нейтраль в качестве опорных точек, но не одну из фаз напряжения. Следовательно, теорема Блонделя не может быть применена к этой серии измерителей WattNode, позволяющих использовать два трансформатора тока для трехпроводных незаземленных схем треугольника. Как отмечалось выше, если ваша нагрузка сбалансирована, вы можете использовать только один ТТ и умножить показания на 3. Или использовать два ТТ и умножить показания на 1,5.
Однако в приложениях, использующих трансформаторы напряжения (ТП), вторичная обмотка ТП может быть подключена к проводам для обеспечения контрольной точки.Следовательно, в этом приложении измерители серий WNB и WNC могут использоваться только с двумя трансформаторами тока. См. Рисунок 3: Мониторинг схемы треугольника на странице «Использование трансформаторов напряжения».
Измерители серии WND могут измерять 3-фазные, 3-проводные, треугольные, 4-проводные, треугольные и треугольные, заземленные треугольником, используя только два трансформатора тока.
См. Также
.

	ВАРИАНТ A	ВАРИАНТ B
V _2S =	00,96 × 0,05 = 0,048	1,6 × 0,05 = 0.080
В _2M =	00,96 × 0,15 = 0,144	1,5 × 0,15 = 0,227

Перекос фаз. Причины возникновения и устранение. Защита

Отрицательные факторы влияния перекоса фаз делятся на три вида:

Существует несколько способов защиты:

Задачами, разрешаемыми путем включения в работу симметрирующего трансформатора, являются:

Похожие темы:

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему.

Что это такое, и как его исправить?

Что же собой представляет перекос фаз с точки зрения электротехники?

Чем опасен перекос фаз.

Вернемся: как исправит проблему с перекосом фаз?

Реальные рабочие условия

Нормы на перекос фаз

Похожие статьи

Какие нормы на перекос фаз?

Перекос фаз в трехфазной сети, причины и последствия – инженерная компания LiderTeh

Перекос фаз в трехфазной сети причины и последствия.

Перекосы фазы в трехфазных и однофазных сетях тока (ПУЭ): причины и допустимые значения

Основные понятия перекоса фаз и параметров сети

Допустимые значения

Причины возникновения явления

Несимметрия в высоковольтных сетях

Асимметрия на стороне нагрузки

Опасность и последствия перекоса

Меры защиты

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Защита в однофазной сети

Как исправить проблему с перекосом фаз

Стабилизатор

Симметрирующий трансформатор

Видео

Перекос фаз в частном доме: причины и устранение

Параметры сети и понятие, перекос фаз

Причины перекоса

Как защитится от перекоса

Для чего нужны знания о перекосе

В заключении

Что такое несимметрия напряжения и несимметрия тока?

Испытание переходного напряжения в двигателях

Что вызывает несимметрию напряжения?

Как рассчитать дисбаланс напряжений

Связанные ресурсы

Анализ цепей трехфазной системы — сбалансированное состояние

Анализ сбалансированной трехфазной цепи

Анализ несимметричной трехфазной цепи

Подключение трехфазной системы

Подключение трехфазных нагрузок в трехфазной системе

Несимметрия тока и напряжения — причины и меры по устранению

Что такое фазовый дисбаланс? Как я могу защитить свое оборудование?

Вопрос:

Ответ:

Трехфазные двигатели и другое оборудование обычно используются в различных отраслях промышленности:

Трехфазное питание: объяснение «Дельта» и «звезда»

Различия между Delta и WYE

Что такое фильтры трехфазной сети?

Объяснение трехфазных фильтров, соединенных треугольником, и WYE-схемой питания

Дельта-трехфазный фильтр электромагнитных помех

Проектирование и трехфазный дельта-фильтр электромагнитных помех

Преимущества дельта-конфигурации

WYE 3-фазный фильтр для защиты от электромагнитных помех

Проектирование и трехфазный фильтр электромагнитных помех WYE

Преимущества конфигураций WYE

Стоимость трехфазных фильтров линии питания Delta по сравнению с WYE

Трехфазный фильтр электромагнитных помех Astrodyne TDI с дельта- и WYE-конфигурациями

Защита трехфазных двигателей от дисбаланса (потеря фазы и чередование фаз)

Обрыв фазы

Защита от дисбаланса и чередования фаз

Мониторинг только одной или двух из трех фаз

вопросов

Ответ

Ограничения

Рекомендации

См. Также

Добавить комментарий Отменить ответ