Fase ubalance: årsager og beskyttelse

Indholdet af artiklen

• En udflugt til teorien om elektroteknik
• Årsager og konsekvenser af faseubalance
• Neutral trådgendannelse
• Stabilisatorer for inverterfase
• Afbalancering af transformere
• Overspændingsbeskyttelse

Hverken husholdningsapparater eller produktionsudstyr kan fungere uden en stabil strømforsyning. Belastning og spænding ubalance eller fase ubalance er den vigtigste årsag til fejl og sammenbrud. Dette fænomen kan og bør bekæmpes, hvilket kræver en omfattende forståelse af driftsreglerne for et trefaset elektrisk netværk.

En udflugt til teorien om elektroteknik

Det trefasede AC-system blev introduceret i industrien for mere end et århundrede siden, praktisk talt i den form, hvor det har overlevet indtil i dag. Hovedudvikler af det trefasede netværk er Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky – en indenrigsforsker, der tog ideerne fra Nikola Tesla som grundlag for sin udvikling.

Fordelene ved et trefaset netværk er åbenlyse: hvis en strøm under rotationen af ​​magnetfeltet vises symmetrisk og konsekvent på generatorens tre-polede vikling, kan dens form let bruges til at vende konvertering af elektrisk energi til rotation. I en æra med udvikling af videnskabelig og teknologisk fremgang var evnen til frit at bruge elektriske maskiner ekstremt vigtig, og det er det stadig..

Garanteret strømforsyningsenhed AGM-7.5

Tre-fase strømforsyningssystemet er imidlertid ikke uden ulemper. Spændingerne i hver af faser er forbundet med symmetri-koefficienten. I et trefaset netværk skelnes mellem to typer elektriske spændinger: lineær, der fungerer mellem faser og fase, der måles mellem fasen og den neutrale ledning. Hvis belastningen på hver fase er den samme (symmetrisk), er ledningsspændingen v3 gange fasespændingen. I betragtning af at reversering af spændingspolariteten i hver fase veksler med resten og delvist overlapper i tid, fører betydelig ujævnhed i fordelingen af ​​belastninger til ustabil drift af hele systemet.

Årsager og konsekvenser af faseubalance

Med udseendet af belastningsasymmetri observeres et fasespændingstab i en af ​​faserne, mens liniespændingen forbliver konstant. Kredsløbet, hvormed trefasebelastninger er forbundet, kan betragtes som en spændingsdelere: dens fald i den mest belastede fase vil være maksimalt på grund af lav modstand, mens spændingen i de mindst belastede faser stiger og har tendens til at være lineær. Med andre ord fordeles spændingen over faserne i forhold til den tilsluttede belastning.

Vi observerer dette i husholdningsnettet: alle forbrugere er tilsluttet forskellige faser, men der er ingen garanti for, at med en streng individualitet af driftsformer og magt i elektrisk udstyr, vil belastningen blive fordelt jævnt. Derfor er det mest almindelige skema til tilslutning af belastninger i et trefaset netværk, kaldet en “stjerne”, suppleret med en neutral ledning, der er tilsluttet et centralt punkt og elektrisk forbundet til jordingssystemet. Takket være denne tilføjelse reduceres effekten af ​​ubalancerede belastninger på fasespændinger markant, mens udligningseffektiviteten er meget afhængig af ledningsevnen for den neutrale leder..

Hvis ledningsevnen er utilstrækkelig, eller den neutrale leder afbrydes, øges belastningsubalansen igen og forårsager en ujævn fordeling af fasespændinger. En sådan funktionsmåde for strømnettet er fyldt med alvorlige konsekvenser: med en stigning i spænding hos hver aktiv forbruger stiger strømstyrken op til grænseværdierne, kapacitive filtre af effektkonverteringsanordninger mislykkes, sandsynligheden for isolationsnedbrydning stiger, overophedning og en stigning i parasitstrømme observeres i trefasede motorer. En nulbrud i bynettet vil bestemt skade elektriske apparater, der er tilsluttet en ubeskyttet gren, selvom de ikke fungerer i øjeblikket. Ofte er skader på udstyr irreversible, derudover øges sandsynligheden for en brand markant. Fase-ubalance påvirker også negativt trefasede strømforsyninger – nedadgående strømtransformatorer og trefasegeneratorer..

