Допустимый перекос фаз по току: Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему.

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему.

Одним из выдающихся благ цивилизации является электричество. Благодаря тому, что это открытие в наше время так распространено, жизнь общества в целом, и каждого человека в отдельности, значительно упростилась и стала более комфортной.

Вместе с тем, время от времени, в электросети могут возникать трудности, требующие решения. Одной из проблем многих частных владений, общественных заведений и производственных мощностей является перекос фаз.

Что это такое, и как его исправить?

Что такое перекос фаз: Перекос фаз – это состояние электрической сети, при котором одна или две из трех фаз нагружены сильнее, чем остальные. При этом наблюдается значительное снижение мощности трехфазных электрических приборов, преимущественно двигателей и трансформаторов. Но это, что касается промышленных сетей.

В бытовых условиях перекос наблюдается более выражено, при этом может даже возникать риск выхода из строя электроприборов с преобладающей реактивной нагрузкой.

К таким относятся компрессоры холодильников, вентиляторы, приборы с простыми силовыми трансформаторными источниками питания. То все то, что не имеет четкой гальванической развязки с сетью и схему защиты от перенапряжений и просадок.

Следует отметить, что существуют разные виды перекоса в электросети. В зависимости от типа проблемы, выбирается наиболее оптимальный способ ее решения. Остановимся на наиболее распространенной и, в то же время, самой простой ситуации – перекос фаз, вызванный неравномерным распределением внутрисетевой нагрузки.

Большинство сетей являются трехфазными. Если в них нагрузка распределена неравномерно, в следствии чего одна или две фазы перегружены, а третья (или же две) недогружена, происходит перекос. На практике это может выглядеть следующим образом: подавляющее большинство однофазных нагрузок питаются от одной фазы, тогда как остальные могут быть вовсе не задействованы либо использоваться по минимуму.

Наиболее часто встречаются ситуации неисправности, в которых при подключении электропитания к трансформаторам не учитывается их потребляемая мощность. Таким образом, бывает, что физически фазы имеют приблизительно одинаковое количество подключений, но вот потребляемая этими подключениями мощность существенно отличается.

Сосредоточие на одной из фаз приборов с высоким потреблением электричества неизбежно вызывает неравномерную нагрузку между фазами. То же самое можно сказать и об общественных и промышленных объектах – во всех случаях очень важно следить за равномерным распределением нагрузки между имеющимися фазами, это позволит предотвратить возникновение сложностей.

Что же собой представляет перекос фаз с точки зрения электротехники?

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине. Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины.

Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

AB=BC=CA=380 В;

AN=BN=CN=220 В.

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN.

Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Чем опасен перекос фаз.

Во время перекоса наблюдается неравномерная нагрузка на фазы – на задействованной напряжение падает ниже нормы, тогда как недогруженная фаза испытывает скачок напряжения, превышающий допустимые показатели. Результаты такого положения могут быть плачевными для многих электроприборов. Это вызвано тем, что отдельный прибор может либо недополучать требующейся мощности, либо получать ее в избытке. Особенно такое положение опасно для приборов, потребляющих много энергии: двигателей для ворот, насосов, оборудования, использующегося в бассейнах и при поливе.

Вернемся: как исправит проблему с перекосом фаз?

Предотвратить негативные последствия для оборудования от перекоса между фазами позволяет трехфазный автомат. Если мощность в одной фазе превышаю предусмотренную нагрузку, автоматически отключается электричество во всем доме/линии. Это не является решением ситуации, потому что лишь подобный подход не позволяет использовать всю доступную мощность. К примеру, при трехфазном автомате на 16А, при превышении нагрузки на одной фазе 16А – система отключится, но это не позволяет полностью использовать всю возможную мощность 48А (16Х3).

Идеальным вариантом является планирование всех мощностей на начальном этапе проектирования здания, таким образом можно равномерно распределить напряжение между всеми фазами, предотвратив тем самым перекос. Если же здание уже сдано в эксплуатацию – можно замерить напряжение на каждой фазе в отдельности, для этого используется вольтметр, и при необходимости осуществить перераспределение.

Реальные рабочие условия

При стандартном распределении на дом с тремя подъездами обычно одна фаза используется для питания одного подъезда, вторая для второго и третья, соответственно, для третьего. Это позволяет равномерно нагрузить развязывающий понижающий трансформатор на подстанции и обеспечить ему оптимальные режимы работы. Но это справедливо, только если нагрузка примерно одинакова, притом как в активной, так и реактивной составляющей.

Но, к сожалению, потребителю не объяснишь, что необходимо придерживаться норм расхода электричества, а если рассматривать сельскую местность, то многие умельцы в сеть подключают очень большую активную нагрузку, что существенно ухудшает условия работы трансформатора на подстанции. Через одно плечо начинает течь больший ток, чем через остальные, тем самым разогревая магнитопровод, а это приводит к возникновению в нем паразитных вихревых токов, нарушающих режим работы источника еще сильнее.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Навигация по записям

Перекос фаз в трехфазной сети последствия

Перекос фаз: определение, причины его возникновения и способы защиты

В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются.

Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз.

Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.

• Суть понятия
• Причины возникновения
• Способы защиты
• Последствия перекоса

Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.

Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.

Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.

Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.

Почему обычно три фазы, а не четыре

Таким вопросом задаются практически все начинающие электрики. По сути, количество фаз не ограничено. Их может быть 1, 2, 3, 4 и даже 10. Однако широкое применение получили трехфазные системы. Это связано с тем, что такой цепи достаточно для решения большинства задач.

Вам это будет интересно Универсальный тестер-пробник для замеров тока и напряжения

Такие системы в большей степени используют для силовых установок на производстве. Вращение ротора составляет 360 градусов, а сдвиг по фазам составляет 120 градусов. Его вполне достаточно, чтобы раскрутить якорь до нужных оборотов и получить с двигателя нужную мощность. Увеличение количества фаз лишь повысит стоимость самой установки, поскольку потребует установки дополнительных катушек и подведения лишних кабелей.

Важно! Добавление фаз к существующим трем не повышает КПД агрегата, не увеличивает его мощность. С точки зрения рациональности, это лишь добавляет стоимость установок при сохранении прежних параметров работы.

Перекос фаз в трехфазной сети: причины и последствия

У конечных потребителей сетей централизованного электроснабжения, которое является трёхфазным, применяется напряжение 220 В. Это фазное напряжение. Три фазы распределяются между несколькими потребителями.

Они подключаются к сети не одновременно и с неодинаковыми нагрузками.

Поэтому необходимо использование нейтрали чтобы обеспечивать подачу фазного напряжения каждому потребителю при несимметричной нагрузке в этой трёхфазной сети.

Суть проблемы

Но поскольку существует ограничение по мощности конечных трансформаторных подстанций, при упомянутых выше нагрузках величины фазных напряжений изменяются соответственно нагрузкам.

У более нагруженной фазы напряжение уменьшается например до 195 – 205 В, а менее нагруженной увеличивается до 245 В и более.

Последствием таких нагрузок является ток в нейтрали, который по своей величине может быть близким к току нагруженной фазы.

Как следствие этого – увеличение потерь. Они есть в кабельных и воздушных линиях электропередачи, трансформаторных подстанциях, и даже в высоковольтных ЛЭП питающих эти подстанции.

Особенно характерно такое «смещение нейтрали» – термин, характеризующий фазные напряжения при несимметричных нагрузках в трёхфазной сети, для жилого сектора потребителей электроэнергии.

При этом повышение напряжения является небезопасным для некоторых бытовых электроприборов.

Совет

Используемые в инфраструктуре жилого фонда трёхфазные асинхронные двигатели уже при двухпроцентной асимметрии испытывают дополнительный нагрев обмоток, что заметно сокращает срок службы изоляции.

Причём дальнейшее увеличение асимметрии в разы, то есть всего лишь до 4 – 6% вызывает рост общих потерь почти в два раза. То же относится и к лампам накаливания и люминесцентным лампам.

При повышении напряжения всего лишь на пять процентов спирали в них почти в два раза быстрее перегорают.

Что делать при перекосе фаз?

Чтобы уменьшить смещение нейтрали перед подстанциями рекомендуется устанавливать специальные симметрирующие автотрансформаторы. Схемы включения таких трансформаторов приведены ниже на изображениях.

Приведенные выше схемы применимы также с глухо заземлённой нейтралью нагрузки при отсутствии технической возможности встраивания компенсационной автотрансформаторной обмотки в нулевой провод, соединяя через эту обмотку нагрузку с сетью.

Поскольку увеличение нагрузки например в фазе А вызовет увеличение тока в этой фазе, напряжение на соответствующей последовательно включённой обмотке автотрансформатора тоже увеличится и произойдёт компенсация падения напряжения пропорциональная силе тока нагрузки. Установка автотрансформаторов вблизи распределительной подстанции обеспечивает наилучший эффект. Когда с этой подстанции электроэнергия по разделённым фазам подаётся потребителям, становится возможным симметрирование напряжения.

Это уменьшает потери и позволяет отфильтровать гармонические составляющие тока, возникающие от работы полупроводниковых ключей электронных балластов газоразрядных ламп, мощных инверторов, сварочных аппаратов.

Работа этих устройств вносит искажения в синусоидальную форму напряжения питающей электросети.

Следствием подобных искажений являются тепловые потери во всех работающих электрических машинах, подключенных к этой электросети.

Компенсация смещения нейтрали с использованием специального автотрансформатора весьма недешёвый способ борьбы с потерями электроэнергии при смещении нейтрали при несимметричной фазной нагрузке. Однако положительный эффект от этого способа получается непрерывно и быстро окупает все расходы.

Источник: https://podvi.ru/elektrotexnika/perekos-faz.html

Зачем нужен трехфазный ток

Однофазный и трехфазный переменный ток широко применяются в промышленной и бытовой сфере. Однако в последнее время все больше потребителей предпочитают отказываться от первого и склоняются к последнему.

Вам это будет интересно Тестер электрический

И дело даже не в увеличении мощности и включении большего количества электрического оборудования. Порой разница между силовой нагрузкой даже не заметна, а при определенных параметрах сети входная мощность для обоих цепей может быть одинаковой.

Основным потребителем является трехфазное оборудование. В эту группу входит:

• асинхронные электроприводы;
• нагревательные установки;
• промышленное оборудование.

