Анализ вреда от несбалансированной трехфазной нагрузки и меры по улучшению
◴ 2024-08-28
Что произойдет, если 3 фазы не сбалансированы
Дисбаланс нагрузки в трехфазных энергосистемах может привести к ряду проблем, связанных с безопасностью и экономичностью энергетического оборудования. Наиболее заметными рисками трехфазного дисбаланса являются:
1. Увеличение потерь мощности в распределительных трансформаторах
Основным оборудованием низковольтной электросети являются распределительные трансформаторы, и дисбаланс трехфазной нагрузки увеличивает их потери. Потери в трансформаторе делятся на две категории: потери железа, также известные как потери холостого хода, и потери меди, которые называются потерями под нагрузкой. В случае несбалансированных условий изменение нагрузки приводит к увеличению потерь меди. К явным последствиям этого относятся:
● Перегрев обмотки: Скорость старения изоляционного материала увеличивается, и характеристики изоляции снижаются.
● Сокращение срока службы: При повышении температуры на каждые 8°C срок службы трансформатора может сократиться вдвое.
2. Снижение мощности распределительных трансформаторов
Распределительные трансформаторы спроектированы по принципу балансировки нагрузки. Трехфазный дисбаланс приведет к тому, что на одной из фаз будет небольшая нагрузка, а на другой - избыточная мощность. Это отразится на максимально допустимой мощности трансформатора, что может привести к следующим проблемам:
● Это также снижает выходную мощность. Выходная мощность не может быть произведена в номинальном значении, а также уменьшается запасная мощность.
● Риск перегрузки: Трансформатор перегревается из-за возможных перегрузок, что может привести к возгоранию.
3. Генерация тока нулевой последовательности
При несимметричной трехфазной нагрузке трансформатор вырабатывает ток нулевой последовательности, величина которого пропорциональна уровню несимметрии. Наличие тока нулевой последовательности приводит к следующим проблемам:
Возникновение потока нулевой последовательности: Поток нулевой последовательности, возникающий в железном сердечнике трансформатора, увеличивается и вызывает локальное повышение температуры.
Старение изоляции: Перегрев ускоряет старение изоляционного материала обмотки. Таким образом, это увеличивает сокращение срока службы оборудования.
4.Увеличение потерь мощности в линии
В трехфазной четырехпроводной системе электроснабжения импеданс приводит к потере мощности при протекании тока по линии. Эта потеря пропорциональна квадрату тока. При возникновении дисбаланса в трехфазной нагрузке ток начинает течь по нейтральной линии, что еще больше увеличивает потери в линии электросети. Чем больше уровень дисбаланса для протекания тока, тем больше будут потери в линии.
5. Влиять на безопасную эксплуатацию электрооборудования
Несбалансированное фазное напряжение приводит к ряду проблем, таких как:
● Дрейф нейтральной точки: Напряжение сильно нагруженной фазы уменьшается, а слабонагруженной - увеличивается, что приводит к нестабильной работе оборудования.
● Повреждение оборудования: дисбаланс напряжения может привести к повреждению оборудования, причем в большей степени той фазы, которая имеет высокое напряжение
Явление дисбаланса серьезно угрожает безопасности и стабильности работы электрооборудования.
6. Снижает КПД двигателя
● Сбалансированная трехфазная нагрузка создает несимметричное напряжение на конце двигателя. Влияние напряжения отрицательной последовательности заставляет двигатель работать как тормоз, что приводит к следующим последствиям.
● Неэффективность: Снижение мощности на конце двигателя в результате снижения общего КПД двигателя.
● Быстрое повышение температуры и потеря реактивной мощности: Рост температуры, а также потеря реактивной мощности двигателя увеличиваются при трехфазном несимметричном напряжении, что может привести к повреждению оборудования без каких-либо затруднений.
Поэтому при сохранении дисбаланса трехфазных напряжений использование двигателя становится экономически нецелесообразным и опасным.
Каковы способы устранения трехфазного дисбаланса?
1.Трехфазные нагрузки должны быть распределены соответствующим образом
Работники электросетей должны очень тщательно собирать данные о нагрузке и записывать их для прогнозирования состояния мощности нагрузки. В четырехпроводной трехфазной сети, особенно низкого напряжения, после использования балансировочного оборудования, реактивные компенсаторы могут соответствующим образом изменить преобразованные несимметричные токи. Кроме того, в других условиях метод подключения текущего момента изменяется соответствующим образом, в соответствии с чем этот метод также является одной из подходящих мер для распределения трехфазной нагрузки разумным образом.
2. Контроль несимметричного тока
Любой тип несимметричной нагрузки, кроме заземленной, может быть подключен параллельно с некоторыми резисторами и конденсаторами, исходя из принципа компенсации несимметричного тока. Управление несимметричным током должно осуществляться в соответствии со следующими принципами:
● Компенсация коэффициента мощности и регулирование небаланса по трехфазному току.
● Во избежание перекомпенсации следует использовать полный емкостной контроль.
● Сумма компенсации также должна быть своевременно скорректирована.
● Сокращение количества коммутационных устройств и компенсационного оборудования для обеспечения максимального управления в течение дня.
3. Текущая проверка и регулировка трехфазных нагрузок
Необходимо регулярно проводить испытания трехфазных нагрузок. Согласно национальным стандартам, результаты испытаний должны документироваться и проверяться для своевременного выявления и калибровки дисбаланса. В тех частях, где неисправности отсутствуют, также требуется бдительность. После тестирования данные должны быть отсортированы и введены в систему, чтобы можно было сделать вывод о необходимых корректировках и возможностях технического применения.
Резюме
Трехфазный дисбаланс нагрузки оказывает значительное влияние на энергосистему. Он не только увеличивает потребление энергии распределительными трансформаторами и линиями, но и вызывает перегрев оборудования и сокращает срок службы, что влияет на безопасность эксплуатации. Эффективность работы двигателей также значительно снижается. Поэтому необходимо принять эффективные меры для предотвращения трехфазного дисбаланса нагрузки.
Использование трехфазный несимметричный стабилизатор напряжения является эффективным решением. Между тем, он может измерять напряжение в режиме реального времени, чтобы обеспечить сбалансированную нагрузку на все три фазы, что впоследствии снижает потребление энергии и повышает эффективность работы всего оборудования. Между тем, разумность загрузки несбалансированного тока может сопровождаться проверкой для предотвращения этого явления. И последнее, но не менее важное: трехфазный стабилизатор напряжения, который сопровождает все вышеперечисленные меры по улучшению, играет важную роль в оптимизации и стабилизации энергосистемы.
RU 
EN 
ES 
FR 
PT 
IT 
RO 
JA 
NL 
DA 
PL 
EL 
HU 
SV 
FI 
CS 
TR 
AR