Что такое перекос фаз в трехфазной сети. Каковы основные причины возникновения перекоса фаз. Какие негативные последствия может иметь перекос фаз. Какие существуют способы защиты от перекоса фаз в трехфазной сети.
Что такое перекос фаз в трехфазной сети
Перекос фаз — это состояние трехфазной электрической сети, при котором наблюдается неравномерное распределение нагрузки между фазами. В идеальной трехфазной системе напряжения и токи во всех трех фазах должны быть одинаковыми по величине и сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Однако на практике добиться такого идеального баланса невозможно.
При возникновении перекоса фаз наблюдается следующая картина:
- Напряжения в разных фазах отличаются по величине
- Углы сдвига между фазами отклоняются от 120 градусов
- Токи в фазах имеют разные значения
Небольшой перекос фаз (до 2-3%) считается допустимым. Однако более значительная несимметрия может привести к серьезным проблемам в работе электрооборудования.
Основные причины возникновения перекоса фаз
Существует несколько ключевых факторов, которые могут вызвать перекос фаз в трехфазной сети:
1. Неравномерное распределение нагрузки
Это наиболее распространенная причина перекоса. Если к разным фазам подключено разное количество потребителей или потребители с сильно отличающейся мощностью, возникает дисбаланс нагрузки.
2. Обрыв нулевого провода
При обрыве нейтрали в четырехпроводной системе нарушается симметрия напряжений. На одних фазах напряжение может вырасти до линейного значения, на других — упасть.
3. Короткое замыкание
Замыкание одной из фаз на землю или между собой приводит к резкому изменению сопротивления в поврежденной цепи и нарушению баланса.
4. Неисправность трансформаторов
Повреждение обмоток силового трансформатора может стать причиной несимметричной трансформации напряжений.
Негативные последствия перекоса фаз
Даже относительно небольшой перекос фаз может иметь серьезные последствия для электрооборудования и всей энергосистемы:
Влияние на электродвигатели
- Перегрев обмоток из-за повышенных токов
- Снижение КПД и мощности двигателя
- Повышенная вибрация и шум
- Ускоренный износ подшипников
- Сокращение срока службы изоляции
Проблемы с электронным оборудованием
- Сбои в работе и выход из строя чувствительной электроники
- Некорректная работа систем управления
- Перегрузка по току отдельных элементов
Влияние на электросеть
- Повышенные потери электроэнергии
- Перегрузка нулевого провода
- Ложные срабатывания защитной аппаратуры
- Снижение пропускной способности линий
В целом перекос фаз приводит к снижению качества электроэнергии, повышенному энергопотреблению и сокращению срока службы оборудования. В тяжелых случаях возможны аварии и пожары.
Методы защиты от перекоса фаз
Для предотвращения негативных последствий перекоса фаз применяются различные технические и организационные меры:
1. Симметрирование нагрузки
Наиболее простой способ — равномерное распределение однофазных потребителей по фазам. Для этого проводится расчет нагрузок и оптимальная группировка электроприемников.
2. Установка симметрирующих устройств
Применяются специальные симметрирующие трансформаторы и конденсаторные установки, выравнивающие нагрузку по фазам.
3. Использование реле контроля фаз
Реле контролирует напряжение в фазах и отключает нагрузку при недопустимом перекосе. Это защищает оборудование от повреждений.
4. Применение стабилизаторов напряжения
Трехфазные стабилизаторы поддерживают одинаковое напряжение во всех фазах независимо от входных параметров сети.
5. Мониторинг состояния сети
Регулярные измерения и анализ параметров сети позволяют своевременно выявлять и устранять причины перекоса.
Защита электродвигателей от перекоса фаз
Асинхронные электродвигатели особенно чувствительны к несимметрии напряжений. Для их защиты применяются специальные устройства:
- Реле контроля напряжения и порядка чередования фаз
- Тепловые реле с функцией защиты от асимметрии
- Электронные устройства защиты двигателей
- Преобразователи частоты со встроенными защитными функциями
Такие устройства отключают двигатель при недопустимом перекосе фаз, предотвращая его повреждение.
Нормативные требования по несимметрии напряжений
Допустимые уровни несимметрии напряжений в электрических сетях регламентируются стандартами:
- ГОСТ 32144-2013 устанавливает нормально допустимое значение коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности 2% и предельно допустимое — 4%
- ГОСТ 13109-97 определяет аналогичные нормы для коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности
Соблюдение этих нормативов обеспечивает надежную работу электрооборудования и качество электроснабжения потребителей.