Наиболее частым потребителем трехфазного тока является асинхронный двигатель. Именно в составе этой сети они показывают наилучшие рабочие параметры, высокое КПД при относительно низких энергозатратах.

Асинхронный двигатель

К тому же, приводы, обогреватели, котлы, электрические печи, обогреватели не перекашивают фазы. Для чувствительного оборудования такое проседание — тема очень щекотливая.

Обратите внимание! В реальности обеспечить одинаковую нагрузку на всех трех фазах невозможно. Соответственно, напряжение всегда будет неодинаковым.

Поскольку в помещении присутствует еще несколько потребителей, необходима дополнительная система, которая сможет распределять нагрузку равномерно по всем приемникам. Для этого нужна трехкабельная цепь. Включение нагрузки в сеть трехфазного тока происходит к той цепи, на которую приходится меньше всего потребителей.

Схема подключения трехфазного тока

Однако распределительные системы для цепей трехфазного тока получаются очень громоздкими и занимают много места. Оно требует дополнительных систем безопасности, так как напряжение таких сетей составляет 380 В. При коротком замыкании ток будет в разы больше, чем при привычных нам 220 В.

Перекос фаз. Что это такое и с чем он связан? Как исправить?

Одним из выдающихся благ цивилизации является электричество. Благодаря тому, что это открытие в наше время так распространено, жизнь общества в целом, и каждого человека в отдельности, значительно упростилась и стала более комфортной.

Вместе с тем, время от времени, в электросети могут возникать трудности, требующие решения. С ростом средней мощности бытовых приборов и техники, установленной в одном месте, например, в квартире, нередко возникает явление, называемое перекосом фаз.

В таких случаях, очень многие задаются вопросом, какие причины вызывают перекос фаз? И так, давайте разбираться.

Что же собой представляет перекос фаз

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине.

Перекос фаз

Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины. Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

• AB=BC=CA=380 В
• AN=BN=CN=220 В

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN. Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Причины перекоса фаз

Причин перекоса может быть несколько, однако, наиболее распространенной является причина, связанная с неправильной и неравномерно распределенной нагрузкой в фазах внутренних сетей. В случае возникновения перекоса на объекте с трехфазным питанием, это означает, что одна или две фазы работают с перегрузкой, тогда как другие фазы имеют гораздо меньшую нагрузку.

Однофазные потребители нередко попадают на одну фазу, и в этом случае перекос фаз образуется при одновременном включении большого количества бытовой техники. Первыми признаками перекоса могут быть бытовые приборы, мощность которых заметно упала, или они вообще перестали работать. Освещение становится тусклым, а лампы дневного света начинают мерцать.

Важно

Основная опасность ситуации состоит в том, что бытовые приборы начинают работать некорректно, и появляется реальная возможность поломок вплоть до полного выхода их из строя. Наибольшая часть негативных последствий приходится на различные виды электродвигателей, которые установлены почти во всех приборах.

После того, как выяснился вопрос, что такое перекос фаз и с чем он связан, необходимо рассмотреть основные способы борьбы с этим явлением. Следует сразу отметить, что данные способы не являются универсальными, а подходят только для конкретных ситуаций.

Устранение перекоса фаз

Для того, чтобы избежать перекос фаз, необходимо осуществить тщательное планирование всех мощностей и рассчитать все возможные нагрузки с их правильным распределением по фазам. Как правило, составляется подробный электропроект на квартиру или дом.

При эксплуатации необходимо выполнять проверку тока с помощью специальных тестеров. Если возникнет необходимость, должна быть выполнена переброска однофазных нагрузок с более загруженных фаз на менее загруженные.

Ток на каждой фазе трёхфазного автомата должен быть тщательно измерен, после чего нужно перераспределить однофазные нагрузки так, чтобы токи на каждой фазе были приблизительно равными.

Эта работа должна выполняться только профессионалом, имеющим специальное оборудование.

Защита от внешнего перекоса фаз может быть исполнена с помощью стабилизаторов напряжения. На каждую фазу устанавливают определённый стабилизатор. Это будет более эффективно, чем установка одного трёхфазного стабилизатора.

В заключение необходимо подчеркнуть, что перекос фаз может стать причиной повреждения или полного выхода из строя электроприборов. Следовательно, для её устранения необходимо установить стабилизаторы или привлечь профессионалов, которые квалифицированно спроектируют электросеть.

Видео

Смотрите также по этой теме:

Защита от перенапряжения. Что поможет защитить сеть?

Источник бесперебойного питания для частного дома.

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]
Источник: https://powercoup.by/energosberezhenie/perekos-faz

Нормы на перекос фаз | Электролаборатория

Перекос фаз явление в электротехнике встречающееся довольно часто. Практики хорошо знакомы с ним и знают его последствия. А вот причина негативных его проявлений далеко не всем понятна.

Сначала давайте определимся в терминах. Речь идет о разнице напряжений, между фазами в трехфазной сети или фазными и нулевым проводником в той же трехфазной цепи. Под перекосом мы будем понимать различие этих напряжений.

