Может ли возникать перекос фаз при малом сечении питающего кабеля?

Содержание

Перекос фаз в трехфазной сети — чем опасен и когда возникает?

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.

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

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 13109-97

Поскольку, 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.

Перекос фаз, вызванный обрывом нейтрали

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:

  1. Неравномерная нагрузка на линии трехфазной сети.
  2. При обрыве нейтрали.
  3. 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. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

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:

  1. 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.
  1. Увеличивается потребление электричества оборудованием.
  2. Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
  3. 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.

Реле контроля фаз (А) и пример схемы его подключения (В)

Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:

  1. 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.
  2. 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.
  3. Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
  4. 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.

Перекос фаз. Причины возникновения и устранение. Защита

В трехфазной электрической сети на каждой фазе должно быть одно и то же напряжение, с допустимым отклонением. Если напряжение распределено по фазам неравномерно, то возникает перекос фаз. В результате такого явления в промышленном оборудовании (электродвигатели, трансформаторы) происходит значительное уменьшение мощности. В бытовых условиях такой перекос между фазами может привести к неисправностям электрических устройств и других потребителей энергии.

Когда электрические устройства подключены на одну фазу, то есть риск возникновения перекоса между фазами. Чтобы не допускать нарушения снабжения электрической энергией, необходимо разобраться в том, от чего возникает такое отрицательное явление.

Причины возникновения

Существуют разные причины перекоса по напряжению между фазами. Основной популярной причиной стало неравномерное и неграмотное распределение нагрузки по фазам сети. При появлении перекоса на участке с трехфазным питанием, можно говорить о том, что некоторые фазы эксплуатируются с чрезмерной нагрузкой, а третья фаза нагружена незначительно.

Чаще всего однофазные нагрузки в виде бытовых электрических устройств подключают на одну фазу. Поэтому перекос фаз появляется при одновременном запуске нескольких мощных устройств. Начальными признаками перекоса являются работающие бытовые приборы, у которых заметно снизилась мощность, либо они совсем отключились. При этом приборы освещения стали выдавать тусклый свет, а лампы дневного света при этом мерцают.

Читайте также:  Сколько электроэнергии потребляет холодильник

Для более точного определения того, есть ли перекос фаз, нужно вызвать специалиста, и на месте провести тщательную проверку. Только путем проведения измерений можно выявить разницу в напряжении на разных фазах.

Последствия и опасность

Главная опасность этого явления состоит в некорректной работе бытовых устройств, и возникновения возможности выхода их из строя. Максимальная часть отрицательных последствий приходится на разные виды электрических двигателей, установленных в различной бытовой технике.

Отрицательные факторы влияния перекоса фаз делятся на три вида:
  1. Возникновение неисправностей подключенных электрических устройств, оборудования и приборов, снижение их срока эксплуатации.
  2. Неисправности источников электроэнергии: повреждения, повышение расхода энергии, снижение срока службы источника.
  3. Негативные факторы для потребителей энергии: повышение затрат на оплату электроэнергии, вероятность получения травм, необходимость проведения ремонта и обслуживания электрооборудования.

Если перекос фаз образовался на автономной отдельной электростанции, то потребление топлива и смазочных материалов в этом случае существенно повысится, а генератор может выйти из строя. Если на одной фазе напряжение выше, чем на двух других фазах, то нарушается электробезопасность, что может привести к возгоранию электропроводки и оборудования.

В результате видно, что последствия этого отрицательного явления существенные, их устранение и решение может привести к значительному материальному ущербу. Для предотвращения таких негативных ситуаций, необходимо заблаговременно принять соответствующие меры.

Способы защиты

Для нормальной эксплуатации трехфазной сети, а также чтобы напряжение на отдельной фазе соответствовала номинальному значению, необходимо применять специальные приборы и устройства. Обычно для этого подключают стабилизатор напряжения.

В быту применяются однофазные исполнения, способные защитить электрооборудование. В производственных условиях используется 3-фазный стабилизатор, включающий в себя три однофазных устройства. Однако полностью устранить фазные перекосы эти приборы не способны, так как они выравнивают напряжение в одной фазе.

Иногда такие устройства сами создают условия для неравномерного распределения электроэнергии. Эта проблема может решиться только с помощью специальных технологий, выравнивающих напряжение между всеми фазами.

