Veikiant 380 voltų elektros tinklams, galimi pažeidimai, kurie reikšmingai paveikia vartotojui tiekiamos elektros kokybę. Vienas iš tokių nukrypimų yra fazių disbalansas, kuris pasireiškia nevienodu jų pasiskirstymu per liniją sujungtose apkrovose. Šio efekto rezultatas yra reikšmingas įrangos, įtrauktos į pramoninį trifazį tinklą (ypač transformatorių ar variklių), galios sumažėjimas. Namuose jis yra sugadintas buitiniais prietaisais, prijungtais prie vieno iš kaimo namo elektros tinklo fazių. Taip yra dėl to, kad įtampa joje tampa labai neįvertinta, arba atvirkščiai - viršija leistiną normą. Buvo sukurta keletas organizacinių ir techninių priemonių, kad būtų išvengta neigiamų skirtingų įtampų 380 voltų fazėse pasekmių.
Leistini nesutapimo rodikliai
Siekiant apriboti leistinus įtampos nuokrypius dėl fazių disbalanso, buvo sukurti standartai, kurie reguliuoja jų reikšmes pramoniniams elektros tinklams. Jei bus viršyti šie standartai, kyla realus pavojus sugesti prie šios linijos prijungtai elektros įrangai. Tikslios jų vertės pateikiamos atitinkamuose GOST ir kituose dokumentuose, kurie nustato elektros įrangos veikimo tvarką (pavyzdžiui, PUE).
Pagal standartus nustatomi fiksuoti įtampų ir srovių rodikliai mažiausiai ir labiausiai apkrautose linijų atkarpose. Elektros skirstomosioms plokštėms jis neturėtų viršyti 30%, o privačių namų įvadams (ASU) - 15%. Pagal dabartinius GOST, atskirų linijų su atvirkštine srove leistinas fazių disbalansas negali būti didesnis kaip 2 proc., O transformatoriaus neutraliam laidininkui - 4 proc.
Trifazio tinklo fazių disbalanso priežastys
Yra keletas žinomų fazių disbalanso atsiradimo trijų fazių tinkluose priežasčių, iš kurių pagrindinės laikomos:
- Netolygus darbinės galios pasiskirstymas pagal apkrovas, sujungtas su kiekviena fazine linija.
- „Nulinis lūžis“, dažniausiai pasireiškiantis neutralaus deginimu.
- Kiti stoties įrangos ar prie jos prijungtų vietinių vartotojų sutrikimai.
Pirmuoju atveju linijinės apkrovos suvartojama galia staigiai padidėja (arba sumažėja), o tai lemia atitinkamą šioje šakoje tekančios srovės pokytį.
Jei nėra fazių disbalanso, vienodo dydžio srovės komponentai teka kiekviena linija, sujungta pagal "žvaigždės" schemą. Jų rezultatas neutralus dėl trijų atskirų komponentų pridėjimo prie vektoriaus teoriškai turėtų būti lygus nuliui. Padidėjus vartojimui vienoje iš linijų, per jį padidėja srovės komponentai, dėl to nulinė viela nevykdo savo funkcijos ir pažeidžia fazinių potencialų pasiskirstymo vienodumą.
Nulinio nulūžimo (nulinio perdegimo) atveju iškrypimas atsiranda dėl to, kad nulinio laido funkcija automatiškai perkeliama į vieną iš fazių laidininkų; šiuo atveju visų kitų įtampa perkeliama į viršų. Stoties įrangos veikimo sutrikimai taip pat lemia netolygų pasiskirstymą išilgai fazinių linijų, tačiau jau ant transformatoriaus „žvaigždės“ pusės, o ne prie jo prijungto objekto (ypač kaimo namuose).
Simetrijos pažeidimas aukštos įtampos tinkluose
Aukštosios įtampos tinkluose nepageidaujamos asimetrijos atsiradimas yra susijęs su galingų vienfazių apkrovų ar trifazių vartotojų, turinčių nevienodą fazių pasiskirstymą, buvimu. 0,38–10 kV pramoninių tinklų iškraipymų šaltiniai yra įvairių rūšių elektrinės lydymo krosnys (rūdos terminiai, indukciniai ir panašūs šildymo įrenginiai). Į asimetriją kuriančios įrangos sąrašą turėtų būti įtrauktos keitiklio suvirinimo mašinos, pasižyminčios didelėmis vartojimo srovėmis ir galinčiomis sutrikdyti apkrovos paskirstymo tolygumą.