Напомним, что любая трехфазная цепь может быть выполнена с «глухо заземлённой нейтралью» либо с «изолированной нейтралью». Первая имеет три фазных проводника и, так называемый, нулевой провод. Вторая только три фазных проводника. Соответственно, потребители в первой цепи могут быть соединены как в треугольник, так и на звезду. Во второй только в треугольник.

В сети 380/220 В с глухо заземлённой нейтралью потребители, в подавляющем большинстве случаев, подключены по схеме «звезда». Это относится как к асинхронным двигателям, так и к «осветительным нагрузкам». О таких случаях мы будем вести речь в дальнейшем. Сделаем одно замечание.

Совет

Сопротивление питающих линий является конечным, носит омический характер и должно учитываться при расчете трехфазной цепи.

Допустимый перекос фаз, причины возникновения и способы устранения

Это явление, возникающее в трехфазных четырех- и пятипроводных электрических сетях с глухозаземленной нейтралью. Данное состояние сети отличается несимметрией токов и напряжений с разными амплитудами напряжений углами между ними.

Для лучшего понимания и большей наглядности процесса предлагаем сравнить векторные диаграммы напряжений трехфазных сетей. Диаграмма 1 отличается идеальной взаимосвязью линейных и фазных напряжений, на диаграмме 2 хорошо видна несимметрия напряжений сети, т. е. имеет место перекос фаз.

Причины возникновения

В большинстве случаев к этому аварийному режиму приводит неравномерное распределения нагрузки – когда одна или две фазы перегружены. В этом случае высокие токи потребления на них приводят к неизбежному увеличению напряжения на других фазах.

Нередко, причиной несимметрии напряжения сети является неполнофазный режим, опасный не только для нагрузок с питающим напряжением 220 В, но и для трехфазного оборудования. Так, отсутствие одной фазы в линии может привести к возрастанию токов в остальных.

Обрыв нулевого провода. Режим работы линии при отсутствии рабочего нуля (N) можно отнести к разряду неполнофазных. Нарушение соотношений токов нагрузки на в таких случаях неизбежно вызывает изменение фазных напряжений (Uф). Отклонения напряжений зависит от соотношения мощностей нагрузки по фазам. В некоторых случаях Uф может достигать линейных значений (380 В).

Замыкание одной из фаз с рабочей нейтралью (“нулем”) и несработка по каким-либо причинам автомата защиты (неисправность, большая длина участка линии между местом КЗ и автоматом и пр. ). В этом случае также происходит увеличение Uф на других проводниках.

Способы устранения

Несомненно, лучшим способом предотвращения несимметрии напряжения является планирование равномерного распределения предполагаемой нагрузки по фазам сети еще на стадии проектирования электроустановки.

Для устранения возникшей несимметрии напряжения в ходе эксплуатации электрической сети производят замеры токов по фазам и перераспределением нагрузок (переключение с более загруженных на менее нагруженные фазы) добиваются равных токов потребления.

В быту для обеспечения допустимого напряжения питания отдельных приборов или их группы нередко используют однофазные стабилизаторы напряжения, в трехфазных сетях – соответственно, трехфазные устройства.

Совет

Однако, следует учитывать, что выравнивание значения Uф до допустимого с использованием трехфазного стабилизатора неизбежно сопровождается отклонением от нормы на других фазах.

Таким образом, можно говорить об эффективности его использования для предотвращения отклонения напряжения на одной (контролируемой) фазе, но его отклонение от нормы на других может стать вторичной причиной возникновения несимметрии напряжении.

Допустимый перекос фаз

Главным действующим документом, определяющим качество электроэнергии и регламентирующим нормы несимметрии напряжений является ГОСТ 13109-97 (п.п 5.5). Допустимое отклонение соотношений нагрузок, согласно требований СП 31-110 (9.5) – 15% в панелях ВРУ и 30% в распредщитах.

Источник: https://l220.ru/?id=pf

Сергей Никитин.

Преимущества и недостатки

Как и все материальное, трехфазный ток имеет свои плюсы и минусы. К положительным моментам применения систем с тремя или четырьмя проводами относится:

• экономичность. Для передачи электроэнергии на большие расстояния используют жилы из цветных металлов, имеющих небольшие удельные сопротивления. Вольтаж делят пропорционально количеству кабелей. За счет распределения нагрузок инженеры могут уменьшить количество проводов и их сечение, что при стоимости редких материалов дает заметную экономию;
• эффективность. Параметры мощности трехфазных трансформаторов на порядок выше однофазных при меньших размерах магнитопровода;

Трансформатор 3-фазного тока

• простота. При одновременном подключении потребителей к трехфазной системе генерируется дополнительное электромагнитное поле. Эффект сдвига фаз позволил создать простые и надежные бесколлекторные электродвигатели, ротор которых выполнен по принципу обычной болванки и устанавливается на шариковые подшипники. Асинхронные электроприводы с короткозамкнутым ротором широко применяются в качестве силовых агрегатов. Главным преимуществом таких моторов является возможность менять направления вращения оси путем переключения на разные фазные провода;
• вариативность. В цепях с несколькими фазами существует возможность получать разные напряжения. Пользователь сможет менять мощность нагревателя или сервопривода, переключившись с одного кабеля на другой;
• уменьшение стробоскопического эффекта. Он достигается за счет независимого подключения разных ламп к отдельным фазам.