Существует несколько способов защиты:
  • Использование устройств, выравнивающих нагрузку по фазам в автоматическом режиме.
  • Создание проекта снабжения электрической энергией объекта с учетом предполагаемых значений нагрузок.
  • Изменение электрической схемы цепи с учетом мощности потребителей.
  • Подключение специального реле, которое будет контролировать величину напряжения на фазах, и отключать питание при выявлении несимметрии.

Такими методами можно защитить электрические устройства от неисправностей, и исключить перекос напряжения.

Симметрирующий трансформатор

Чтобы предотвратить перекос напряжений между фазами и поддерживать определенное значение фазного напряжения, следует применять специальную технологию, позволяющую выравнивать значение напряжения не отдельно на некоторой фазе, а обеспечивать симметричность всех трех фаз, то есть всю трехфазную сеть. Такая альтернативная технология реализована в симметрирующем трансформаторе.

Диапазон измерений
Такой инновационный прибор может работать при 100-процентном перекосе напряжения и способен устранить фазный перекос напряжений в широком интервале их изменений, при любых причинах возникновения этого негативного явления:
  • Перекос во входной сети пинания, возникший вследствие повреждений распределительной сети.
  • Неравномерное разделение нагрузок между фазами.
  • Включение в работу мощного устройства.
  • Смешанные причины перекоса.
Практическое использование
Задачами, разрешаемыми путем включения в работу симметрирующего трансформатора, являются:
  • Равномерное распределение потребителей между фазами.
  • Устранение перекоса фазных напряжений (выравнивание всех фаз между собой в трехфазной сети).
  • Поддержание заданного значения напряжения на каждой фазе.
  • Преобразование трехфазной электрической сети питания в 1-фазную сеть:
    — с гальванической развязкой сети питания и потребителя электроэнергии;
    — без гальванической развязки;
    — с изменением (повышением или снижением) напряжения на его выходе.
  • Преобразование трехфазной сети, состоящей из трех проводов, в трехфазную сеть с четырьмя проводами (создание рабочего нулевого провода для возможности подсоединения нагрузки на фазу).
  • Возможность получения 50% 3-фазной мощности с одной фазы.
  • Применение генераторов с меньшей мощностью для такой же группы потребителей.
  • Включение в работу более мощных нагрузок при ограничениях на допустимую мощность из общей государственной сети, либо при работе от автономного источника.
  • Во время промерзания трубопроводов или обледенения проводов возможен отогрев этих коммуникаций, а также другого оборудования.
Допустимые нормы на перекос фаз

Основным рабочим документом, регламентирующим качество электрической энергии, и нормы несимметрии в трехфазной сети считается ГОСТ13109-97, а допускаемое отклонение нагрузок определяется по документу СП31-110, в котором для вводно-распределительных устройств допускаются разница величины нагрузок между фазами не более 15%, а для распределительных щитов – не более 30%.

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему.

Одним из выдающихся благ цивилизации является электричество. Благодаря тому, что это открытие в наше время так распространено, жизнь общества в целом, и каждого человека в отдельности, значительно упростилась и стала более комфортной.

Вместе с тем, время от времени, в электросети могут возникать трудности, требующие решения. Одной из проблем многих частных владений, общественных заведений и производственных мощностей является перекос фаз.

Что это такое, и как его исправить?

Что такое перекос фаз: Перекос фаз – это состояние электрической сети, при котором одна или две из трех фаз нагружены сильнее, чем остальные. При этом наблюдается значительное снижение мощности трехфазных электрических приборов, преимущественно двигателей и трансформаторов. Но это, что касается промышленных сетей.

В бытовых условиях перекос наблюдается более выражено, при этом может даже возникать риск выхода из строя электроприборов с преобладающей реактивной нагрузкой. К таким относятся компрессоры холодильников, вентиляторы, приборы с простыми силовыми трансформаторными источниками питания. То все то, что не имеет четкой гальванической развязки с сетью и схему защиты от перенапряжений и просадок.

Следует отметить, что существуют разные виды перекоса в электросети. В зависимости от типа проблемы, выбирается наиболее оптимальный способ ее решения. Остановимся на наиболее распространенной и, в то же время, самой простой ситуации – перекос фаз, вызванный неравномерным распределением внутрисетевой нагрузки.

Большинство сетей являются трехфазными. Если в них нагрузка распределена неравномерно, в следствии чего одна или две фазы перегружены, а третья (или же две) недогружена, происходит перекос. На практике это может выглядеть следующим образом: подавляющее большинство однофазных нагрузок питаются от одной фазы, тогда как остальные могут быть вовсе не задействованы либо использоваться по минимуму.