Neutral trådgendannelse

For at transmittere elektricitet over lange afstande bruges kolossale spændinger, som det er muligt at reducere leders tværsnit til rimelige værdier. Når du nærmer dig forbrugeren, er der et trinvist fald i spænding ved hjælp af krafttransformatorer og en gradvis forgrening af strømnettet. Det er ikke nødvendigt at forbinde transformatorerne med en neutral ledning, sådan en vidunderlig leder som jordskorpen perfekt klarer denne opgave. Derfor kan en nulbrud kun forekomme på det sidste trin af transformation: en 6-0,4 kV nedtrappingsstation eller på ethvert tidspunkt i lavspændingsdistributionsnetværket.

For at finde ud af, hvor et brud i den neutrale ledning er muligt, lad os henvende os til et klassisk eksempel – et trefaset strømforsyningsnetværk i en boligblok. Der kan lægges et tre-kernet kabel og en fælles jordforbindelse i den tekniske kanal, der forbinder gulvområderne. Det er også muligt at forbinde den neutrale bus med underjordisk sløjfe ved hjælp af kablets fjerde kerne. I næsten alle tilfælde er det ganske enkelt at bestemme bruddets placering, det er nok bare til at måle det elektriske potentiale mellem nulbussen og jorden med et voltmeter. Hvis enheden viser værdier tæt på fasespændingens afvigelse fra normen, skal der søges efter sted efter skader tidligere i henhold til skemaet, der bevæger sig mod stationen.

Dette er ikke tilfældet med luftledninger. Den neutrale ledning følger sammen med fasetrådene langs hele distributionsnetværkets længde, startende fra transformatorstationen eller transformatoren. Naturligvis vil ingen uafhængigt måle spændingen mellem den neutrale leder og jorden på hver pol i luftledningen. Pausen kan kun bestemmes visuelt og endnu bedre af kræfterne fra nødhjælpsansatte. Derudover bemærker vi, at det ikke giver mening at uafhængigt jordforstærke den neutrale leder i dit ansvarsområde, for i dette tilfælde vil losningen af ​​hele netværket finde sted langs forbrugerens leder, hvilket betyder, at strømmen vil strømme gennem måleren.

Stabilisatorer for inverterfase

Asymmetri af spændinger og strømme påvirker ikke kun forbrugere med enfasetilslutning, men også trefasede abonnentnetværk, inklusive industrielle. En af de mest effektive måder at løse faseubalanceproblemet er at installere en fasestabilisator. I modsætning til traditionelle husholdningsspændingsstabilisatorer eliminerer fasestabilisatorer asymmetri ved at forstærke eller omfordele belastningen..

Faktisk kan funktionen af ​​en polyfase-afbalanceringsstabilisator udføres ved en samling af tre enfasespændingsstabilisatorer. Hvis tre enheder imidlertid kombineres til et, kan dette love betydelige fordele. Princippet for drift af en trefaseanordning ligger i det faktum, at den har en enhed til at levere og konvertere energi, hvis rolle er en pulstransformator. Kort sagt: en enfasestabilisator, der er installeret på den mest slappe fase, er tvunget til at kompensere for stigningen i spænding ved at øge strømforbruget, hvilket ledsages af et stærkt fald i konverterens effektivitet.

I sin tur trækker trefasestabilisatorer den nødvendige energi til udligning fra faser, hvor spændingen er højere end den nominelle, på grund af hvilken mængden af ​​konverteringstab er meget lavere. I dette tilfælde udføres en ekstra belastning på de ubelastede faser, dvs. ikke kun forbrugeren, men også delvis forsyningsnetværket er stabiliseret. Tilstedeværelsen af ​​en fælles inverter giver dig også mulighed for at opretholde et trefaset netværk med en midlertidig mangel på spænding i en af ​​strømfaserne.

