ความไม่สมดุลของเฟสในเครือข่ายสามเฟสคืออะไรและจะตรวจสอบได้อย่างไร

ในระหว่างการทำงานของเครือข่ายไฟฟ้า 380 โวลต์การละเมิดอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อคุณภาพของไฟฟ้าที่จ่ายให้กับผู้บริโภค หนึ่งในความเบี่ยงเบนดังกล่าวคือความไม่สมดุลของเฟสซึ่งแสดงออกในการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอของโหลดที่เชื่อมต่อกับเส้น ผลลัพธ์ของผลกระทบนี้คือการลดกำลังของอุปกรณ์ที่รวมอยู่ในเครือข่ายสามเฟสทางอุตสาหกรรม (โดยเฉพาะหม้อแปลงหรือมอเตอร์) ที่บ้านเต็มไปด้วยความเสียหายต่อเครื่องใช้ในครัวเรือนที่เชื่อมต่อกับขั้นตอนหนึ่งของโครงข่ายไฟฟ้าของบ้านในชนบท นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าแรงดันไฟฟ้าในนั้นถูกประเมินต่ำเกินไปหรือในทางกลับกัน - เกินมาตรฐานที่อนุญาต ได้มีการพัฒนามาตรการทางองค์กรและทางเทคนิคจำนวนหนึ่งเพื่อป้องกันผลกระทบด้านลบของแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันที่เฟส 380 โวลต์

อัตราความคลาดเคลื่อนที่อนุญาต

เพื่อจำกัดความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตเนื่องจากความไม่สมดุลของเฟส ได้มีการพัฒนามาตรฐานที่ควบคุมค่าสำหรับเครือข่ายพลังงานอุตสาหกรรม หากเกินมาตรฐานเหล่านี้ อาจเกิดอันตรายจากความล้มเหลวของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับสายนี้ ค่าที่แน่นอนของพวกเขาจะได้รับใน GOST ที่เกี่ยวข้องและเอกสารอื่น ๆ ที่กำหนดขั้นตอนการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า (เช่นใน PUE)

ตามมาตรฐาน อัตราส่วนคงที่จะถูกกำหนดขึ้นระหว่างการจัดอันดับของแรงดันและกระแสในส่วนที่โหลดน้อยที่สุดและมากที่สุดของเส้น สำหรับแผงจำหน่ายไฟฟ้าไม่ควรเกิน 30% และสำหรับอินพุตของบ้านส่วนตัว (ASU) - 15% ตาม GOST ปัจจุบันความไม่สมดุลของเฟสที่อนุญาตสำหรับแต่ละบรรทัดที่มีกระแสย้อนกลับต้องไม่เกิน 2 เปอร์เซ็นต์และสำหรับตัวนำเป็นกลางของหม้อแปลง - 4 เปอร์เซ็นต์

สาเหตุของความไม่สมดุลของเฟสในเครือข่ายสามเฟส

มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้เกิดความไม่สมดุลของเฟสในเครือข่ายสามเฟสซึ่งสาเหตุหลัก ๆ ที่ถือว่าเป็น:

• การกระจายกำลังงานไม่สม่ำเสมอตามโหลดที่เชื่อมต่อกับแต่ละเฟสไลน์
• "Zero break" ส่วนใหญ่มักปรากฏอยู่ในการเผาไหม้ของความเป็นกลาง
• ความผิดปกติอื่น ๆ ในอุปกรณ์สถานีหรือในผู้บริโภคในท้องถิ่นที่เชื่อมต่ออยู่

ในกรณีแรก พลังงานที่ใช้โดยโหลดเชิงเส้นจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (หรือลดลง) ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สอดคล้องกันในกระแสที่ไหลในสาขานี้