Наиболее часто встречаются ситуации неисправности, в которых при подключении электропитания к трансформаторам не учитывается их потребляемая мощность. Таким образом, бывает, что физически фазы имеют приблизительно одинаковое количество подключений, но вот потребляемая этими подключениями мощность существенно отличается.

Сосредоточие на одной из фаз приборов с высоким потреблением электричества неизбежно вызывает неравномерную нагрузку между фазами. То же самое можно сказать и об общественных и промышленных объектах – во всех случаях очень важно следить за равномерным распределением нагрузки между имеющимися фазами, это позволит предотвратить возникновение сложностей.

Что же собой представляет перекос фаз с точки зрения электротехники?

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине. Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины. Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

AB=BC=CA=380 В;

AN=BN=CN=220 В.

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN.

Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Чем опасен перекос фаз.

Во время перекоса наблюдается неравномерная нагрузка на фазы – на задействованной напряжение падает ниже нормы, тогда как недогруженная фаза испытывает скачок напряжения, превышающий допустимые показатели. Результаты такого положения могут быть плачевными для многих электроприборов. Это вызвано тем, что отдельный прибор может либо недополучать требующейся мощности, либо получать ее в избытке. Особенно такое положение опасно для приборов, потребляющих много энергии: двигателей для ворот, насосов, оборудования, использующегося в бассейнах и при поливе.

Вернемся: как исправит проблему с перекосом фаз?

Предотвратить негативные последствия для оборудования от перекоса между фазами позволяет трехфазный автомат. Если мощность в одной фазе превышаю предусмотренную нагрузку, автоматически отключается электричество во всем доме/линии. Это не является решением ситуации, потому что лишь подобный подход не позволяет использовать всю доступную мощность. К примеру, при трехфазном автомате на 16А, при превышении нагрузки на одной фазе 16А – система отключится, но это не позволяет полностью использовать всю возможную мощность 48А (16Х3).

Идеальным вариантом является планирование всех мощностей на начальном этапе проектирования здания, таким образом можно равномерно распределить напряжение между всеми фазами, предотвратив тем самым перекос. Если же здание уже сдано в эксплуатацию – можно замерить напряжение на каждой фазе в отдельности, для этого используется вольтметр, и при необходимости осуществить перераспределение.

Реальные рабочие условия

При стандартном распределении на дом с тремя подъездами обычно одна фаза используется для питания одного подъезда, вторая для второго и третья, соответственно, для третьего. Это позволяет равномерно нагрузить развязывающий понижающий трансформатор на подстанции и обеспечить ему оптимальные режимы работы. Но это справедливо, только если нагрузка примерно одинакова, притом как в активной, так и реактивной составляющей.

Но, к сожалению, потребителю не объяснишь, что необходимо придерживаться норм расхода электричества, а если рассматривать сельскую местность, то многие умельцы в сеть подключают очень большую активную нагрузку, что существенно ухудшает условия работы трансформатора на подстанции. Через одно плечо начинает течь больший ток, чем через остальные, тем самым разогревая магнитопровод, а это приводит к возникновению в нем паразитных вихревых токов, нарушающих режим работы источника еще сильнее.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему. : 48 комментариев

Статья хорошая, на практике часто встречался с подобным, хотя по распределению фаз по подъездам могу не согласится,, например у нас в доме в подъезд заходит все три фазы, между которыми равномерно распределены квартиры. и в каждом подъезде есть свой распредщит. так что все зависит от обслуживающей дом, район, город РЭСа. Хочу спросить, фото из жизни.

Олег, здравствуйте.Спасибо за комментарий. В конце вы просите фото из жизни.Я не понял какое фото?

Юрий, здравствуйте
Спасибо за статью, и все-таки такой вопрос. Предположим, что у себя в доме я распределил нагрузку и вcе три фазы нагружены равномерно.
А перед моим домом творится все, что угодно — получается, что только своими мероприятиями обезопасить себя от перекоса фаз нельзя?

Читайте также:  Как прозвонить мультиметром

Конечно нет. Дружище, почитай комментарии.

Нет, я спрашиваю, фото в статье, взято из собственного опыта или нет.

Перекос фаз: причины и защита

Без стабильного электропитания невозможна работа ни бытовых приборов, ни производственного оборудования. Асимметрия нагрузки и напряжений или перекос фаз — основная причина появления сбоев и поломок. С этим явлением можно и нужно бороться, для чего необходимо комплексное понимание правил работы трёхфазной электрической сети.

