Elemzés a kiegyensúlyozatlan háromfázisú terhelés és a javítási intézkedések ártalmairól
◴ 2024-08-28
Mi történik, ha a 3 fázis nem kiegyensúlyozott
A háromfázisú villamosenergia-rendszerekben a terhelés kiegyensúlyozatlansága számos, a villamos berendezések biztonságával és gazdaságosságával kapcsolatos problémához vezethet. A háromfázisú kiegyensúlyozatlanság legjelentősebb kockázatai a következők:
1. Az elosztó transzformátorok megnövekedett teljesítményvesztesége
A kisfeszültségű elektromos hálózat központi berendezései az elosztó transzformátorok, és a háromfázisú terhelés kiegyensúlyozatlansága növeli a veszteségeket. Transzformátor veszteségek két csoportba sorolhatók: vasveszteség, más néven terhelés nélküli veszteség, és rézveszteség, amelyet terhelésveszteségnek nevezünk. Kiegyensúlyozatlan körülmények esetén a terhelések változása megnövekedett rézveszteséget okoz. A kifejezett következmények a következők:
● A tekercselés túlmelegedése: A szigetelőanyag öregedési sebessége nő, és a szigetelési teljesítmény csökken.
● Rövidített élet: A hőmérséklet minden 8°C-os emelkedése esetén a transzformátor élettartama a felére csökkenhet.
2. Az elosztó transzformátorok csökkentett teljesítménye
Az elosztó transzformátorokat terheléskiegyenlítő elv alapján tervezték. A háromfázisú kiegyensúlyozatlanság az egyik fázison kis terhelést, a másikon pedig többletkapacitást eredményez. Ez tükröződik a transzformátor maximálisan megengedett teljesítményében, ami a következő problémákat okozhatja:
● Csökkenti a kimeneti kapacitást is. A kimeneti kapacitás nem termelhető névleges értéken, és a tartalékkapacitás is csökken.
● Túlterhelési kockázat: A transzformátor túlmelegszik az esetleges túlterhelési körülmények miatt, ami égést okozhat.
3. Nulla szekvenciájú áram előállítása
Egy kiegyensúlyozatlan háromfázisú terhelés esetén a transzformátor zérus sorrendű áramot termel, amelynek nagysága arányos a kiegyensúlyozatlanság mértékével. A null-sorrendű áram jelenléte a következő problémákat eredményezi:
Nulla szekvenciájú fluxusgenerálás: A transzformátor vasmagjában keletkező nullszekvencia-áram megnő, és helyi hőmérséklet-emelkedést okoz.
Szigetelés öregedése: A túlmelegedés felgyorsítja a tekercs szigetelőanyagának öregedését. Mint ilyen, növeli a berendezés élettartamának csökkenését.
4.Növelje a hálózati veszteséget
Egy háromfázisú négyvezetékes áramellátó rendszerben az impedancia a teljesítményveszteség létrehozásához vezet, amikor az áram a vonalon keresztül folyik. Ez a veszteség az áram négyzetével arányos. Amikor a háromfázisú terhelésben bármilyen kiegyensúlyozatlanság van, az áram a semleges vezeték felé kezd áramlani; ez tovább növeli a hálózati veszteséget az elektromos hálózatban. Minél nagyobb a kiegyensúlyozatlansági szint az áram áramlásához, annál nagyobb lesz a vonal veszteségének mértéke.
5. Befolyásolja az elektromos berendezések biztonságos működését
A kiegyensúlyozatlan fázisfeszültség számos problémához vezet, mint például:
● Semleges pont sodródás: Az erősen terhelt fázisfeszültség csökken, a gyengén terhelt fázis pedig nő, ami a berendezések instabil működéséhez vezet.
● A berendezések károsodása: a feszültségegyenlőtlenség károsíthatja a berendezéseket, még inkább a magas feszültségű fázist.
A kiegyensúlyozatlanság jelensége súlyosan veszélyezteti az elektromos berendezések biztonságát és stabilitását.
6. Csökkenti a motor hatékonyságát
● A kiegyensúlyozott háromfázisú terhelés kiegyensúlyozatlan feszültséget hoz létre a motor végén. A negatív sorrendű feszültség hatására a motor úgy működik, mint a fékek, amelyeknek a következő hatásai vannak.
