Analys av skadan av obalanserad trefasbelastning och förbättringsåtgärder
◴ 2024-08-28
Vad händer om 3-fasen inte är balanserad?
Obalans i belastningen i trefasiga kraftsystem kan leda till ett antal problem som rör säkerhet och ekonomi för kraftutrustning. De mest framträdande riskerna med trefasobalans är:
1. Ökad effektförlust i distributionstransformatorer
Kärnutrustningen i lågspänningsnätet är distributionstransformatorer, och obalans i trefasbelastningen kommer att öka deras förluster. Transformatorns förluster delas in i två kategorier: järnförlust, även kallad nollastförlust, och kopparförlust, som kallas lastförlust. Vid obalanserade förhållanden kommer förändringar i belastningen att orsaka ökad kopparförlust. De tydliga konsekvenserna är:
● Överhettning vid lindning: Åldringshastigheten för isoleringsmaterial ökar och isoleringsprestandan minskar.
● Förkortad livslängd: För varje 8°C temperaturökning kan transformatorns livslängd minskas till hälften.
2. Minskad effekt från distributionstransformatorer
Distributionstransformatorerna är konstruerade enligt principen om lastbalansering. Trefasig obalans leder till låg belastning på en av faserna och överkapacitet på en annan. Detta återspeglas i transformatorns maximalt tillåtna uteffekt och kan orsaka följande problem:
● Det minskar också produktionskapaciteten. Utgångskapaciteten kan inte produceras till nominellt värde och minskar också reservkapaciteten.
● Risk för överbelastning: Transformatorn blir överhettad på grund av eventuella överbelastningsförhållanden som kan utlösa brännskador.
3. Generering av nollföljdsström
För en obalanserad trefasbelastning producerar transformatorn nollsekvenström, vars storlek är proportionell mot obalansnivån. Förekomsten av nollsekvenström ger upphov till följande problem:
Generering av nollsekvensflöde: Det nollsekventiella flödet som produceras i transformatorns järnkärna ökar och orsakar lokal temperaturökning.
Åldrande av isoleringen: Överhettning påskyndar åldrandet av lindningens isoleringsmaterial. På så sätt ökar förkortningen av utrustningens livslängd.
4.Öka strömförlusten i ledningen
I ett trefasigt fyrtrådigt strömförsörjningssystem leder impedansen till att det uppstår en effektförlust när strömmen flyter genom ledningen. Denna förlust är proportionell mot strömmens kvadrat. När det finns någon obalans i trefasbelastningen börjar strömmen flyta till den neutrala linjen; det ökar ytterligare linjeförlusten i elnätet. Ju mer obalanserad nivå som strömmen flyter på, desto större blir förlusterna i ledningen.
5. Påverka säker drift av elektrisk utrustning
Obalanserad fasspänning leder till flera problem, t.ex:
● Drift av neutralpunkt: Den tungt belastade fasspänningen sjunker och den lätt belastade fasen ökar, vilket leder till instabil drift av utrustningen.
Skada på utrustning: obalans i spänningen kan skada utrustningen, särskilt den fas som har hög spänning
Fenomenet obalans utgör ett allvarligt hot mot säkerheten och stabiliteten hos elektrisk utrustning.
6. Minskar motorns verkningsgrad
Den balanserade trefasbelastningen skapar en obalanserad inspänning vid motorn. Effekten av negativ sekvensspänning gör att motorn fungerar som bromsar, vilket har följande effekter.
● Ineffektivitet: Det lägre effektuttaget vid motorns ände till följd av motorns lägre totala verkningsgrad.
● Snabbare temperaturökning och förlust av reaktiv effekt: Temperaturhöjningen och motorns reaktiva effektförlust ökar med den obalanserade trefasspänningen, vilket kan orsaka skador på utrustningen utan problem.
Därför blir det ekonomiskt oförnuftigt och farligt för motorn att användas när trefasspänningarna är obalanserade.
Vilka är sätten att förbättra trefasobalansen?
1. Trefasbelastningarna bör ges lämplig fördelning
Elkraftarbetare bör samla in belastningsdata mycket noggrant för att registrera dem för att förutsäga lastkraftens tillstånd. I den fyrtrådiga trefasen, särskilt lågspänning, efter användning av balanseringsutrustning, kunde de reaktiva kompensationerna på lämpligt sätt ändra de transformerade obalanserade strömmarna. I ett annat tillstånd ändras dessutom ledningsmetoden för det aktuella ögonblicket på lämpligt sätt, enligt vilken denna metod också är en lämplig åtgärd för fördelningen av trefasbelastningen på ett rimligt sätt.
2. Kontrollera obalanserad ström
Alla typer av obalanserad last utom den jordade kan parallellkopplas med vissa motstånd och kondensatorer, baserat på kompensationsprincipen för den obalanserade strömmen. Följande principer måste styra kontrollen av den obalanserade strömmen:
● Kompensation av effektfaktor och reglering av obalans på trefasström.
● För att undvika överkompensation bör full kapacitiv styrning tillämpas.
● Kompensationsbeloppet bör också justeras i tid.
● Minskat antalet kopplingsenheter och kompensationsutrustning för att säkerställa maximal hantering under hela dagen.
3. Rutinkontroll och justering av trefasbelastningar
Regelbunden provning av trefasbelastningar är nödvändig. Enligt nationella standarder ska testresultaten dokumenteras och kontrolleras för att snabbt identifiera och kalibrera obalanser. Även i delar där det inte finns några fel krävs vaksamhet. Efter testningen måste data sorteras och matas in i systemet för att möjliggöra slutsatser om nödvändiga justeringar och möjligheter till teknisk tillämpning.
Sammanfattning
Obalans i trefasbelastningen har en betydande inverkan på kraftsystemet. Den ökar inte bara energiförbrukningen i distributionstransformatorer och ledningar utan orsakar också överhettning av utrustning och minskar livslängden, vilket påverkar driftsäkerheten. Motoreffektiviteten kommer också att påverkas allvarligt. Därför bör effektiva åtgärder vidtas för att förhindra obalans i trefasbelastningen.
Användningen av en trefas obalanserad spänningsstabilisator är en effektiv lösning. Samtidigt kan den mäta spänningen i realtid för att möjliggöra balanserad belastning på alla tre faserna och därefter minska energiförbrukningen plus effektiviteten hos all utrustning. Under tiden kan rimligheten med att ladda obalanserad ström åtföljas av kontrollen för att förhindra detta fenomen också. Sist men inte minst har trefasspänningsstabilisatorn som åtföljer alla ovanstående förbättringsåtgärder en viktig roll att utföra för att optimera och stabilisera kraftsystemet.
SV 
EN 
ES 
FR 
PT 
IT 
RO 
RU 
JA 
NL 
DA 
PL 
EL 
HU 
FI 
CS 
TR 
AR