Экскурс в теорию электротехники

Трёхфазная система переменного тока была внедрена в промышленность более века назад практически в том виде, в котором сохранилась и по сей день. Основным разработчиком трёхфазной сети считается Михаил Осипович Доливо-Добровольский — отечественный научный деятель, взявший за основу своих разработок идеи Николы Теслы.

Преимущества трёхфазной сети очевидны: если в процессе вращения магнитного поля на трехполюсной обмотке генератора симметрично и последовательно появляется ток, его форму легко использоваться для обратного преобразования электрической энергии во вращение. В эпоху развивающегося научно-технического прогресса возможность свободно использовать электрические машины была крайне важной, таковой она остается и сейчас.

Агрегат гарантированного питания АГМ-7,5

Однако трёхфазная система электроснабжения не лишена недостатков. Напряжения на каждой из фаз связаны между собой коэффициентом симметрии. В трёхфазной сети различают два вида электрических напряжений: линейное, действующее между фазами, и фазное, которое измеряют между фазой и нулевым проводом. Если нагрузка на каждой фазе одинакова (симметрична), линейное напряжение в √3 раз больше фазного. При том, что смена полярности напряжения на каждой фазе чередуется с остальными и частично пересекаются по времени, значительная неравномерность в распределении нагрузок приводит к нестабильной работе всей системы.

Причины и последствия перекоса фаз

При появлении асимметрии нагрузок наблюдается потеря фазного напряжения на одной из фаз, при этом линейное напряжение остаётся постоянным. Схема, по которой соединены трёхфазные нагрузки, может быть рассмотрена как делитель напряжения: его падение на наиболее нагруженной фазе будет максимальным из-за низкого сопротивления, при этом на наименее нагруженных фазах напряжение будет расти и стремиться к линейному. Иными словами напряжение на фазах распределяется соразмерно подключённой нагрузке.

Это мы наблюдаем в бытовых электросетях: все потребители подключены к разным фазам, однако нет никакой гарантии, что при строгой индивидуальности режимов работы и мощности электрооборудования нагрузка будет распределяться равномерно. Поэтому наиболее распространённую схему соединений нагрузок в трёхфазной сети, называемой «звездой», дополняют нейтральным проводом, подключённым к центральной точке и электрически связанным с системой заземления. Благодаря такому дополнению влияние несимметричных нагрузок на фазные напряжения существенно снижается, при этом эффективность выравнивания сильно зависит от проводимости нулевого проводника.

Если проводимость оказывается недостаточной или нулевой провод обрывается, асимметрия нагрузок снова усиливается и вызывает неравномерное распределение фазных напряжений. Такой режим работы электросети чреват серьёзными последствиями: с ростом напряжения в каждом активном потребителе возрастает сила тока вплоть до предельных значений, выходят из строя ёмкостные фильтры устройств преобразования электроэнергии, повышается вероятность пробоя изоляции, в трёхфазных двигателях наблюдается перегрев и увеличение паразитных токов. Обрыв нуля в городской сети непременно вызывает порчу электроприборов, подключённых к незащищенной ветви, даже если они не работают в данный момент. Зачастую повреждения техники необратимы, кроме того существенно возрастает вероятность возникновения пожара. Перекос фаз также негативно сказывается и на источниках трёхфазного питания — понижающих силовых трансформаторах и трёхфазных генераторах.

Восстановление нулевого провода

Для передачи электроэнергии на большие расстояния используют колоссальные напряжения, за счёт чего можно сократить до разумных значений сечения проводников. По мере приближения к потребителю происходит ступенчатое снижение напряжения с помощью силовых трансформаторов и постепенное ветвление электросети. Нет никакой нужды соединять трансформаторы нулевым проводом, с этой задачей прекрасно справляется такой замечательный проводник как земная кора. Поэтому обрыв нуля может произойти только на финальной ступени трансформации: понижающей подстанции 6–0,4 кВ или в любой точке низковольтной распределительной сети.

Чтобы разобраться, в каком месте возможен обрыв нулевого провода, обратимся к классическому примеру — трёхфазной сети электроснабжения многоквартирного дома. В техническом канале, соединяющем этажные площадки, может быть проложен трёхжильный кабель и шина общедомового заземления. Также возможно подключение нулевой шины к контуру заземления подстанции с помощью четвёртой жилы кабеля. Практически во всех случаях определить место обрыва достаточно просто, достаточно лишь измерить вольтметром электрический потенциал между нулевой шиной и землёй. Если прибор показывает значения, близкие к отклонению фазного напряжения от нормы, значит место повреждения нужно искать раньше по схеме, продвигаясь в сторону подстанции.