● Hatékonyság: A motor alacsonyabb összhatásfokából adódó alacsonyabb teljesítmény a motor végén.
● Gyorsabb hőmérséklet-emelkedés és reaktív teljesítményveszteség: A hőmérséklet emelkedése, valamint a motor reaktív teljesítményvesztesége növekszik a háromfázisú kiegyensúlyozatlan feszültséggel, amely minden gond nélkül károsíthatja a berendezéseket.
● Ezért a motor gazdaságilag megalapozatlanná és veszélyessé válik, ha a háromfázisú feszültségek továbbra is kiegyensúlyozatlanok maradnak.
Milyen módon lehet javítani a háromfázisú kiegyensúlyozatlanságot?
1.A háromfázisú terheléseket megfelelő elosztással kell ellátni
A villamos energia dolgozóinak nagyon gondosan kell gyűjteniük a terhelési adatokat, hogy rögzítsék őket a terhelési teljesítmény állapotának előrejelzéséhez. A négyvezetékes háromfázisú, különösen alacsony feszültségű, kiegyenlítő berendezések használata után a reaktív kompenzációs berendezések megfelelően megváltoztathatják a transzformált kiegyensúlyozatlan áramokat. Továbbá, egy másik állapotban az aktuális pillanat vezetékezési módszere megfelelően változik, amely szerint ez a módszer is egy megfelelő intézkedés a háromfázisú terhelés ésszerűen történő elosztására.
2. Kiegyensúlyozatlan áram szabályozása
A földelt terhelés kivételével bármilyen típusú kiegyensúlyozatlan terhelés párhuzamosan csatlakoztatható néhány ellenállással és kondenzátorral, a kiegyensúlyozatlan áram kompenzációs elve alapján. A következő elveknek kell irányítaniuk a kiegyensúlyozatlan áram szabályozását:
● Teljesítménytényező-kompenzáció és a háromfázisú áram kiegyensúlyozatlanságának szabályozása.
● A túlkompenzáció elkerülése érdekében a teljes kapacitív vezérlést kell alkalmazni.
● A kompenzáció összegét szintén időben kell kiigazítani.
● Csökkentette a kapcsolóeszközök és a kompenzációs berendezések számát, hogy a nap folyamán a maximális irányítást biztosítsa.
3. A háromfázisú terhelések rutinellenőrzése és beállítása
A háromfázisú terhelések rendszeres tesztelése szükséges. A nemzeti szabványok szerint a vizsgálati eredményeket dokumentálni és ellenőrizni kell, hogy a kiegyensúlyozatlanságokat azonnal azonosítani és kalibrálni lehessen. Azokban a részekben, ahol nincs hiba, szintén éberségre van szükség. A vizsgálatot követően az adatokat rendezni kell, és be kell táplálni a rendszerbe, hogy következtetni lehessen a szükséges beállításokra és a műszaki alkalmazás lehetőségeire.
Összefoglaló
A háromfázisú terhelés kiegyensúlyozatlansága jelentős hatással van a villamosenergia-rendszerre. Nemcsak az elosztó transzformátorok és vezetékek energiafogyasztását növeli, hanem a berendezések túlmelegedését is okozza, és csökkenti az élettartamot, ami a biztonságos működést is befolyásolja. A motorok hatékonysága is súlyosan károsodik. Ezért hatékony intézkedéseket kell hozni a háromfázisú terhelés kiegyensúlyozatlanságának megelőzésére.
A háromfázisú kiegyensúlyozatlan feszültségstabilizátor hatékony megoldás. Eközben valós időben képes mérni a feszültséget, hogy lehetővé tegye a kiegyensúlyozott terhelést mindhárom fázisban, és ezt követően csökkenti az energiafogyasztást, valamint az összes berendezés hatékonyságát. Eközben az ésszerűség a kiegyensúlyozatlan áram terhelésével együtt járhat az ellenőrzéssel, hogy megakadályozza ezt a jelenséget is. Végül, de nem utolsósorban a háromfázisú feszültségstabilizátor, amely az összes fenti javító intézkedést kíséri, jelentős szerepet játszik az energiarendszer optimalizálásában és stabilizálásában.
Kapcsolódó hírek
HU 
EN 
ES 
FR 
PT 
IT 
RO 
RU 
JA 
NL 
DA 
PL 
EL 
SV 
FI 
CS 
TR 
AR