Trefaset spændingsstabilisator FNEX SBW 100

Ikke uden mangler. Først og fremmest er dette enhedens kompleksitet og de høje omkostninger ved trefasestabiliseringsanordninger. For det meste bruges fasestabilisatorer i strømforsyningen til små virksomheder udstyret med elektrisk udstyr med et samlet strømforbrug på op til 80–100 kVA: kedelhuse, basestationer til mobilkommunikation, møbelbutikker. For mere kraftfulde forbrugere leveres andre stabiliseringsmetoder.

Afbalancering af transformere

En anden type enhed til stabilisering af strømme og spændinger er balun-transformere. De har et bredere effektområde. For netværk med et strømforbrug på op til 400 kVA anbefales det at installere lavspændingstransformere af TST-typen til mere kraftfulde – afbalancerende transformatorer 6 / 0,4 kV af typen TMGSU.

Begge typer transformere adskiller sig fra konventionelle krafttransformatorer, idet de har en yderligere vikling. Det er placeret parallelt med de primære viklinger og er forbundet mellem arbejdsnulet og jordløkken på transformatorens midtpunkt. Funktionsprincippet er simpelt: når der vises en asymmetri af belastningerne i den neutrale ledning, vises der en strøm, der overføres til transformatorens magnetiske kerne og derefter trækker den mest belastede fase op. Kompensation udføres automatisk på grund af forskellen i svingningsperioderne i forskellige faser.

TMGSU-transformere adskiller sig praktisk talt ikke fra lavspændingsbalancer. Placering af fasebalanceringsindretningen i ned-transformationstrinnet gør det ganske enkelt muligt at udelukke en yderligere transformationskæde og følgelig at undgå yderligere tab i magnetkredsen. Enkelhed, pålidelighed og lave omkostninger gør balun-transformere til den bedste løsning til netværk med lave krav til sinusformet renhed. Imidlertid har transformatorer ikke en så bred vifte af beskyttelses- og stabiliseringsfunktioner, som enheder af inverter-type..

Overspændingsbeskyttelse

Hvad med forbrugere med en enfasetilslutning? Desværre er det ikke muligt på en eller anden måde at påvirke sandsynligheden for ubalance og den deraf følgende stigning i spænding. Sådanne fænomener forekommer med jævne mellemrum, fejlen er i det utilstrækkelige udstyr i bagagerumets netværk, manglen på arbejde med at forudsige belastningerne og den beklagelige tekniske tilstand for elektrificeringssystemer.

Du kan dog stadig beskytte dine egne elektriske faciliteter. Den enkleste måde er at installere et spændingsrelæ, der slukker forsyningen af ​​objektet, når de maksimale driftsparametre vises i netværket. Hvis selv en midlertidig mangel på strømforsyning på anlægget er uacceptabel, er der to måder at beskytte imod fase ubalance: installation af en enfasestabilisator eller udstyring af indgangsfordelingsgruppen af ​​automatiske overførselsafbrydere med en autonom strømkilde.

Lignende poster:

1. Dukan Diæt Fastening – tilladte produkter i tredje fase, en prøvemenu med opskrifter Dukan-diæten er en god mulighed for vægttab, der kommer med store fordele og et stort udvalg af tilladte produkter i fase 3. Her kan du få en prøvemenu med opskrifter,...
2. Vægttab i tilfælde af hormonel ubalance i kroppen – behandling, diæt og sport En hormonel ubalance kan være årsagen til vægtøgning. Heldigvis kan det behandles ved hjælp af kostomlægninger, anden diæt og sport. Dette vil ikke kun resultere i vægttab, men også styrke...
3. Årsager til hududslæt hos nyfødte – udslætstyper, symptomer og behandling Nyfødte kan ofte udvikle hududslæt. Det er vigtigt at kende de forskellige udslætsformer og symptomer - og hvordan man behandler udslættet. Dette indlæg gennemgår de største årsager til hududslæt hos...
4. Nasolakrimal rille – årsager til defektens udseende, ikke-kirurgiske metoder, lipolifting og fyldningskorrektion En nasolakrimal rille er en uregelmæssigitet allerede fra fødslen, der kan påvirke æstetikken omkring øjenområdet. I dette indlæg behandles årsagerne til denne defekt, non-kirurgiskbehandlinger, lipolifting og fyldningskorrektioner. Find ud af...

Læs mere  Hydropil til opvarmning: driftsprincip og formål