• Esența fenomenului
• Cauze
• Consecințe
• Modalități de eliminare a distorsiunii de fază
• Tehnologie alternativă.
• Domeniul variației tensiunii de fază.
• Aplicație practică.
Esența fenomenului
Faza oblică se manifestă în rețele trifazate cu patru (cinci) fire cu o tensiune neutră de până la 1000 V.
De regulă, o rețea electrică trifazată de joasă tensiune, cu o tensiune de 400 V (0,4 kV)
Acesta conține surse de energie electrică ale căror înfășurări sunt conectate la o "stea" cu ieșire zero.
Dacă rețeaua trifazată este de patru fire, atunci conductorul zero are două funcții. Prima funcție: conductorul zero de lucru servește la conectarea receptoarelor electrice monofazate. A doua funcție: conductorul de lucru zero servește la protejare.
Într-o rețea cu cinci fire, fiecare dintre cele două funcții listate are propriul fir.
În rețelele de joasă tensiune se disting sursele primare și secundare de energie electrică (sursele de energie) indiferent de metoda de obținere a energiei electrice.
Sursele primare includ cele care produc direct energie electrică, de exemplu, generatoarele electrice (unitățile hidraulice, turbinele cu abur, motoarele diesel, motoarele cu gaz pot fi utilizate ca unitate).
Sursele secundare includ cele care convertesc energia electrică a surselor primare, de regulă aceștia sunt transformatoare instalate în stațiile de transformare (TP).
Un model ideal care arată relația și dispunerea tensiunilor de fază și liniar poate fi reprezentat ca un triunghi echilateral cu vârfurile "A", "B", "C" și centrul "0".
Vectorii AB, BC și CA (situați pe laturile triunghiului) sunt tensiuni de linie (380V).
Vectorii extrași din centrul triunghiului către vârfurile sale - 0A, 0B și 0C - sunt tensiuni de fază.
În mod ideal, ele sunt egale una cu cealaltă 0A = 0B = 0C și sunt deplasate una față de cealaltă sub un unghi de 120 °, adică A0B = └B0C = └C0A = 120 °.
Acest model este ideal și nu există o fază de părtinire în el.
Deoarece mulți consumatori, inclusiv consumatorii monofazați, se conectează la transformatoarele TP, la fiecare moment aleator de timp se poate aștepta ca încărcăturile în diferite faze să fie diferite.
Și chiar dacă sarcinile monofazate sunt de aceeași mărime, includerea lor sub sarcină sau deconectare nu poate avea loc sincron. O situație apare RA> RB> RC ≠ 0, unde "R" - este rezistența de sarcină și, în consecință, "RA" - este sarcini antiusura de pe faza A, "RB" - este sarcini antiusura pe faza B, "RC" - este rezistenta la incarcare in faza C.
Diferența în sarcinile de fază în magnitudine și în natură creează condițiile pentru apariția unei distorsiuni a tensiunilor de fază.
Referindu-ne la triunghiul echilateral de mai sus, atunci se va arata grafic tu mod următor: punctul 0 în centrul triunghiului, care emană din vectorul de tensiune 220 valoarea 0A fază ideală, 0B și 0C, - deplasată în raport cu centrul triunghiului. Noi numim 0 '. Vectorii tensiunilor de fază se trec la un unghi arbitrar unul față de celălalt. vectori decalate 0'A tensiunile de fază, 0'B și 0'S nu sunt egale, 0'A ≠ 0'B ≠ 0'S.
Tensiunea la fiecare fază variază de la 220V la, de exemplu, 190V, 240V și respectiv 230V.
Această situație se numește o distorsiune de fază a tensiunii de fază.
Dacă rezistența la sarcină a fost egală, atunci curenții care trec prin ele erau de asemenea egali unul cu celălalt.
Având în vedere faptul că unghiul de schimbare între ele este de 120 °, suma lor geometrică ar fi zero.
Totuși, prin inegalitatea lor, ca urmare a sumării, există un curent I00 ', care se numește curent de egalizare. Și, în consecință, tensiunea U00 ', care se numește tensiunea de polarizare.
Înclinarea fazelor (tensiuni de fază), de regulă, se caracterizează prin invarianța sau uniformitatea tensiunii de linie a sursei și prin diferența semnificativă de magnitudine a tensiunilor de fază. Adică triunghiul echilateral format de vectorii de stres liniar rămâne un triunghi echilateral, ceea ce înseamnă că valoarea celor trei tensiuni corespunde la 380V, sunt posibile deviații minore ale valorilor, numite admisibile.