ในกรณีที่ไม่มีเฟสไม่สมดุล ส่วนประกอบปัจจุบันที่มีขนาดเท่ากันจะไหลไปตามเส้นแต่ละเส้นที่เชื่อมต่อตามรูปแบบ "ดาว" ผลลัพธ์ของพวกมันเป็นกลางเนื่องจากการเติมเวกเตอร์ขององค์ประกอบที่แยกจากกันสามส่วนในทางทฤษฎีแล้วควรเท่ากับศูนย์ ด้วยการบริโภคที่เพิ่มขึ้นตามบรรทัดใดบรรทัดหนึ่งส่วนประกอบปัจจุบันจะเพิ่มขึ้นอันเป็นผลมาจากการที่ลวดเป็นกลางไม่ทำหน้าที่ของมันและละเมิดความสม่ำเสมอของการกระจายศักย์เฟส

ในกรณีที่เกิดการแตกหักที่เป็นกลาง (ความเหนื่อยหน่ายเป็นศูนย์) ความเบ้เกิดขึ้นเนื่องจากฟังก์ชันของลวดเป็นกลางจะถูกโอนไปยังตัวนำเฟสตัวใดตัวหนึ่งโดยอัตโนมัติ ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าในส่วนอื่นๆ ทั้งหมดจะเลื่อนขึ้นด้านบน การรบกวนในการทำงานของอุปกรณ์สถานียังนำไปสู่การกระจายที่ไม่สม่ำเสมอตามเส้นเฟส แต่อยู่ด้านข้างของ "ดาว" ของหม้อแปลงไฟฟ้าและไม่ใช่บนวัตถุที่เชื่อมต่อกับมัน (โดยเฉพาะบ้านในชนบท)

การละเมิดสมมาตรในเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง

ในเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง การปรากฏตัวของความไม่สมดุลที่ไม่ต้องการนั้นสัมพันธ์กับการมีอยู่ของโหลดเฟสเดียวที่ทรงพลังหรือผู้บริโภคสามเฟสที่มีการกระจายเฟสไม่เท่ากัน แหล่งที่มาของความผิดเพี้ยนในเครือข่ายอุตสาหกรรม 0.38-10 kV คือเตาหลอมไฟฟ้าประเภทต่างๆ รายการอุปกรณ์ที่สร้างความไม่สมมาตรควรรวมถึงเครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ซึ่งมีกระแสไฟบริโภคสูงและสามารถรบกวนความสม่ำเสมอของการกระจายโหลด

สถานีย่อยของการขนส่งทางรถไฟเป็นแหล่งที่มีประสิทธิภาพของความไม่สมดุลที่เป็นอันตรายเนื่องจากตู้รถไฟไฟฟ้าที่ทันสมัยเป็นผู้บริโภคพลังงานไฟฟ้าแบบเฟสเดียว พลังของพวกเขาถึงหลายร้อยกิโลวัตต์ซึ่งเพิ่มโอกาสในการรบกวนในการกระจายโหลดเท่านั้น

คุณสามารถตรวจสอบสถานะได้โดยใช้แคลมป์กระแสพิเศษ ซึ่งสามารถตรวจสอบวงจรที่ทำงานเกินพิกัดได้ หากตรวจพบค่าปัจจุบันในขั้นตอนใดช่วงหนึ่งซึ่งเกินค่าที่อนุญาตอย่างมีนัยสำคัญ เราสามารถพูดถึงการมีอยู่ของความเบ้ที่เป็นอันตรายได้อย่างปลอดภัย

ผลกระทบเชิงลบของแรงดันและความไม่สมดุลของกระแส

จำเป็นต้องตอบสนองทันทีต่อการปรากฏตัวของเฟสไม่สมมาตรด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• ในกรณีนี้ มีภัยคุกคามอย่างแท้จริงต่อความเสียหายต่ออุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายนี้หรือประสิทธิภาพการทำงานลดลง
• สิ่งนี้นำไปสู่การหยุดชะงักในการทำงานของแหล่งพลังงาน (โดยเฉพาะหม้อแปลงไฟฟ้าย่อย)
• ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งของการกระจายเฟสที่ผิดปกติคืออายุการใช้งานของอุปกรณ์โรงงานลดลง

