アンバランス三相負荷の弊害分析と改善策
◴ 2024-08-28
3相のバランスが取れていないとどうなるか
三相電力系統における負荷不均衡は、電力設備の安全性と経済性に関わる多くの問題を引き起こす可能性がある。三相アンバランスの最も顕著なリスクは以下の通りである：
1.配電変圧器の電力損失の増加
低圧送電網の中核機器は配電変圧器であり、三相負荷のアンバランスはその損失を増大させる。 変圧器の損失 鉄損は無負荷損とも呼ばれ、銅損は負荷損と呼ばれる。アンバランスな状態の場合、負荷が変化すると銅損が増加します。明確な結果は以下の通り：
巻線の過熱：絶縁材の経年劣化が進み、絶縁性能が低下する。
寿命の短縮：寿命が短くなる：温度が8℃上昇するごとに、変圧器の寿命が半分になる可能性がある。
2.配電変圧器の出力低下
配電変圧器は、負荷分散の原則に基づいて設計されている。三相のアンバランスは、一方の相に軽負荷がかかり、他方の相に余剰容量がかかることになります。これは変圧器の最大許容出力に反映され、次のような問題を引き起こす可能性があります：
出力能力も低下する。定格出力が出せなくなり、予備能力も低下する。
過負荷の危険性：過負荷の危険性：過負荷状態により変圧器が過熱し、焼損する可能性がある。
3.ゼロシーケンス電流の生成
不平衡な三相負荷の場合、変圧器は零相電流を生成し、その大きさは不平衡のレベルに比例する。零相電流が存在すると、次のような問題が発生する：
ゼロ磁束の発生：変圧器の鉄心に発生するゼロシーケンス磁束が増加し、局所的な温度上昇を引き起こす。
絶縁体の老化：過熱は巻線絶縁材の老化を早める。そのため、機器の寿命が短くなります。
4.Increase ラインのパワーロス
三相4線式電源システムでは、電流が線路を流れるたびにインピーダンスによって電力の損失が生じる。その損失は電流の2乗に比例する。三相負荷にアンバランスがあると、電流は中性線に流れ始める。電流が流れるレベルがアンバランスであればあるほど、線路の損失は大きくなります。
5.電気機器の安全な操作に影響を与える
アンバランスな相電圧は、次のような問題を引き起こす：
中性点ドリフト：重負荷の相電圧が低下し、軽負荷の相電圧が上昇するため、機器の動作が不安定になる。
機器の損傷：電圧の不均衡は機器を損傷する可能性があり、特に高電圧がかかる相ではその可能性が高い。
アンバランス現象は、電気機器の安全性と安定性を著しく脅かす。
6.モーター効率の低下
平衡三相負荷はモータ端に不平衡な電圧入力を発生させます。負のシーケンス電圧の影響により、モータはブレーキのように動作し、以下のような効果がある。
非効率：非効率：モータの総合効率が低いために生じるモータ端での出力低下。
温度上昇と無効電力損失が速い：モータの温度上昇と無効電力損失は、三相アンバランス電圧によって増加し、機器に手間をかけずに損傷を与える可能性があります。
従って、三相電圧のアンバランスが続くと、経済的に不利になるばかりか、モータの使用も危険となります。
三相のアンバランスを改善する方法は？
1.三相負荷に適切な配分を行う。
電力労働者は、負荷電力の状態を予測するために、負荷データを慎重に収集し、記録する必要があります。四線式三相、特に低電圧では、平衡装置を使用した後、無効補償のものは、変換された不平衡電流を適切に変えることができる。さらに、異なる条件下では、電流モーメントの配線方法が適切に変化し、これによると、この方法も三相負荷の合理的な分布のための1つの適切な尺度である。
2.アンバランス電流の制御
不平衡電流の補償原理に基づいて、接地負荷以外のあらゆるタイプの不平衡負荷を、いくつかの抵抗とコンデンサと並列に接続することができる。不平衡電流の制御には、次の原則が必要である：
力率補償と三相電流の不均衡の調整。
過大な補償を避けるため、完全な容量制御を採用すべきである。
コンペンセーション額も適宜調整されるべきである。
一日を通して最大限の管理を行うため、交換機や補償装置の数を削減。
3.三相負荷の定期点検と調整
三相負荷の定期的なテストが必要である。国家規格によれば、試験結果は文書化され、不均衡を速やかに特定し校正するためにチェックされるべきである。故障が存在しない部分についても、警戒が必要である。試験後は、必要な調整と技術的応用の可能性を推論できるように、データを分類してシステムに入力しなければならない。
概要
三相負荷不均衡は電力系統に大きな影響を与える。配電変圧器や配電線のエネルギー消費を増加させるだけでなく、機器の過熱を引き起こし、耐用年数を縮め、安全運転に影響する。モーターの効率にも深刻な影響が及ぶ。したがって、三相負荷不均衡を防止するための効果的な対策を講じる必要がある。
を使用している。 三相不平衡電圧安定器 は効果的なソリューションである。一方、リアルタイムで電圧を測定することで、三相すべてにバランスの取れた負荷をかけることができ、エネルギーの消費を抑え、さらにすべての機器の効率を向上させることができます。一方、アンバランス電流の負荷に対する妥当性をチェックすることで、この現象を防止することもできます。最後になりましたが、上記の改善策に付随する三相電圧安定化装置は、電力系統を最適化し安定化させる重要な役割を担っています。
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