Вам это будет интересно Все об статиче6ском электричестве

Наравне с достоинствами трехфазный ток имеет свои недостатки. Они включают в себя:

• сложность подключения. Для подведения трехфазной сети к частному или промышленному зданию необходимо получить специальное разрешение и технические условия от локальной компании по энергосбыту. Это мероприятие достаточно затратное и хлопотное. Даже при выполнении всех условий положительный результат не всегда гарантирован;
• применения усиленных систем безопасности. В трехфазной сети подается напряжение 380 В, поэтому необходимы дополнительные устройства защиты от поражения электрическим током и короткого замыкания, которое может привести к пожару. В таких случая на входе ставят еще один трехполюсный автоматический выключатель с большими номинальными характеристиками. Он поможет избежать возгорания в случае замыкания цепи;
• необходимость монтажа вспомогательных модулей для ограничения перенапряжения в распределительном щите. Он необходим на случай обрыва нулевого кабеля, что приведет к увеличению напряжения в одной из фаз.

Переход на трехфазный ток целесообразен для владельцев помещений, площадь которых больше 100 кв. метров. Это относится к частным домам и к производственным зданиям. Такая схема подключения позволит перераспределять равномерно нагрузку по всем потребителям и избежать скачков напряжения.

Перекос фаз генератора | Yanmar Russia

Перекос фаз генератора возникает в трехфазных установках. В нормальном режиме соблюдается баланс фаз – используются все три обмотки статора. Это позволяет задействовать систему на полную мощность. Нагрузив только одну фазу, пользователь создает дисбаланс.

В результате мощность сети составляет едва ли треть от номинальной. Если повысить нагрузку, можно перегрузить оборудование. Это приведет к разрушению обмотки статора и дорогостоящему ремонту. Также могут быть выведены из строя электрические приборы.

Как не допустить перекоса

Главной причиной перекоса фаз в дизельных генераторах является неправильное распределение нагрузок. Поэтому необходимо равномерно подключать однофазные потребители по всем трем фазам. Для нормальной работы генератора Yanmar разница мощности на фазах должна составлять не более 20%. К 1 фазе трехфазного генератора подключайте не более 1/3 от его номинальной мощности. Чтобы не допустить перекоса, нужно соблюдать это равновесие.

Также можно установить реле фаз контроля. Это оборудование выполняет ряд функций:

• Следит за состоянием сети в фоновом режиме. Если возникает перекос, система реагирует и отключает питание. Происходит перезагрузка фаз.
• Проверяет наличие обрыва на отдельных фазах. Если обрыв обнаруживается, нагрузка прекращается.
• Осуществляет проверки очередности в подключении каждой из фаз. Чередование должно быть правильным, чтобы нагрузка распределялась верно. Если оно неправильное, система отключает питание.
• Контролирует амплитуду тока. Показатели могут выходить за номинальные пределы. Это потенциально приводит к перегрузкам и перекосу фаз. Поэтому при обнаружении высоких амплитуд производится отключение.

Устранение перекоса фаз

Устранение перекоса фаз (выравнивание) возможно только в качестве профилактики. Можно поставить реле фаз контроля, стабилизатор напряжения. На предприятии, где стоит дизель генератор, можно установить стабилизатор, и это снизит риски. Более того – можно будет подключать к сети оборудование, которое требует до 50% от фазной мощности.

Стабилизаторы обеспечивают безопасность пользователям, исключают повреждение потребителей, уменьшают расходы энергии. Оборудование допускает 100% перекос и устраняет явление перекоса фаз вне зависимости от причины его появления. Иногда проблема заключается в неисправности распределительной сети. В этом случае расчет нагрузок не поможет, а стабилизатор будет очень эффективен.

Другое решение проблемы – использование генераторов с запасом. Если, работая на три фазы, обмотки трудятся только на треть, то при подключении с перекосом проблем не будет. Нужно следить за параметрами нагрузки каждой фазы.

Генераторы Янмар серии YEG оснащены системой защиты от перегрузок. Система срабатывает также, если возникает перегрузка по отдельной фазе. Подача тока прекращается, производится перезапуск. Автоматика предотвращает поломки комплектующих в технике.

разное потребление тока по фазам в 3-фазном моторе насоса – ? – Курилка

Хотя небольшие перекосы не страшны

Проблема в том,что зависимость между перекосом и потерями не линейная .

Два процента разности токов это то-же потерь 2 процента, (немного больше),

а 4 уже 5. :vava:

А с причинами больших нужно бороться

Как ? :unknw: Портить нервы и время на телефонные звонки ?

Днем вроде бы в норме ,а вечером нагрузка другая и как следствие, перекос фаз !

При этом нужно применять двигатель с запасом по мощности.

Двигатель, как правило, и так устанавливают с запасом.

Но суть не в этом. При отсутствии одной фазы и нулевого провода трех фазный двигатель сразу превращается в однофазный . :shok: Пусковой момент равен нулю . Даже раскрученный

не достигнет синхронной скорости и будет потреблять увеличенный ток.