Экономические аспекты перекоса фаз
Перекос фаз приводит к дополнительным финансовым затратам для предприятий и энергосистем:
- Повышенный расход электроэнергии из-за дополнительных потерь
- Затраты на ремонт и замену вышедшего из строя оборудования
- Простои производства из-за аварий и отказов техники
- Снижение качества продукции при нестабильной работе оборудования
- Штрафы за превышение допустимых уровней несимметрии в сетях
По оценкам экспертов, ежегодные потери от несимметрии напряжений в промышленности составляют миллиарды рублей. Поэтому меры по устранению перекоса фаз экономически оправданы.
Современные тенденции в борьбе с перекосом фаз
Развитие технологий открывает новые возможности для решения проблемы несимметрии в электросетях:
- Применение интеллектуальных систем управления нагрузками
- Использование накопителей энергии для выравнивания нагрузки
- Внедрение цифровых подстанций с функциями симметрирования
- Развитие распределенной генерации, снижающей нагрузку на сети
- Создание активно-адаптивных сетей с элементами искусственного интеллекта
Эти инновации позволяют комплексно решать проблему качества электроэнергии, в том числе минимизировать перекос фаз.
Заключение
Перекос фаз в трехфазной сети — серьезная проблема, способная нарушить работу электрооборудования и вызвать значительные экономические потери. Для ее решения требуется комплексный подход, включающий технические, организационные и экономические меры. Своевременное выявление и устранение причин несимметрии позволяет обеспечить надежное и качественное электроснабжение потребителей.
что это такое, причины, последствия, защита
Самая распространенная проблема, порождающая массу деструктивных последствий – перекос фаз в трехфазной сети (до 1,0 кВ) с глухозаземленной нейтралью. При определенных условиях такое явление может вывести из строя электрические приборы и создать угрозу для жизни. Учитывая актуальность проблемы, будет полезным узнать, что представляет собой несимметрия токов и напряжений, а также причины ее возникновения. Это позволит выбрать наиболее оптимальную стратегию защиты.
Что такое перекос фаз?
Данный термин используется для описания состояния сети, при котором возникают неравномерные нагрузки между фазами, что приводит к возникновению перекоса. Если составить векторную диаграмму идеальной трехфазной сети, то она будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.
Диаграмма напряжений в идеальных трехфазных сетяхКак видно из рисунка, в данном случае равны как линейные напряжения (АВ=ВС=СА=380,0 В), так и фазные (АN=ВN=СN=220,0 В).
К сожалению, на практике добиться такого идеального равенства нереально. То есть, линейные напряжения сети, как правило, совпадают, в то время как в фазных наблюдаются расхождения. В некоторых случаях они могут превысить допустимый предел, что приведет к возникновению аварийной ситуации.
Допустимые нормы значений перекоса
Поскольку в трехфазных сетях предотвратить и полностью устранить перекосы невозможно, существуют нормы несимметрии, в которых установлены допустимые отклонения. В первую очередь это ГОСТ 13109 97, ниже приведена вырезка из него (п. 5.5), чтобы избежать разночтения документа.
Нормы несимметрии напряжения ГОСТ 13109-97Поскольку, основная причина перекоса фаз напрямую связана с неправильным распределением нагрузок, существуют нормы их соотношения, прописанные в СП 31 110. Вырезку из этого свода правил также приведем в оригинале.
Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)Здесь необходимы пояснения в терминологии.
Для описания несимметрии используются три составляющих, это прямая, нулевая и обратная последовательность. Первая считается основной, она определяет номинальное напряжение. Две последние можно рассматривать в качестве помех, которые приводят к образованию в цепях нагрузки соответствующих ЭДС, которые не участвуют в полезной работе.
Причины перекоса фаз в трехфазной сети
Как уже упоминалось выше, данное состояние электросети чаще всего вызвано неравномерным подключением нагрузки на фазы и обрывом нуля. Чаще всего это проявляется в сетях до 1, кВ, что связано с особенностями распределения электроэнергии, между однофазными электроприемниками.
Обмотки трехфазных силовых трансформаторов подключаются «звездой». Из места соединения обмоток отводится четвертый провод, называемый нулевым или нейтралью. Если происходит обрыв нулевого провода, то в сети возникает несимметрия напряжений, причем перекос напрямую будет зависеть от текущей нагрузки. Пример такой ситуации приведен ниже.
В данном случае RН это сопротивления нагрузок, одинаковые по значению.