Viețile semnificativ schimbate ale tensiunilor de fază din interiorul triunghiului care leagă punctul din interiorul triunghiului cu vârfurile, mărimea tensiunilor de fază și a unghiului de forfecare între ele se schimbă.
Cauzele distorsiunii de fază
Condiționat, cauzele distorsiunii de fază pot fi împărțite în exterior și intern.
Cauzele interne sunt asociate cu consumatorii de energie electrică, care încarcă inegal fazele rețelei fără a lua în considerare puterea
receptoare electrice monofazate, simultaneitatea includerii acestora,
conectați receptoarele electrice puternice cu două faze la prizele de uz casnic.
În viața reală, cauza oblicului de fază este neuniformitatea sarcinii, nu numai în mărime, ci și în natura sarcinii.
Sarcina poate fi activă (rezistivă) - (R) sau reactivă: inductivă (L) sau capacitivă (C).
Cauzele externe ale distorsiunii de fază pot fi legate de defecțiuni
în rețeaua de distribuție (de exemplu, în liniile de transport de înaltă tensiune (LEP)
la umiditate ridicată și defecte în ghirlande de izolatori sau descărcătoare de faze individuale) sau de prezența unor consumatori puternici, incluși în două faze, adică (de exemplu, consumatorii de rețele de tracțiune sau motoare electrice de trenuri electrice).
De asemenea, motivele pot fi combinate (externe și interne).
Consecințele distorsiunilor de fază
Consecințele distorsiunii de fază se manifestă printr-o creștere a consumului de energie din rețea; în funcționarea necorespunzătoare a receptoarelor electrice, defecțiunile lor, defecțiunile, decupajele, explozii de siguranțe, uzura izolației.
Consecințele negative constante ale oblicului de fază pot fi împărțite în trei grupe:
1. Consecințe pentru receptoarele electrice (dispozitive, echipamente), legate de deteriorarea lor, defecțiuni, uzură crescută, scăderea perioadei de funcționare.
a) consecințe pentru receptoarele electrice monofazate
Tensiunea joasă cauzează funcționarea incorectă a consumatorilor monofazați: iluminarea diminuată a dispozitivelor de iluminare, încălzirea prelungită a dispozitivelor de încălzire, pornirea prelungită a dispozitivelor cu motor, funcționarea defectuoasă a calculatoarelor etc. Înaltă tensiune cauzează defecțiuni ale receptoarelor electrice datorate uzurii izolației, deconectării lor de dispozitivele de protecție, suflării fuzibile.
b) efectele dezechilibrului de fază pentru receptoarele electrice trifazate
Partea principală a consumatorilor trifazați (consumatori alimentați cu tensiune de linie) sunt motoarele electrice care conduc pompe submersibile și fecale, acționări automate a porților, mașini-unelte etc.
Sistemul de control și monitorizare pentru pornirea unor astfel de consumatori trifazici, de regulă, este conectat la tensiunea de fază. Dacă fazele sunt înclinate, sistemul de control pornire (CPS) al motorului electric, care controlează durata și momentul lansării, este instabil, adică spontan emite comenzi pentru a porni sau a opri. Intervalul de variație a tensiunii de fază este strict reglementat de documentația operațională (de regulă nu este permisă decalajul mai mare de ± 7,5 ÷ 10% din valoarea nominală). Dacă dezalinierea a depășit limita admisă, atunci sistemul de control nu reușește. Atunci când nivelul de tensiune de fază este restabilit, începe următorul start și așa mai departe.
Se cunoaște faptul că modul de pornire al unui motor de inducție este caracterizat printr-o funcționare pe termen scurt a înfășurărilor statorului în modul de scurtcircuit (scurtcircuit), adică În momentul pornirii motorului, consumă mult mai multă energie decât în timpul funcționării. Firește, pornirea repetată frecventă va cauza o supraîncălzire semnificativă a izolației și va crește semnificativ consumul de energie din rețea.
Posibilele consecințe negative ale acestui mod de funcționare sunt fie nefuncționarea, fie defectarea echipamentului datorită epuizării înfășurărilor motorului.
2. Efecte asupra surselor de energie: creșterea consumului de energie, creșterea pierderilor de putere atunci când alimentat de Gosset; când alimentat de o sursă autonomă de trei faze - deteriorări mecanice (deteriorarea generatorului și conduce arbori cu motor de cocsare, injectoare endshield lagărelor), reducând perioada de funcționare a sursei, crescând uzura acestuia, creșterea consumului de combustibil, ulei, lichid de răcire.