С воздушными линиями электропередач дело обстоит иначе. Нулевой провод следует совместно с фазными на всей протяжённости распределительной сети, начиная от подстанции или трансформатора. Естественно, никто самостоятельно не будет проводить замер напряжения между нулевым проводником и землёй на каждом столбе ВЛЭП. Обрыв можно определить лишь визуально, а ещё лучше — силами работников аварийной службы. Дополнительно отметим, что нет смысла самостоятельно заземлять нулевой проводник в своей зоне ответственности, ведь при этом разгрузка всей сети будет происходить по проводнику потребителя, а значит, ток будет протекать через прибор учета.

Инверторные стабилизаторы фаз

От асимметрии напряжений и токов страдают не только потребители с однофазным подключением, но также и трёхфазные абонентские сети, в том числе и промышленные. Одним из наиболее эффективных способов решения проблемы перекоса фаз считается установка фазного стабилизатора. В отличие от обычных бытовых стабилизаторов напряжения, фазные стабилизаторы устраняют асимметрию путём усиления или перераспределения нагрузки.

По сути функцию многофазного симметрирующего стабилизатора может выполнять сборка из трёх однофазных стабилизаторов напряжения. Однако если три устройства объединить в одно, это может сулить существенную выгоду. Принцип действия трёхфазного прибора заключён в том, что он имеет одно устройство запаса и преобразования энергии, в роли которого выступает импульсный трансформатор. Если вкратце: однофазный стабилизатор, установленный на наиболее просаженной фазе, вынужден компенсировать повышение напряжения за счёт увеличения потребляемой мощности, что сопровождается сильным снижением КПД преобразователя.

В свою очередь трёхфазные стабилизаторы черпают необходимую для выравнивания энергию с фаз, на которых напряжение выше номинального, за счёт чего размер потерь на преобразование значительно ниже. При этом осуществляется дополнительная нагрузка на ненагруженные фазы, то есть стабилизируется не только потребительская, но также отчасти и питающая сеть. Наличие общего инвертора также позволяет поддерживать трёхфазную сеть при временном отсутствии напряжения на одной из фаз питания.

Трехфазный стабилизатор напряжения FNEX SBW 100

Не обходится и без недостатков. В первую очередь таковым выступает сложность устройства и высокая стоимость приборов трёхфазной стабилизации. По большей части стабилизаторы фаз применяют в электроснабжении небольших предприятий, оснащённых электрооборудованием с общей потребляемой мощностью до 80–100 кВА: котельных, базовых станций мобильной связи, мебельных цехов. Для более мощных потребителей предусмотрены иные способы стабилизации.

Симметрирующие трансформаторы

Другой тип устройств для стабилизации токов и напряжений — симметрирующие трансформаторы. Они имеют более широкий диапазон подключаемой мощности. Для сетей с потребляемой мощностью до 400 кВА рекомендуется установка низковольтных трансформаторов типа ТСТ, для более мощных — симметрирующих трансформаторов 6/0,4 кВ типа ТМГСУ.

Оба типа трансформаторов отличаются от обычных силовых тем, что имеют дополнительную обмотку. Она расположена параллельно первичными обмотками и включена между рабочим нулем и контуром заземления средней точки трансформатора. Принцип действия прост: при появлении асимметрии нагрузок в нулевом проводе возникает ток, который передаётся магнитному сердечнику трансформатора, а затем подтягивает наиболее нагруженную фазу. Компенсация осуществляется автоматически за счёт разницы в периодах колебаний разных фаз.

Трансформаторы ТМГСУ практически ничем не отличаются от низковольтных симметрирующих. Размещение устройства балансировки фаз на ступени понижающей трансформации просто позволяет исключить дополнительную преобразовательную цепочку и, соответственно, избежать дополнительных потерь в магнитопроводе. Простота, надёжность и низкая стоимость делает симметрирующие трансформаторы лучшим решением для сетей с невысокими требованиями к чистоте синусоиды. Однако трансформаторы не обладают столь широким набором защит и функций стабилизации, которые есть у приборов инверторного типа.

Защита от перенапряжений

Ну а как же быть потребителям с однофазным подключением? К сожалению, каким-то образом повлиять на вероятность возникновения перекоса и вызванного им повышения напряжения не представляется возможным. Такие явления периодически случаются, всему виной недостаточная оснащённость магистральных сетей, отсутствие работ по прогнозированию нагрузок и плачевное техническое состояние систем электрификации.