В данном примере напряжение на нагрузке, подключенной к фазе А, превысит норму и будет стремиться к линейному, а на фазе С упадет ниже допустимого предела. К подобной ситуации может привести перекос нагрузки, выше установленной нормы. В таком случае напряжение на недогруженных фазах повысится, а на перегруженных упадет.
К перекосу напряжений также приводит работа сети в неполнофазном режиме, когда происходит замыкание фазного провода на землю. В аварийных ситуациях допускается эксплуатация сети в таком режиме, чтобы обеспечить электроснабжение потребителям.
Исходя из вышесказанного, можно констатировать три основные причины перекоса фаз:
- Неравномерная нагрузка на линии трехфазной сети.
- При обрыве нейтрали.
- При КЗ одного из фазных проводов на землю.
Несимметрия в высоковольтных сетях
Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь.
Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ. Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.
В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.
Опасность и последствия
Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии.
При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т.д.
Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:
- Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:
- Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
- Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи.
Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.
Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.- Увеличивается потребление электричества оборудованием.
- Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
- Снижается ресурс техники.
Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.
Защита от перекоса фаз в трехфазной сети
Наиболее простой, но, тем не менее, эффективный способ минимизировать негативные последствия описанного выше отклонения — установить реле контроля фаз. С внешним видом такого устройства и примером его подключения (в данном случае после трехфазного счетчика), можно ознакомиться ниже.
Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:
- Производить контроль амплитуды электротока. Если параметр выходит за установленные границы, нагрузка отключается от питания. Как правило, диапазон срабатывания прибора можно настраивать в соответствии с особенностями сети. Данная опция имеется у всех приборов данного типа.
- Проверка очередности подключения фаз. Если чередование неправильное питание отключается. Данный вид контроля может быть важен для определенного оборудования. Например, при подключении трехфазных асинхронных электромашин от этого зависит, в какую сторону будет происходить вращение вала.
- Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
- Функция отслеживает состояние сети, как только появляется перекос, происходит срабатывание.
Совместно с реле контроля фаз можно использовать трехфазные стабилизаторы напряжения, с их помощью можно несколько улучшить качество электроэнергии.
Но данный вариант не отличается эффективностью, поскольку такие приборы сами могут взывать нарушение симметрии, помимо этого на стабилизаторах возникают потери.
Лучший способ симметрировать фазы – использовать для этой цели специальный трансформатор. Этот вариант выравнивания фаз может дать результаты, как при неправильном распределении однофазных нагрузок на автономный 3-х фазный генератор электроэнергии, так и в более серьезных масштабах.
Защита в однофазной сети
В данном случае повлиять на внешние проявления системы электроснабжения не представляется возможным, например, если фазы перегружены, потребители электроэнергии не могут исправить ситуацию. Все, что можно сделать, это обезопасить электрооборудование путем установки реле напряжения и однофазного стабилизатора.
Имеет смысл установить общее стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом. В этом случае необходимо высчитать максимальную нагрузку, после этого добавить запас 15-20%.. Это запас на будущее, поскольку со временем количество электрооборудования может увеличиться.
Совсем не обязательно подключать к стабилизатору сети все оборудование, некоторые виды приборов (например, электропечи или бойлеры), могут быть подключены к реле напряжения (через АВ) напрямую. Это позволит сэкономить, поскольку устройства меньшей мощности стоят дешевле.
определение, причины его возникновения и способы защиты
В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются. Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз. Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.
- Суть понятия
- Причины возникновения
- Способы защиты
- Последствия перекоса
Суть понятия
Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.
Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.
Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.
Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.
Так как на практике добиться идеальной симметричности невозможно, некоторое отличие значений напряжений является допустимым.
Значения токов в каждой из фаз могут отличаться не более, нежели в три раза (а именно 30%) в распределительных щитах. Во вводных панелях распределительных устройств разница параметров должна отличаться не более чем в 6,5 раз (15%).Причины возникновения
Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:
- неравномерное группирование потребителей;
- отсоединение нулевого провода;
- замыкание фазного провода на землю.
При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.
Неравномерное распределение нагрузки оказывает влияние как на источники и приёмники электрической электроэнергии, так и на потребителей. Для электроприёмников перекос грозит снижением срока службы их работы.
На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.
Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:
- повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
- возникновение пожара;
- получение травм;
- выход из строя электроприборов.
Способы защиты
Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.
К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.
Защитная аппаратура, которую можно установить:
- Трёхфазный автоматический выключатель.
- Трёхфазный стабилизатор напряжения.
- Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
- Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.
В быту распространены однофазные стабилизаторы, на производстве — трёхфазные. Диапазон их мощности широк.