สำหรับผู้บริโภคทั่วไป ผลที่ตามมาของความไม่สมดุลส่งผลให้ค่าไฟฟ้าเพิ่มขึ้น การซ่อมแซมเครื่องใช้ในครัวเรือน และอาจได้รับบาดเจ็บได้ หากการเอียงของเส้นลวดเกิดจากการทำลายของลวดเป็นกลาง เงื่อนไขในการป้องกันไฟฟ้าช็อตจะลดลงอย่างมาก บัสของอุปกรณ์กราวด์ (ZU) ซึ่งติดตั้งอยู่บนสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าถูกตัดขาดในกรณีที่ไม่มีลูปในเครื่องผู้ใช้ยังคงไม่มีที่พึ่งอย่างแน่นอน

ด้วยการปรากฏตัวของความไม่สมมาตรในเครือข่ายอุตสาหกรรม ปริมาณการใช้ไฟฟ้าก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และอุปกรณ์ในสายที่รวมอยู่ในนั้นประสบปัญหาการโอเวอร์โหลดอย่างรุนแรง ที่สถานีไฟฟ้าย่อย การสิ้นเปลืองน้ำมันในหม้อแปลงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอุปกรณ์ควบคุมและการจ่ายน้ำมันอาจล้มเหลว ภัยคุกคามทั้งหมดเหล่านี้นำไปสู่ต้นทุนวัสดุเพิ่มเติมที่เกี่ยวข้องกับความจำเป็นในการซ่อมแซมหรือเปลี่ยนอุปกรณ์ที่ไฟดับ

เพื่อป้องกันสถานการณ์ดังกล่าว คุณจะต้องคิดล่วงหน้าเกี่ยวกับมาตรการที่มีประสิทธิภาพเพื่อช่วยป้องกัน หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงความไม่สมดุลของเฟสได้ คุณจะต้องใช้ทุกวิถีทางเพื่อกำจัดมัน

วิธีการป้องกัน

เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานสมมาตรของเครือข่ายพลังงานและการปรับค่าแรงดันไฟฟ้าให้เป็นปกติในแต่ละสายเฟสเดียวจึงใช้อุปกรณ์แก้ไขพิเศษ ฟังก์ชันนี้มักดำเนินการโดยตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบคลาสสิก อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์เหล่านี้ไม่สามารถขจัดความไม่สมดุลในวงจรจ่ายไฟได้อย่างสมบูรณ์ เนื่องจากจุดประสงค์ของอุปกรณ์เหล่านี้คือทำให้เฟสเดียวเสถียร ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะปกป้องเครือข่ายสามเฟสทั้งหมดด้วยอุปกรณ์ดังกล่าว รวมทั้งกำจัดผลที่ตามมาจากความเบ้

สถานการณ์จะไม่ถูกยกเว้นเมื่อตัวปรับความคงตัวกลายเป็นสาเหตุของการจ่ายไฟฟ้าไม่สม่ำเสมอในเฟส

เพื่อป้องกันวงจรสามเฟสจากความไม่สมดุลของเฟส ใช้วิธีการจัดองค์กรและทางเทคนิคต่อไปนี้:

• การศึกษาคุณภาพสูงของโครงการจ่ายไฟโดยคำนึงถึงความไม่สม่ำเสมอของโหลด
• การใช้อุปกรณ์พิเศษที่สามารถจัดตำแหน่งได้โดยอัตโนมัติ (เรียกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าสมดุล)
• การแก้ไขแผนการใช้พลังงานในปัจจุบัน (หากมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นก่อนหน้านี้)

ความช่วยเหลือที่สำคัญในการป้องกันความไม่สมดุลนั้นมาจากอุปกรณ์ป้องกันพิเศษ (เช่น รีเลย์ตรวจสอบเฟสและแรงดันไฟฟ้า) ซึ่งจะตัดการเชื่อมต่อสายเมื่อตรวจพบการละเมิด

เฉพาะมาตรการที่ทันท่วงทีเท่านั้นที่จะช่วยขจัดความไม่สมดุลของเฟสในเครือข่ายและขจัดผลกระทบด้านลบของปรากฏการณ์นี้: เพื่อปกป้องอุปกรณ์และเครื่องใช้ในครัวเรือนจากการเสีย