3. Consecințele pentru consumatori legate de siguranță, deoarece deteriorarea calității izolației poate duce la:
- elektrotravmatizma;
- aprinderea cablurilor electrice sau a receptoarelor electrice;
precum și consecințele asociate costurilor crescute pentru:
- electricitate;
- consumabile pentru generator;
- repararea receptoarelor electrice deteriorate datorită nealinierii de fază;
- achiziționarea de receptoare electrice noi care au eșuat din cauza distorsiunii de fază.
Modalități de eliminare a distorsiunii de fază
O soluție centralizată care elimină oblicul de fază nu este disponibilă, deoarece este imposibil să se solicite tuturor consumatorilor să încarce simultan încărcături egale în mărime și natură.
În mod tradițional, stabilizatorii de tensiune au fost utilizați în mod tradițional pentru a furniza o tensiune dată la fiecare fază. În condiții de uz casnic, sunt utilizate regulatoare de tensiune monofazate care asigură protecție pentru receptoarele electrice individuale sau pentru un grup mic de ele.
În condiții industriale se utilizează stabilizatori de tensiune trifazici de diferite puteri, care constau în trei regulatoare de tensiune monofazate.
Principiul lor de funcționare este de așa natură încât să răspundă deformarea la fiecare fază unică, iar tensiunea este ridicată sau coborâtă la nivelul cerut la schimbarea sa de fază care cauzează tensiuni pe celelalte două faze și astfel fiind cauza un dezechilibru de fază secundară.
Din cele de mai sus, este clar că autoritățile de reglementare de tensiune cu trei faze nu rezolvă de fapt, sarcina în fața lor, deoarece ei înșiși provoacă dezechilibre sistem cu trei faze. Pe lângă dezavantajul său principal de trei faze regulatoare de tensiune consumă o cantitate considerabilă de energie și necesită costuri semnificative de servicii, deoarece acestea au o fiabilitate scăzută - și stabilizatori electromecanice și electronice de tensiune sunt de multe ori refuză să poarte și piese.
Tehnologie alternativă
Pentru a rezolva problema eliminării oblic a tensiunilor de fază și furnizează o tensiune de fază predeterminată este necesară utilizarea unei tehnologii care permite egalizarea tensiunii fiecărei faze separat, și faza de symmetrize unul cu celălalt, adică symmetrize întregul sistem trifazat - transformator simmetriruyuzschy.
Acest dispozitiv este mult mai eficient, nu numai că consumă mai puțină energie în sine, ci și reduce consumul de energie din rețea pentru receptoarele electrice.
Interval de schimbare a tensiunii de fază
Balun permite un dezechilibru de sarcină de 100% și nealinierea elimină tensiunile de fază în întreaga gamă de modificări, indiferent de cauza deformarii:
(1) nealinierea în rețeaua de alimentare cauzată de defecțiunile din rețeaua de distribuție,
(2) distribuția inegală a sarcinilor de fază,
(3) conectarea unui consumator puternic,
(4) cauze combinate.
Aplicare practică
Probleme aplicate rezolvate prin utilizarea unui transformator de echilibrare:
• Eliminarea distorsiunii tensiunii de fază; alinierea fazelor rețelei în raport cu celelalte.
• Distribuția uniformă a sarcinilor pe faze.
• Furnizarea unei valori setate a tensiunii de fază.
• Transformarea unei rețele trifazice într-o fază (două):
- izolate galvanic
- fără izolarea galvanică a rețelei de distribuție și a consumatorului;
- cu o schimbare (creștere sau scădere) a tensiunii de ieșire;
• Transformarea rețelei cu trei fire cu trei faze cu patru fire cu trei faze (adică formarea conductorului neutru pentru sarcină în fază de conectivitate).
• Abilitatea de a trage până la 50% din puterea trifazată dintr-o singură fază.
• Posibilitatea de a utiliza generatoare mai puțin puternice pentru același grup de consumatori.
• Abilitatea de a conecta mai multe receptoare electrice puternice atunci când sunt alimentate de la o sursă autonomă sau cu restricții asupra consumului de energie de la gosset.
• Încălzirea structurilor și a comunicațiilor (cu înghețarea firelor, înghețarea conductelor etc.).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: