Analyse van de schade van onevenwichtige driefasige belasting en verbeteringsmaatregelen
◴ 2024-08-28
Wat gebeurt er als de 3-fase niet gebalanceerd is?
Onbalans in de belasting van driefasenstroomsystemen kan leiden tot een aantal problemen met betrekking tot de veiligheid en zuinigheid van stroomapparatuur. De meest prominente risico's van driefasige onbalans zijn:
1. Verhoogd vermogensverlies van distributietransformatoren
De kernapparatuur van het laagspanningsnet zijn distributietransformatoren, en een driefasige onbalans in de belasting zal hun verliezen verhogen. Transformatorverliezen worden in tweeën gedeeld: ijzerverlies, ook wel onbelast verlies genoemd, en koperverlies, ook wel belastingsverlies genoemd. In geval van onevenwichtige omstandigheden zullen veranderingen in de belasting leiden tot meer koperverlies. De expliciete gevolgen zijn:
Oververhitting van de wikkeling: De verouderingssnelheid van het isolatiemateriaal neemt toe en de isolatieprestaties nemen af.
Verkorte levensduur: Voor elke 8°C temperatuurstijging kan de levensduur van de transformator tot de helft worden teruggebracht.
2. Verminderd vermogen van distributietransformatoren
De distributietransformatoren zijn ontworpen volgens het principe van lastbalancering. Een onbalans van drie fasen zal resulteren in een lichte belasting op een van de fasen en een overschot aan vermogen op een andere fase. Dit wordt weerspiegeld in het maximaal toegestane vermogen van de transformator, wat de volgende problemen kan veroorzaken:
Het vermindert ook de uitvoercapaciteit. De uitgangscapaciteit kan niet op nominale waarde worden geproduceerd en vermindert ook de reservecapaciteit.
Risico op overbelasting: De transformator raakt oververhit door mogelijke overbelasting, wat kan leiden tot verbranding.
3. Opwekken van nulsequentiestroom
Voor een ongebalanceerde driefasige belasting produceert de transformator nul-fase stroom, waarvan de grootte evenredig is met de mate van onbalans. De aanwezigheid van nul-fase-stroom veroorzaakt de volgende problemen:
Opwekking van nulsequentieflux: De nulsequentieflux die wordt geproduceerd in de ijzeren kern van de transformator neemt toe en veroorzaakt een plaatselijke temperatuurstijging.
Veroudering van de isolatie: Oververhitting versnelt de veroudering van het isolatiemateriaal van de wikkeling. Hierdoor neemt de levensduur van de apparatuur af.
4.Toename vermogensverlies in lijn
In een driefasig vierdraads voedingssysteem leidt impedantie tot vermogensverlies wanneer de stroom door de lijn loopt. Dat verlies is evenredig met het kwadraat van de stroom. Wanneer er een onbalans is in de driefasige belasting, begint de stroom naar de neutrale lijn te stromen; dit vergroot het lijnverlies in het elektriciteitsnet nog verder. Hoe meer onevenwichtige stroom er vloeit, hoe groter het verlies in de lijn.
5. Invloed uitoefenen op de veilige werking van elektrische apparatuur
Ongebalanceerde fasespanning leidt tot verschillende problemen, zoals:
Neutraalpuntdrift: De zwaar belaste fasespanning neemt af en de licht belaste fase neemt toe, wat leidt tot onstabiele werking van apparatuur.
Schade aan apparatuur: een onevenwichtige spanning kan apparatuur beschadigen, vooral de fase met de hoge spanning.
Het fenomeen onbalans vormt een ernstige bedreiging voor de veiligheid en stabiliteit van elektrische apparatuur.
6. Vermindert de efficiëntie van de motor
De gebalanceerde driefasige belasting creëert een ongebalanceerde spanningsingang aan de motorzijde. Het effect van negatieve volgspanning zorgt ervoor dat de motor werkt als een rem, wat de volgende effecten heeft.
Inefficiëntie: Het lagere vermogen aan de motorzijde als gevolg van de lagere totale efficiëntie van de motor.
Snellere temperatuurstijging en reactief vermogensverlies: De temperatuurstijging en het blindvermogensverlies van de motor nemen toe met de driefasige ongebalanceerde spanning die zonder problemen schade aan de apparatuur kan veroorzaken.
Daarom wordt het economisch onverstandig voor de motor en gevaarlijk om gebruikt te worden als de driefasespanningen onevenwichtig blijven.
Wat zijn de manieren om driefasige onbalans te verbeteren?
1.De driefasige belastingen moeten de juiste verdeling krijgen
Elektriciteitswerkers moeten de belastingsgegevens zeer zorgvuldig verzamelen om ze te registreren voor het voorspellen van de toestand van het belastingsvermogen. In de vierdraads driefasige, vooral lage spanning, na het gebruik van balanceerapparatuur, kunnen de reactieve compensaties de getransformeerde onevenwichtige stromen op de juiste manier veranderen. Bovendien verandert in een andere situatie de bedradingsmethode van het huidige moment op gepaste wijze, waardoor ook deze methode een geschikte maatregel is voor de verdeling van driefasige belasting.
2. Ongebalanceerde stroom regelen
Elk type ongebalanceerde belasting behalve de geaarde kan parallel worden aangesloten met enkele weerstanden en condensatoren, gebaseerd op het compensatieprincipe van de ongebalanceerde stroom. De volgende principes moeten de regeling van ongebalanceerde stroom leiden:
Compensatie van vermogensfactor en regeling van onbalans op driefasenstroom.
Om overcompensatie te voorkomen, moet volledige capacitieve regeling omarmd worden.
Het compensatiebedrag moet ook op tijd worden aangepast.
Vermindering van het aantal schakelapparaten en compensatieapparatuur om een maximaal beheer gedurende de dag te garanderen.
3. Routinematige controle en afstelling van driefasige belastingen
Regelmatig testen van driefasige belastingen is noodzakelijk. Volgens de nationale normen moeten de testresultaten worden gedocumenteerd en gecontroleerd om onevenwichtigheden snel op te sporen en te kalibreren. In delen waar geen fouten zijn, is ook waakzaamheid geboden. Na het testen moeten de gegevens worden gesorteerd en in het systeem worden ingevoerd om conclusies te kunnen trekken over noodzakelijke aanpassingen en mogelijkheden voor technische toepassingen.
Samenvatting
Een driefasige onbalans in de belasting heeft een aanzienlijke invloed op het elektriciteitssysteem. Het verhoogt niet alleen het energieverbruik van distributietransformatoren en -lijnen, maar veroorzaakt ook oververhitting van apparatuur en vermindert de levensduur, wat de veilige werking beïnvloedt. Ook de efficiëntie van motoren wordt ernstig aangetast. Daarom moeten er effectieve maatregelen worden genomen om driefasige onbalans in de belasting te voorkomen.
Het gebruik van een driefasige ongebalanceerde spanningsstabilisator is een effectieve oplossing. Ondertussen kan het de spanning in realtime meten om een evenwichtige belasting van alle drie de fasen mogelijk te maken en vervolgens het energieverbruik en de efficiëntie van alle apparatuur te verminderen. Ondertussen kan de redelijkheid met het laden van onevenwichtige stroom vergezeld gaan van de controle om dit fenomeen ook te voorkomen. Last but not the least speelt de driefasenspanningsstabilisator, die alle bovenstaande verbeteringsmaatregelen vergezelt, een belangrijke rol bij het optimaliseren en stabiliseren van het elektriciteitssysteem.
NL 
EN 
ES 
FR 
PT 
IT 
RO 
RU 
JA 
DA 
PL 
EL 
HU 
SV 
FI 
CS 
TR 
AR