Ανάλυση της βλάβης του μη ισορροπημένου τριφασικού φορτίου και των μέτρων βελτίωσης
◴ 2024-08-28
Τι συμβαίνει εάν η 3 φάση δεν είναι ισορροπημένη
Η ανισορροπία φορτίου σε τριφασικά συστήματα ισχύος μπορεί να οδηγήσει σε διάφορα ζητήματα που αφορούν την ασφάλεια και την οικονομία του εξοπλισμού ισχύος. Οι σημαντικότεροι κίνδυνοι της τριφασικής ανισορροπίας είναι οι εξής:
1. Αυξημένη απώλεια ισχύος των μετασχηματιστών διανομής
Ο βασικός εξοπλισμός του δικτύου χαμηλής τάσης είναι οι μετασχηματιστές διανομής και η ανισορροπία τριφασικού φορτίου θα αυξήσει τις απώλειές τους. Απώλειες μετασχηματιστή ταξινομούνται σε δύο κατηγορίες: απώλεια σιδήρου, γνωστή και ως απώλεια χωρίς φορτίο, και απώλεια χαλκού, η οποία ονομάζεται απώλεια φορτίου. Σε περιπτώσεις μη ισορροπημένων συνθηκών, οι αλλαγές στα φορτία θα προκαλέσουν αυξημένη απώλεια χαλκού. Οι σαφείς συνέπειες είναι οι εξής:
● Υπερθέρμανση περιέλιξης: Ο ρυθμός γήρανσης του μονωτικού υλικού αυξάνεται και η απόδοση της μόνωσης μειώνεται.
● Μειωμένη ζωή: Για κάθε 8°C αύξηση της θερμοκρασίας, η διάρκεια ζωής του μετασχηματιστή μπορεί να μειωθεί στο μισό.
2. Μειωμένη απόδοση των μετασχηματιστών διανομής
Οι μετασχηματιστές διανομής σχεδιάζονται με βάση την αρχή της εξισορρόπησης του φορτίου. Η τριφασική ανισορροπία θα έχει ως αποτέλεσμα ελαφρύ φορτίο σε μία από τις φάσεις και πλεονάζουσα χωρητικότητα σε μία άλλη. Αυτό θα αντανακλάται στη μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύ του μετασχηματιστή που μπορεί να προκαλέσει τα ακόλουθα προβλήματα:
● Μειώνει επίσης την ικανότητα εξόδου. Η δυναμικότητα εξόδου δεν μπορεί να παραχθεί στην ονομαστική τιμή και μειώνει επίσης την εφεδρική δυναμικότητα.
● Κίνδυνος υπερφόρτωσης: Ο μετασχηματιστής υπερθερμαίνεται λόγω πιθανών συνθηκών υπερφόρτωσης που μπορεί να προκαλέσουν καύση.
3. Παραγωγή ρεύματος μηδενικής ακολουθίας
Για ένα μη ισορροπημένο τριφασικό φορτίο, ο μετασχηματιστής παράγει ρεύμα μηδενικής ακολουθίας, του οποίου το μέγεθος είναι ανάλογο με το επίπεδο της ανισορροπίας. Η παρουσία ρεύματος μηδενικής ακολουθίας θα δημιουργήσει τα ακόλουθα προβλήματα:
Δημιουργία ροής μηδενικής ακολουθίας: Η ροή μηδενικής ακολουθίας που παράγεται στον πυρήνα σιδήρου του μετασχηματιστή αυξάνεται και προκαλεί τοπική αύξηση της θερμοκρασίας.
Γήρανση της μόνωσης: Η υπερθέρμανση επιταχύνει τη γήρανση του μονωτικού υλικού της περιέλιξης. Ως εκ τούτου, αυξάνει τη μείωση της διάρκειας ζωής του εξοπλισμού.
4.Increase απώλεια ισχύος στη γραμμή
Σε ένα τριφασικό τετρασύρματο σύστημα τροφοδοσίας, η σύνθετη αντίσταση οδηγεί στη δημιουργία απώλειας ισχύος κάθε φορά που το ρεύμα διαρρέει τη γραμμή. Η απώλεια αυτή είναι ανάλογη του τετραγώνου του ρεύματος. Κάθε φορά που υπάρχει οποιαδήποτε ανισορροπία στο τριφασικό φορτίο, το ρεύμα αρχίζει να ρέει προς την ουδέτερη γραμμή- αυτό ενισχύει περαιτέρω την απώλεια γραμμής στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας. Όσο περισσότερο είναι το επίπεδο ανισορροπίας για τη ροή του ρεύματος, τόσο μεγαλύτερο θα είναι το ποσό των απωλειών στη γραμμή.
5. Να επηρεάζει την ασφαλή λειτουργία του ηλεκτρικού εξοπλισμού
Η μη ισορροπημένη φασική τάση οδηγεί σε διάφορα προβλήματα όπως:
● Ολίσθηση ουδέτερου σημείου: Η τάση της βαριά φορτισμένης φάσης μειώνεται και η ελαφρώς φορτισμένη φάση αυξάνεται, οδηγώντας σε ασταθή λειτουργία του εξοπλισμού.
● Ζημιές στον εξοπλισμό: η ανισορροπία τάσης μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον εξοπλισμό, περισσότερο στη φάση που έχει υψηλή τάση.
Το φαινόμενο της ανισορροπίας απειλεί σοβαρά την ασφάλεια και τη σταθερότητα του ηλεκτρικού εξοπλισμού.
6. Μειώνει την απόδοση του κινητήρα
● Το ισορροπημένο τριφασικό φορτίο θα δημιουργήσει μη ισορροπημένη τάση εισόδου στο άκρο του κινητήρα. Η επίδραση της τάσης αρνητικής ακολουθίας κάνει τον κινητήρα να λειτουργεί σαν φρένο, το οποίο έχει τα εξής αποτελέσματα.