Однако защитить собственное электрохозяйство все же можно. Простейший способ — установка реле напряжения, которое отключит снабжение объекта при появлении в сети предельных рабочих параметров. Если даже временное отсутствие электроснабжения на объекте недопустимо, существует два способа защиты от перекоса фаз: установка однофазного стабилизатора или оснащение вводно-распределительной группы АВР с автономным источником питания.

Перекос фаз при наличии нуля?

Обращаюсь к посетителям этого сайта, кто может толково пояснить про перекос напряжений в трехфазной сети при том, что нулевой провод не оборван.
Пришел Уважаемый человек и стал доказывать что реально существует перекос фаз, и из-за этого выходит бытовая техника в квартирах из строя, когда нагрузки на фазах по потребляемой мощности очень сильно отличаются друг от друга и жильцы пишут жалобы и хотят подавать в суд на ЖКХ.
Дома здесь-это старые хрущевки.
Про перекос фаз я прочитал на форуме, но то случай когда ноль обрывается. А в этом случае как теоритически это подтвердить, чем доказать что это имеет место быть? Про этот случай в рунете не нашел.

Объясните Главному Инженеру, что учиться надо было в институте, а не «денюжку» носить в зачетке.
По теме : да перекос фаз возможен при неравномерном распределении нагрузок, этот перекос является следствием малого сечения или плохого контакта в местах соединения подводящих кабелей или проводов, также не будем забывать, что система электроснабжения проэктировалась без учета нынешнего уровня энергопотребления и силовые трансформаторы часто работают с перегрузкой.

Elden написал :
перекос фаз возможен при неравномерном распределении нагрузок, этот перекос является следствием малого сечения или плохого контакта в местах соединения подводящих кабелей или проводов

Ответ понятен что это возможно в нынешних сложившихся условиях, когда нагрузка на сеть увеличилась и старая проводка не выдерживает нагрузок, тем более она на это и не рассчитывалась.
Вопрос далее — просьба, кто поможет с помощью расчетов доказательно на сколько возможен
перекос фаз в ситуации с хрущевками. Ведь многие могут помочь, так как знакомы в основном как проведена проводка в домах, какие сечения и типы проводов применяются. Это может помочь в решении вопроса о выделении дополнительных средств для переделки. Спасибо.

nic12 написал :
Ответ понятен что это возможно в нынешних сложившихся условиях, когда нагрузка на сеть увеличилась и старая проводка не выдерживает нагрузок, тем более она на это и не рассчитывалась.
Вопрос далее — просьба, кто поможет с помощью расчетов доказательно на сколько возможен
перекос фаз в ситуации с хрущевками. Ведь многие могут помочь, так как знакомы в основном как проведена проводка в домах, какие сечения и типы проводов применяются. Это может помочь в решении вопроса о выделении дополнительных средств для переделки. Спасибо.

  • вообще-то перекос фаз является следствием неравномерной нагрузки по фазам и ее выравнивание- задача главного энергетика
  • прибывает к ВРУ комиссия из трех человек в часы пик, меряет ток по фазам клещами и напряжение, составляется акт с «циферками» и подписями.
  • скажу больше- скорее всего, «кто-то» использует однуиз фаз или мимо счетчика или в коммерческих целях более разрешенной мощности, загрубив самовольно защиту (установив автомат 50 Ампер вместо 16 на провод 2,5 мм2, например)
  • а то, что нагрузка на сеть увеличилась и старая проводка не выдерживает нагрузок — как раз может быть следствием неправильной «раскидки» нагрузки по фазам и их перекоса.

nic12 написал :
кто поможет с помощью расчетов доказательно на сколько возможен
перекос фаз в ситуации с хрущевками. Ведь многие могут помочь, так как знакомы в основном как проведена проводка в домах, какие сечения и типы проводов применяются

Не думаю что найдется такой специалист. Реальную картину может дать только квалифицированное лабораторное исследование всей проводки.
Типы проводов зачастую применялись не те которые надо, а те которые были.

Читайте также:  Помогите решить проблему с генератором

2nic12 Такой пример сойдет?
Пусть сопротивления фазных проводов по 0,1 Ом, а нулевого 0,2 Ом (модно делать ноль тоньше).

Возьмем вопиющий перекос — загружена только фаза А током 100А, остальные фазы разгружены. При этом падение напряжения на петле фаза-ноль составит 100*(0,1+0,2)=30В (т.е. напряжение фазы А в конце линии «просядет» с 220 до 190В), из них 20В придется на нулевой провод. Напряжение на двух других фазах (в конце линии) составит по 230В (векторная сумма напряжений на нуле и на фазах В и С).

Если теперь фазы В и С нагрузить по 50А, то напряжения на них упадут примерно до 220В, а напряжение на фазе А поднимется до 200В).

А если все фазы загрузить током 100А, то напряжения на них будут по 210В (в конце линии).

Т.е. пока цел ноль, мало-мальски умеренный перекос загрузки фаз не приведет к катастрофическому изменению напряжений, но перекос вызывает увеличение тока в нулевом проводе, что повышает опасность отгорания с уже катастрофическими последствиями.

+10! Правильный и показательный расчет. Только.. сопротивления в реале — выше.. Что усугубляет ситуацию.

Несколько копеек в тему.. Недавно человек, которому нельзя отказать, купила электрическую духовку 3кВт вместо газовой.. Попросила подключить. Заштробили NYM 3*4, завели в щит.. А там.. Стояки — алюминий четверка! Пять этажей. Подключать не стали, даже щиток трехквартирный переделывать не стали. Смысл? Подключать категорически нельзя! Но нет сомнений, что найдется «добрый электрик», который подключит. А человек обиделась и так и не поняла, почему мы не доделали..

Dale написал :
Правильный и показательный расчет.

Спасибо, а то оставалось смутное опасение, а не «нахомутал» ли я чего в этих диаграммах.

Dale написал :
Только.. сопротивления в реале — выше.. Что усугубляет ситуацию.

С другой стороны, больше сопротивление — меньше максимальный ток, иначе напряжение «просядет» просто неприемлемо. Так что порядок колебания напряжения при перекосах останется примерно таким же (если не брать совсем клинические случаи).

Kamikaze написал :
Т.е. пока цел ноль, мало-мальски умеренный перекос загрузки фаз не приведет к катастрофическому изменению напряжений, но перекос вызывает увеличение тока в нулевом проводе, что повышает опасность отгорания с уже катастрофическими последствиями

Спасибо что уделили время и просто привели пример расчета безо всякой «воды»

А можно по силе тока (или вольты там показатель чего) определить наличие перекоса? Если у меня в квартире 230В.

helper2008 написал :
А можно по силе тока (или вольты там показатель чего) определить наличие перекоса? Если у меня в квартире 230В.

  • в квартире нет
  • нужно сравнивать с напряжениями и токами других фаз других квартир

helper2008 написал :
А можно по силе тока (или вольты там показатель чего) определить наличие перекоса? Если у меня в квартире 230В.

Если у вас система 237/400 (220/380), то забиваем в землю штырь, тянем провод к себе в квартиру, и меряем, сколько между нулём и землёй. И делаем выводы, есть ли перекос.

Маугли7111 написал :
Если у вас система 237/400 (220/380), то забиваем в землю штырь, тянем провод к себе в квартиру, и меряем, сколько между нулём и землёй. И делаем выводы, есть ли перекос.

Про перекос мы так ничего не узнаем, а узнаем величины напряжений на нейтрали и фазах, относительно некоторой мифической точки планеты.
Для определения перекоса (асимметрии нагрузок) требуется измерение токов фаз на вводе в электроустановку.
Даже куда более полезное измерение напряжений фаз относительно нейтрали — не дает полной достоверности картины, поскольку разные напряжения могут быть обусловлены разными сопротивлениями фазных линий (разные величины переходных сопротивлений на клеммниках, рубильниках, а то и скрутках) и, следовательно, разными падениями напряжения даже при одинаковых нагрузках.

Kamikaze написал :
Про перекос мы так ничего не узнаем, а узнаем величины напряжений на нейтрали и фазах, относительно некоторой мифической точки планеты.

Если есть напряжение на нулевом проводе, то есть и перекос. Мы знаем в этом случае только ФАКТ наличия перекоса. И именно факт перекоса (возможно, в энергосистеме после трансформатора) в целом (возможно, из-за перекоса в нагрузке после точки разветвления нагрузок, (например, два подъезда на общем кабеле (до ГРШ),один с перекосом, другой равномерно загружен)).

Маугли7111 написал :
Если есть напряжение на нулевом проводе, то есть и перекос.

Нет, это свидетельствует только о том, что на Вашем штыре имеется некоторый потенциал относительно нулевого провода или земли в районе КТП. Возможных причин тому — тьма. Хотя и перекос одна из них.