Нужен хотя-бы конденсатор . Сдвига фаз, то обмотках нет ! :cray:

Не смотря на то что междуфазный сдвиг фаз на 120 градусов никуда не делся ,в

обмотках течет результирующий ток. :patsak:

А при наличии нулевого провода двигатель работает как полноценный двухфазный .

 

Не ужели проблема в куске провода ? :unknw:

Изменено 2 августа, 2015 пользователем servos

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ УЗДР-8-100А

Устройство защиты электродвигателя УЗДР-8-100А для электродвигателей до 60 кВт является сигнально-командным прибором, предназначенным для защиты электродвигателей или другой нагрузки путем ее аварийного отключения.  
  Прибор выдает команду на отключение электродвигателя при возникновении следующих нештатных ситуаций:

• неверный порядок чередования фаз
• обрыв фазы
• “слипание” фаз
• выход напряжения за установленные пределы
• перекос напряжения
• перекос по току потребления
• превышение номинального тока потребления электродвигателем
• перегрев обмотки статора электродвигателя или защищаемого объекта
• повышенная утечка изоляции. 
    Основные характеристики:
• Ориентировочные размеры (ВхШхГ) – 90х104х70 мм.
• Нагрузка на контакты выходного реле 220В / 380В не более – 2,5А / 1,5А
• Точность показаний прибора 5% 
•  

2.    ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Напряжение питания ………..……………………………………………………….… ~ 180-240 В, 50-60 Гц
Потребляемая мощность, не более …………..………………………………………… 2 Вт
Диапазон рабочих токов с трансформаторами тока ASM-10 (аналоги)………..…    5-100 А
Нагрузка на контакты внутреннего реле при напряжении 220 / 380 В, не более…. .. 2,5 / 1,5 А
Время подготовки устройства к работе после включения, не более …………..……. 5 сек
При повторных пусках после срабатывания защиты, не более …………………..…. 20 сек
Максимальная длина проводов
– между прибором и датчиком температуры ………………..….…………………..… 5 м
– между прибором и датчиками тока ………….…………………….………………… 1,5 м
Температура аварийного отключения нагрузки регулируется, ……………………….10 – 125 оС
Рабочее сопротивление изоляции, не менее ……………………………….………… 500 кОм
Время срабатывания прибора
– при перегреве …………………….……………..…………………………………….. 0,5 сек
– при перегрузке по току …………………………………………………….….……… зависит от величины перегрузки    
– при прочих авариях ……..………………………………………………………….…. 0 – 30 сек

   Условия эксплуатации
–    температура воздуха …………………………………………..…… -25 – +50 оС
–    относительная влажность (при Т=+35 оС), не более ….…………. 95 %
–    атмосферное давление ……………………………………….……… 86 – 106,7 кПа
–    отсутствие примесей агрессивных паров, газов и пыли
Масса прибора, не более ………………………………………………. . 120 г
Точность показаний прибора, не хуже …….…………………………….5 %
Габаритные размеры ( высота х ширина х глубина) ……………………. 90 х 67 х 65 мм
Содержание драгоценных металлов …………………………………… нет

3.    КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ.

Прибор    – 1 шт.
Датчики тока     – по требованию
Термодатчик    – по требованию
    
4.    УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ.

   Конструктивно прибор выполнен в ударопрочном пластмассовом корпусе, состоящем из основа-ния и крышки. На крышке прибора находится лицевая панель с шестиразрядным семисегментным 
индикатором и четырьмя кнопками управления. 
Внутри корпуса находится микропроцессорная система, контролирующая параметры питающей сети и состояние нагрузки. 
   Входные напряжения, нейтральный провод, провода от термодатчика и блока датчиков тока присоединяются к клеммникам находящимся в верхней и нижней частях корпуса в соответствии с рис 1.
   При работе прибора электронная схема постоянно измеряет параметры сети и нагрузки. При их
 выходе за допустимые пределы она обесточивает исполнительное реле, переключающие контак-ты которого выведены на клеммник.

УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ   Устройство защиты электродвигателя разделено на два модуля: датчиков тока и электронный. Модуль датчиков содержит в своем составе три трансформатора тока и схему передающую информацию в электронный модуль. Кроме этого сигнала к электронному модулю подключаются провода питающей, контролируемой сети, термодатчика, контроля сопротивления изоляции и исполнительного устройства. На лицевой панели устройства защиты электродвигателя расположены кнопки управления и индикаторная панель, отображающая режимы работы и причины аварийных состояний системы.      При всей универсальности, реле контроля фаз проверяет параметры только питающей сети. Однако, возможны такие ситуации, когда они соответствуют норме, а нагрузка находится в аварийном или предаварийном состоянии, например, перегрев электродвигателя при перегрузке. Кроме того, при снижении сопротивления изоляции, возможно поражение обслуживающего персонала током. Устройство защиты электродвигателя следит за состоянием не только питающей сети, но и нагрузки.      После включения устройства защиты электродвигателя, оно проверяет напряжения фаз сети, порядок их чередования и ток утечки в нагрузке. Если эти параметры соответствуют норме, нагрузка начинает нормально работать, в противном случае универсальное устройство защиты запрещает включение потребителя и индицирует причину аварии на табло. В дальнейшем, в процессе работы, реле контроля фаз измеряет напряжение сети, ток, протекающий по каждой фазе, и температуру нагрузки. Если значения указанных величин выходят за пределы установленные пользователем или произойдет обрыв фазы, то устройство защиты электродвигателя отключает нагрузку, индицируя на табло причину аварии.      Чтобы избежать случайных срабатываний устройства защиты электродвигателя, например при кратковременном дребезге пускателя, отключение нагрузки происходит не сразу, а по истечении времени задержки, установленного пользователем (максимум 10 с). Следует иметь в виду, что задержка отключения при перегрузке по току, зависит от ее величины, что позволяет избежать отключения системы, например при кратковременной неопасной пергрузке электродвигателя.      Пользователь может устанавливать следующие параметры устройства: верхний и нижний предел допустимого напряжения допустимая разница напряжений на фазах (перекос фаз по напряжению) максимальный допустимый ток нагрузки допустимая разница токов по фазам (перекос по току) задержка перед отключением в аварийной ситуации Предельно допустимые сопротивление изоляции (300 кОм) и температура нагрузки (80-90 °С) записаны в память устройства и могут быть изменены производителем по требованию заказчика.    Если устройство защиты электродвигателя питается от контролируемой сети, то после аварийного отключения он выключается тоже и индикация причины аварии пропадает. Чтобы избежать такой потери информации в устройстве защиты электродвигателя предусмотрено питание от независимого источника 220 В. В этом случае вся информация на табло сохраняется до отключения последнего.

10 типичных проблем с частотными преобразователями

В процессе эксплуатации преобразователя частоты (ПЧ) рано или поздно возникают проблемы, связанные с его корректной работой. Ошибки и сбои могут происходить как при включении (настройке) частотника, так и при его эксплуатации.

При возникновении большинства ошибок преобразователь прекращает работу. Реакцию на некоторые ошибки можно программировать. Например, при возникновении сбоя ПЧ может останавливаться либо продолжать работать, выдав сообщение о неисправности. В некоторых частотных преобразователях существует так называемый «пожарный режим», когда ПЧ работает, несмотря на проблемы, вплоть до поломки и возгорания.

Для начала рассмотрим типичные сообщения об авариях и ошибках ПЧ, которые отображаются на экране пользователя. Отметим, что большинство этих сообщений передаются по каналу связи (если он присутствует) в контроллер и соответствующим образом обрабатываются.

1. Перегрузка по току

Код на дисплее: OC (Over Current). Это сообщение говорит о том, что выходной ток преобразователя частоты превысил допустимое значение. Если данная ошибка появилась при первом пуске ПЧ, необходимо проверить соответствие номинального тока частотника номинальному и реальному току двигателя – возможно, произошло замыкание внутри двигателя. В некоторых типах ПЧ перегрузка OC может разделяться на 3 разных ошибки – перегрузка по току при разгоне, при торможении, при работе на постоянной скорости.

2. Перегрузка

Код на дисплее: OL (Over Load). Данное сообщение связано с предыдущим и в некоторой степени дублирует его. Сообщение OL может высвечиваться из-за срабатывания внутренней электронной тепловой защиты двигателя, либо из-за превышения механической нагрузки на двигатель (превышения момента). Уровень перегрузки устанавливается при настройке частотного преобразователя, причем задаются как уровень тока (в амперах или процентах), так и время реакции в секундах.

3. Превышение напряжения

Код на дисплее: OV (Over Voltage). Это сообщение появляется, когда напряжение на звене постоянного тока превышает допустимый порог. В первую очередь данная ошибка возникает во время торможения, когда электродвигатель входит в режим генерации электроэнергии. Эту проблему можно решить несколькими способами – увеличить время торможения, применить тормозной резистор, отключить торможение (остановка двигателя на свободном выбеге), поднять предельный уровень ограничения перенапряжения при наличии соответствующей возможности.

4. Низкое напряжение

Код на дисплее: LV (Low Voltage). Данное сообщение может появиться, когда напряжение на звене постоянного тока падает ниже установленного порога. Возможные причины: пониженное напряжение в сети, пропадание одной из фаз. К слову, частотный преобразователь может продолжать работать без одной или даже двух фаз, если подключенный двигатель допускает работу на пониженной мощности и отключено обнаружение пропадания фазы.

5. Перегрев ПЧ

Код на дисплее: OH (Over Heat). Это сообщение говорит о том, что температура ПЧ слишком высока. В первую очередь следует проверить исправность внутренних вентиляторов преобразователя и прочистить его сжатым воздухом. Также необходимо проверить отвод тепла от ПЧ, температуру и циркуляцию воздуха внутри электрошкафа. Возможно, потребуется установить дополнительное охлаждение или уменьшить нагрузку.

Мы перечислили лишь основные сообщения о неисправностях. Их число может доходить до нескольких десятков, что позволяет точнее настраивать работу преобразователя и диагностировать неисправности. В различных моделях ПЧ эти сообщения могут индицироваться по-разному, например, в частотнике ProStar PR6000 они выглядят как Er01, Er02, и т.д., но смысл имеют аналогичный.

При ряде неисправностей преобразователей частоты сообщения на экране не выводятся. В основном, это связано с проблемами питания или с фатальными сбоями в работе ПЧ. Кроме того, если существуют проблемы с первоначальным запуском, то есть вероятность ошибки в подключении цепей управления (запуска). Рассмотрим подробнее такие неисправности.