● Αναποτελεσματικότητα: Η χαμηλότερη ισχύς εξόδου στο άκρο του κινητήρα που προκύπτει από τη χαμηλότερη συνολική απόδοση του κινητήρα.
● Γρηγορότερη αύξηση της θερμοκρασίας και απώλεια άεργου ισχύος: Η άνοδος της θερμοκρασίας καθώς και η απώλεια άεργου ισχύος του κινητήρα αυξάνονται με την τριφασική ασύμμετρη τάση που μπορεί να προκαλέσει βλάβη στους εξοπλισμούς χωρίς καμία ταλαιπωρία.
● Επομένως, ο κινητήρας καθίσταται οικονομικά ασύμφορος και επικίνδυνος να χρησιμοποιείται όταν οι τριφασικές τάσεις παραμένουν ανισόρροπες.
Ποιοι είναι οι τρόποι βελτίωσης της τριφασικής ανισορροπίας;
1.Τα τριφασικά φορτία θα πρέπει να έχουν την κατάλληλη κατανομή
Οι εργαζόμενοι στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας θα πρέπει να συλλέγουν τα δεδομένα φορτίου πολύ προσεκτικά για να τα καταγράφουν για την πρόβλεψη της κατάστασης της ισχύος του φορτίου. Στο τετρασύρματο τριφασικό, ιδιαίτερα χαμηλής τάσης, μετά τη χρήση εξοπλισμού εξισορρόπησης, οι αέργες αντισταθμίσεις θα μπορούσαν να αλλάξουν κατάλληλα τα μετασχηματισμένα ανισόρροπα ρεύματα. Επιπλέον, σε μια διαφορετική κατάσταση η μέθοδος καλωδίωσης της τρέχουσας στιγμής αλλάζει κατάλληλα, σύμφωνα με την οποία αυτή η μέθοδος, επίσης, είναι ένα κατάλληλο μέτρο για την κατανομή του τριφασικού φορτίου εύλογα.
2. Έλεγχος μη ισορροπημένου ρεύματος
Οποιοσδήποτε τύπος ασύμμετρου φορτίου εκτός από το γειωμένο μπορεί να συνδεθεί παράλληλα με ορισμένες αντιστάσεις και πυκνωτές, με βάση την αρχή αντιστάθμισης του ασύμμετρου ρεύματος. Οι ακόλουθες αρχές πρέπει να διέπουν τον έλεγχο του ασύμμετρου ρεύματος:
● Αντιστάθμιση του συντελεστή ισχύος και ρύθμιση της ανισορροπίας στο τριφασικό ρεύμα.
● Για να αποφευχθεί η υπεραντιστάθμιση, θα πρέπει να γίνει πλήρης χωρητικός έλεγχος.
● Το ποσό του σταθμού αποζημίωσης πρέπει επίσης να προσαρμόζεται εγκαίρως.
● Μειώθηκε ο αριθμός των συσκευών μεταγωγής και του εξοπλισμού αντιστάθμισης για να εξασφαλιστεί η μέγιστη δυνατή διαχείριση καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας.
3. Έλεγχος ρουτίνας και ρύθμιση τριφασικών φορτίων
Είναι απαραίτητη η τακτική δοκιμή των τριφασικών φορτίων. Σύμφωνα με τα εθνικά πρότυπα, τα αποτελέσματα των δοκιμών πρέπει να τεκμηριώνονται και να ελέγχονται για τον άμεσο εντοπισμό και τη βαθμονόμηση των ανισορροπιών. Σε τμήματα όπου δεν υπάρχουν σφάλματα, απαιτείται επίσης επαγρύπνηση. Αφού δοκιμαστούν, τα δεδομένα πρέπει να ταξινομηθούν και να εισαχθούν στο σύστημα, ώστε να είναι δυνατή η εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με τις αναγκαίες προσαρμογές και τις δυνατότητες τεχνικής εφαρμογής.
Περίληψη
Η τριφασική ανισορροπία φορτίου έχει σημαντικό αντίκτυπο στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας. Όχι μόνο αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας των μετασχηματιστών και των γραμμών διανομής, αλλά προκαλεί επίσης υπερθέρμανση του εξοπλισμού και μειώνει τη διάρκεια ζωής, γεγονός που θα επηρεάσει την ασφαλή λειτουργία. Η απόδοση των κινητήρων θα επηρεαστεί επίσης σοβαρά. Ως εκ τούτου, θα πρέπει να ληφθούν αποτελεσματικά μέτρα για την πρόληψη της τριφασικής ανισορροπίας φορτίου.
Η χρήση ενός τριφασικός σταθεροποιητής ανισόρροπης τάσης είναι μια αποτελεσματική λύση. Εν τω μεταξύ, μπορεί να μετρήσει την τάση σε πραγματικό χρόνο για να επιτρέψει την εξισορρόπηση του φορτίου και στις τρεις φάσεις και στη συνέχεια να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας καθώς και την αποδοτικότητα όλων των εξοπλισμών. Εν τω μεταξύ, η λογική με τη φόρτωση μη ισορροπημένου ρεύματος μπορεί να συνοδεύεται από τον έλεγχο για την πρόληψη αυτού του φαινομένου. Τέλος, ο σταθεροποιητής τάσης τριών φάσεων που συνοδεύει όλα τα παραπάνω μέτρα βελτίωσης έχει σημαντικό ρόλο να επιτελέσει για τη βελτιστοποίηση και τη σταθεροποίηση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.
Σχετικές ειδήσεις
EL 
EN 
ES 
FR 
PT 
IT 
RO 
RU 
JA 
NL 
DA 
PL 
HU 
SV 
FI 
CS 
TR 
AR