Недостатки трёхфазных стабилизаторов:
- излишний расход электроэнергии;
- низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
- принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.
Последствия перекоса
Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.
Последствия неравномерного распределения нагрузки:
- ухудшение качества электроэнергии;
- появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
- неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.
Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.
Защита двигателя — это балансирование
Защита двигателя — это балансирование | Касс Каунти ЭлектрикПерейти к основному содержанию
1 из 3
- Ежегодное собрание
- Выборы в Совет
- Мой счет
- Безбумажный
- Предоплата
- Автооплата
- Уровневое выставление счетов по бюджету
- Мобильное приложение Cass County Electric
- Понимание вашего счета
- Посмотреть и оплатить счет
- Билл Кредит
- Запросить/остановить службу
- Программы и услуги
- Бизнес-аккаунты
- Электрические транспортные средства
- Информация о подрядчике
- Пожертвования
- Время суток
- Помощь в отоплении
- Непиковая программа
- Взаимосвязь систем генерации
- Солнечное сообщество Prairie Sun
- Программа бесконечности
- Операция «Сводка новостей»
- Мои кооперативные заботы
- Информация об участнике
- Капитальные кредиты
- Максимальные ресурсы поколения
- Информация об отключении
- Highline Notes и жизнь в Северной Дакоте
- Представление фотографий Highline Notes
- Блог по сохранению
- 101 способ сэкономить
- Энергоаудит
- Блог о безопасности
- Блог рецептов
- Кооперативные связи
- Информация о новом участнике
- Позвоните, прежде чем копать
- Грант — Финансовая корпорация развития сельских районов
- Первый ответчик
- События
- О нас
- Связаться с нами
- Центр управления и документов
- Источники энергии и окружающая среда
- Ставки
- СМИ
- Связаться с нами
- Молодежь и Эд
- Детская зона
- Стипендии
- Молодежный тур
- Совместная карьера
Часто задаваемые вопросы — Schneider Electric
{"searchBar":{"inputPlaceholder":"Поиск по ключевому слову или задать вопрос","searchBtn":"Поиск","error":"Пожалуйста, введите ключевое слово для поиска"} } 
0.0.0″> Как сохранить параметры в клавиатуре и загрузить в другой идентичный…Проблема: Попытка сохранить параметры в клавиатуре и загрузить их в другой идентичный привод ATV630. Линейка продуктов: Приводы ATV630 Окружающая среда: Клавиатура Причина: Передача файлов Решение: Перейти к главному… изоляция класса F с сопротивлением dv/dt 1 кВ/мкс, Can can…
Обычно двигатель с изоляцией класса F считается двигателем с классом ЧРП, но указано, что выдерживаемая способность dV/dT составляет 1 кВ/мкс. Следовательно, мы не можем рассматривать этот двигатель как класс ЧРП…
Можно ли моделировать функциональные блоки МОМ в SoMachine Basic?
Проблема: Можно ли смоделировать функциональные блоки PTO в SoMachine Basic? Линейка продуктов: M221, TM221 Решение: Как и в случае с блоками PID, вы не можете имитировать блоки функций PTO в SoMachine Basic.
Вы будете…
Как читать значения с плавающей запятой в Modbus и хочет подтвердить значения, считываемые программным обеспечением, таким как Power Monitoring Expert (PME), с помощью SwappedFloat… Часто задаваемые вопросы о видеоПопулярные видео
Видео — Ультразвуковой датчик XX M18 с аналоговым выходом,…
Видео: Как экспортировать модели данных для реле MiCOM
Видео: Green Premium (RoHS, REACh, PEP, Eoli) Соответствие…
Узнать больше через раздел «Общие знания» Часто задаваемые вопросы «Общие знания»
Проверка сопротивления изоляции и влажность
Проблема: Как влажность влияет на результаты проверки сопротивления изоляции? Линейка продуктов: автоматические выключатели Окружающая среда: выключатели в литом и изолированном корпусах Разрешение: высокая влажность может значительно.
..
Что означает рейтинг AC-3e и каково его применение?
Класс AC-3e — это способность контактора запускать и выключать высокоэффективные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором (IE-3/IE-4) во время работы и реверса, которые имеют…
Аварийный сигнал жизненного цикла силового модуля Symmetra PX 250/500K
Проблема: Аварийный сигнал жизненного цикла силового модуля Symmetra PX 250/500K Линейка продуктов: Symmetra PX 250/500K Причина: Клиенты могут позвонить, чтобы запросить FSR или спросить, как сбросить аварийный сигнал жизненного цикла на блоке питания.