Geležinkelių transporto traukos pastotės yra galingi pavojingos asimetrijos šaltiniai, nes šiuolaikiniai elektrvežiai yra vienfaziai elektros energijos vartotojai. Jų galia siekia kelis šimtus kilovatų, o tai tik padidina krūvių pasiskirstymo sutrikimų tikimybę.
Jų buvimą galite patikrinti naudodami specialius srovės spaustukus, per kuriuos galima patikrinti grandines, veikiančias esant perkrovai. Jei vienoje iš fazių randamos srovės vertės, kurios žymiai viršija leistinas vertes, galime drąsiai kalbėti apie pavojingo iškrypimo buvimą.
Neigiamas įtampos ir srovės disbalanso poveikis
Būtina greitai reaguoti į fazių asimetrijos atsiradimą dėl šių priežasčių:
- Šiuo atveju kyla reali prie šio tinklo prijungtų įrenginių sugadinimo arba jų veikimo pablogėjimo grėsmė.
- Tai sukelia energijos šaltinių (ypač pastočių transformatorių) veikimo sutrikimus.
- Kita nenormalaus fazių pasiskirstymo pasekmė yra įrenginio įrangos tarnavimo laiko sumažėjimas.
Paprastam vartotojui asimetrijos pasekmės reiškia padidėjusias išlaidas elektrai, buitinių prietaisų remontui ir traumų galimybę. Jei linijos iškrypimą lemia sunaikintas neutralus laidas, labai pablogėja apsaugos nuo elektros smūgio sąlygos. Įžeminimo įtaiso (ZU) magistralė, sumontuota ant transformatoriaus pastotės, yra nutraukta; jei nėra vietinės linijos, vartotojas lieka visiškai neapsaugotas.
Atsiradus asimetrijai pramonės tinkluose, padidėja ir elektros energijos suvartojimas, o į juos įtraukta linijos įranga patiria didelių perkrovų. Skirstomosiose pastotėse naftos suvartojimas transformatoriuose smarkiai padidėja, o valdymo ir paskirstymo įranga gali sugesti. Visos šios grėsmės galiausiai sukelia papildomų materialinių išlaidų, susijusių su būtinybe remontuoti ar pakeisti perdegusią įrangą.
Norėdami išvengti tokių situacijų, turėsite iš anksto apgalvoti veiksmingas priemones, padedančias joms išvengti. Jei neįmanoma išvengti fazių disbalanso, turėsite naudoti visus įmanomus būdus, kaip jį pašalinti.
Apsaugos metodai
Siekiant užtikrinti simetrišką elektros tinklų veikimą ir įtampos vertės normalizavimą kiekvienoje iš vienfazių linijų, naudojami specialūs koregavimo įtaisai. Šią funkciją dažniausiai atlieka klasikiniai įtampos stabilizatoriai. Tačiau šie prietaisai negali visiškai pašalinti disbalanso tiekimo grandinėse, nes jų tikslas yra stabilizuoti tik vieną fazę. Dėl šios priežasties neįmanoma apsaugoti viso trifazio tinklo tokiais įtaisais, taip pat pašalinti iškreipimo pasekmes.
Neatmetamos situacijos, kai patys stabilizatoriai tampa netolygaus elektros paskirstymo fazėmis priežastimi.
Norėdami apsaugoti trifazes grandines nuo fazių asimetrijos, naudojami šie organizaciniai ir techniniai metodai:
- kokybiškas elektros energijos tiekimo projekto tyrimas, atsižvelgiant į apkrovų nelygumus;
- specialių įtaisų, su kuriais juos galima automatiškai suderinti, naudojimas (vadinamieji balansavimo transformatoriai);
- dabartinių energijos vartojimo schemų koregavimas (jei klaidų padaryta anksčiau).
Reikšmingą apsaugą nuo asimetrijos teikia speciali blokavimo įranga (pvz., Fazių ir įtampos stebėjimo relės), kuri atjungia liniją, kai nustatomi pažeidimai.
Tik laiku priimtos priemonės leis pašalinti fazių disbalansą tinkle ir pašalinti neigiamas šio reiškinio pasekmes: apsaugoti įrangą ir buitinius prietaisus nuo gedimų.