Факт можете не искать. Перекос есть всегда, не бывает идеальных нагрузок. А вот величина перекоса более интересна.
С точки зрения потребителя, наибольшее значение имеет величина падения напряжения в проводке (от которой зависит мощность, этой самой проводкой рассеиваемая). Эта величина обычно закладывается в проекте и составляет, как правило, от 1 до 15 процентов. При номинальной нагрузке.

тема прочищена от флуда.

Грешен. Извиняюсь, но не удержался. Уже каюсь.

Kamikaze написал :
а нулевого 0,2 Ом

ерунда, нуля-то нет. У потребителя значит стоит трёхфазный трансформатор, и уже с помощью него делают «ноль».

nic12 написал :
это возможно в нынешних сложившихся условиях, когда нагрузка на сеть увеличилась и старая проводка не выдерживает нагрузок

ну а причём тут «современные условия» , электроны что-ль «злее» стали ? автоматы расчитаны на проводку.

=vadim= написал :
автоматы расчитаны на проводку.

Советские автоматы «на проводку» не рассчитаны! И вообще, никогда не надейтесь на них, как на защитное устройство..
Современные условия — это когда квартирные и стояковые кабеля постоянно работают с перегрузкой до 7 раз. Бывает горят.. как телебашни..

Dale написал :
Советские автоматы «на проводку» не рассчитаны!

ага и электричество у нас в России появилось только после уже после совка. , Силовые цепи и элементы защиты неотделимы.

Dale написал :
Современные условия — это когда квартирные и стояковые кабеля постоянно работают с перегрузкой до 7 раз

Не пишите такой ерунды, не нужно.

=vadim= написал :
ага и электричество у нас в России появилось только после уже после совка.

Никого не собираюсь переубеждать. Просто примите к сведению: изделия АЕ1031 не являются автоматическими выключателями.. Не нужно на них надеятся.

=vadim= написал :
Не пишите такой ерунды, не нужно.

Не желаете токи померить? С утра? Зимой?
Или более наглядный пример. На какой ток были рассчитаны электрические счётчики предыдущего поколения? (25-30 лет). И на какой ток ставят счётчики сейчас? А сети те-же.

Dale написал :
изделия АЕ1031 не являются автоматическими

а что это ? , там нет дугогашения ? » > , то есть это враньё ? Вашу фразу «не являются автоматическими выключателями» голословно можно отнести к любым бытовым автоматам известных производителей, нужно только подобрать для этого соответствующие условия.

Dale написал :
Не желаете токи померить? С утра? Зимой?

при отсутствии отопления ? Опять ужастики ?

А как же вводная от автора?

nic12 написал :
Перекос фаз при наличии нуля?
Обращаюсь к посетителям этого сайта, кто может толково пояснить про перекос напряжений в трехфазной сети при том, что нулевой провод не оборван.

Dale написал :
изделия АЕ1031 не являются автоматическими выключателями.. Не нужно на них надеятся.

Зачем же всех под одну гребенку? Меня выручали. Да, есть киргизские «подделки», но не все же такие.

Перекос фаз вызывается банальной ситуацией, неупорядочное распределение нагрузок по фазам.

=vadim= написал :
при отсутствии отопления ? Опять ужастики ?

Никаких ужастиков, всё просто.. Утром, в рабочий день — максимальная нагрузка. Не хотите зимой — мерьте летом. Результат однозначный — перегрузка. Зимой добавится весьма существенная составляющая — освещение.
Вот смотрите сами. Расчетные нагрузки в 60-ые годы — 0,8-1,0 кВт на квартиру. Я называю цифру перегрузок — 7 раз. Нагрузка современной квартиры в 5-7 кВт разве вызывает удивление? Одновременное включение чайника и микроволновки — невероятное явление? Что вас удивляет?

=vadim= написал :
нужно только подобрать для этого соответствующие условия.

Систематические не отключения при коротком замыкании в проводах и кабелях на расстоянии до 5 м. от автомата — достаточный аргумент? Куча сожженных буров-лопаток и ни одного отключения! И это не единичный автомат! Это происходит постоянно, на разных объектах, при разных условиях!

Kamikaze написал :
Зачем же всех под одну гребенку?

Именно так, под одну гребёнку. Один не сработавший автомат ставит под сомнение всю серию. Несколько несработавших автоматов — не оставляют сомнений.. Хорошо, если цена такого несрабатывания — лопатка за 340 рублей.. Или кусачки за 800..
Лично я не надеюсь, что эти автоматы отработают КЗ. И Вам того советую.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector