Перекос фаз — причины возникновения и его устранение
В современном электроснабжении чаще всего используется схема с тремя фазами и 4-мя или 5-ю проводами. В случае, когда используется сеть, состоящая из пяти проводов, то три из них являются фазами, а оставшиеся два рабочими проводниками: нулевым и защитным. В сетях, состоящих из четырех проводов, три провода это фазы, а четвертый сочетает в себе функции нулевого и защитного рабочего проводника.
Если рассматривать идеальную электрическую сеть, то напряжение каждой фазы относительно нулевого провода равно 220В. Линейные напряжения в такой схеме между любыми фазами равны 380В. Для наглядности можно использовать векторную диаграмму, отображающую взаимосвязь фазных и линейных напряжений.
|
В идеальном случае диаграмма имеет следующие свойства (зеленый цвет на диаграмме): * Линейные напряжения равны между собой, их значение – 380В; * Векторы фаз относительно друг друга сдвинуты на угол 120 градусов; * Напряжение любой из фаз будет составлять 220В. |
|---|---|
Перекос фаз (перекос напряжения) как явление происходит в электрической цепи, когда одна или несколько фаз испытывают большую нагрузку, относительно других. В промышленных сетях при таком явлении наблюдается снижение мощности двигателей и трансформаторов. В бытовых условиях перекос может стать причиной поломки электрических приборов, у которых преобладающей является реактивная нагрузка. | |
Векторная диаграмма при перекосе фаз приобретает следующие характеристики (красный цвет на диаграмме): * Векторы фаз сдвигаются по отношению друг к другу на произвольные углы; * Напряжение фаз имеют различные значения; * Линейные напряжения при этом останутся прежними и равны 380В. |
На практике можно отметить явления внешних и внутренних перекосов. Первый из них вызван источником электроэнергии (горэлектросеть), второй вызван потребителями на предприятии.
В случае, когда энергия по фазам распределяется не равномерно, возникает перекос. Однако даже при равномерной нагрузке могут возникнуть факторы, являющиеся причиной возникновения перекоса:
* Разные типы нагрузок в сети (индуктивная и емкостная);
* Энергопотребители в разные моменты времени могут потреблять различную мощность. Например, в момент запуска прибора возникают пусковые токи, увеличивающие нагрузку;
* Длительность и неравномерность включения приборов.
Тем самым в любой трехфазной сети эффект перекоса фаз можно встретить практически всегда. Исключение составляют сети, в которых применяется симметрирующий трансформатор. Небольшие перекосы могут стать причиной уменьшения срока работы прибора, а сильные приводят к аварийным отключениям и возможным отказам.
Возникновение перекоса фаз в работе приборов могут привести к следующим
последствиям:
- замыканию и перегреву обмоток э/двигателей;
- потреблению большее количества топлива генератором;
- аварийному отключению генератора;
- выходу энергопортебителей из строя;
- отключению потребителей;
- увеличению износа техники;
- уменьшение срока службы приборов в сети;
- рост потребления энергии.
Устранение перекоса фаз
Самым эффективным решением проблемы перекоса фаз на предприятиях является использование симметрирующего трансформатора ТСТ2. Принцип работы таких трансформаторов заключается в эффекте симметрирования, который заключается в распределении возникающей нагрузки на все три фазы. Тем самым нагрузка перераспределяется на соседние фазы, и сеть приходит в равновесное состояние за счет приближению напряжения на каждой фазе к номинальному значению.
Модельный ряд изготавливаемых трансформаторов ТСТ2 по мощности составляет от 10 кВА до 1 МВА. Так же есть возможность выбора модели в зависимости от его функциональных возможностей.
Установка симметрирующего трансформатора в сети принесет следующие положительные эффекты:
- Возможность подключения различных одно или двухфазных потребителей;
- Реальность подключения однофазных потребителей к генератору, даже при условии, что мощность потребителя превышает мощность фазы генератора;
- Высокая устойчивость работы дизель-генераторов на однофазную нагрузку;
- Увеличение срока службы оборудования и его безотказной работы;
- Значительное снижение уровень потребления электроэнергии;
- Снижение износа оборудования, уменьшение расходов на его ремонт и обслуживание.
Симметрирующий трансформатор имеет основные функции работы:
· Равномерное токораспределение нагрузки по всем фазам, позволяющее устранить возможность образования перекоса фаз при питании от автономных источников электроснабжения с ограниченной мощностью;
· При питании потребителя от городской сети происходит равномерное распределение нагрузки по всем фазам и фазные напряжения будут симметрированы.