6. Двигатель не запускается

Шаг 1. Проверяем подключение питания и электродвигателя. Шаг 2. Проверяем цепи запуска. В некоторых моделях ПЧ для запуска двигателя необходимо активировать более одного входа, например, «Пуск» и «Вперед», а также вход разрешения работы. Шаг 3. Проверяем способ задания частоты. Проще всего активировать и задать скорость вращения в панели управления, а затем, после устранения проблем, переключиться на задание скорости с внешнего источника.

7. Двигатель вращается в неправильном направлении

Чаще всего в приводах используется «правое» вращение двигателя. Изменить направление вращения можно двумя способами.

• Аппаратный способ. Необходимо поменять любые две фазы питания двигателя на выходе ПЧ.
• Программный способ. Необходимо изменить направление вращения в соответствующем меню (“Forward/Reverse”).

8. Двигатель не вращается с нужной скоростью

Причиной может быть неверное задание частоты, либо слишком большая нагрузка на двигатель (при неправильной уставке защиты). Также существует вероятность неверной установки значений верхней и нижней границ выходной частоты.

9. Проблемы с разгоном и торможением

Если двигатель слишком медленно разгоняется, и время разгона существенно превышает установленное, есть вероятность, что срабатывает функция токоограничения при разгоне. Если же двигатель слишком долго тормозит, то необходимо проверить в меню преобразователя настройки такого параметра, как ограничение перенапряжения, и убедиться в правильности подключения тормозного резистора.

10. Слишком большой ток и температура двигателя

Перегрев электродвигателя является следствием чрезмерной нагрузки на его валу. Следует принять меры по защите двигателя и частотного преобразователя путем настройки соответствующих параметров через меню.

В общем случае при возникновении неисправностей в работе преобразователя частоты следует обратить внимание на температуру двигателя и сообщения на экране, а также обратиться к руководству по эксплуатации.

Другие полезные материалы:
Выбор преобразователя частоты
Назначение сетевых и моторных дросселей
Использование тормозных резисторов с ПЧ

Перекос фаз – ликбез для *электрочайников* ← Hodor

Если вы попытаетесь отыскать термин «расфазовка» в интернете, то, к своему удивлению, не найдете, потому что это типичный сленг. На самом деле это явление называется перекосом фаз.
Чтобы объяснить суть явления, необходимо разобраться, откуда в домах появляется 220 вольт. Наверное, всем известно, что существует однофазное (220 вольт) и трехфазное (380 вольт) питание. Зачем это нужно? Дело в том, что в населенные пункты электроэнергия подается по высоковольтным линиям высокого напряжения, чтобы снизить потери энергии.
Далее она идет на понижающие трансформаторы, в которых преобразуется в 380 вольт. Уже от них — потребителям по четырем проводам, один из которых нулевой, а остальные фазные. Напряжение между фазами составляет 380 вольт и называется линейным, а между каждой фазой и нулем — 220 вольт (фазное).
Если не вдаваться в подробности, то ноль подают во все дома без исключения, а остальные фазы (по одной) распределяют таким образом, чтобы нагрузка на них была примерно одинаковой. Такая схема характерна для хрущевок и домов 70 — 80 гг. постройки, поскольку в те времена самыми мощными пожирателями энергии были электроутюги. Иногда все три фазы заводятся на электрощит дома, а далее распределяются по подъездам.
А теперь представьте себе, что в доме из-за холода в квартирах жители включили мощные электронагреватели. Нагрузка на одну из фаз резко возрастет, в результате чего и произойдет пресловутая расфазовка. Вследствие этого в одном подъезде напряжение может снизиться, скажем, до 120 вольт, а в другом подскочить до 280 вольт, а то и до всех 380. Тут все зависит от степени перекоса фаз. К чему это может привести, догадаться несложно, ведь в подавляющем большинстве жилых домов защита от расфазовки не установлена.
Существует и еще одна опасность, о которой следует знать жителям многоквартирных домов. Приведу такой пример. Лет пять назад в одном из подъездов соседней пятиэтажки средь бела дня погорели блоки питания (БП) подключенной в этот момент электроники: телевизоров, телефонов (не путать с теми, которые имеют подключения только к телефонной розетке), компьютеров, принтеров и т. п.
Когда жэк завалили жалобами, выяснилось, что владелец одной из квартир пригласил знакомого электрика, и тот так намудрил с проводкой, что весь подъезд вместо 220 вольт получил 380. Разумеется, БП не смогли выдержать такого удара «по голове» и вышли из строя. Самое удивительное, что из двух компьютеров ни один серьезным образом не пострадал — после ремонта БП оба заработали. Хотя могли «умереть» и материнская плата, и жесткие диски, и различные карты (видео, звук, DVB и т. п.). К слову, очень чувствительны к этому и бытовые электродвигатели, которыми оснащены, к примеру, холодильники.
Суть этого явления заключается в том, что при обрыве, прогорании или принудительном отсоединении нулевого провода (последним грешат безрукие электрики) включенные в сеть электроприборы получают разное напряжение — на самых маломощных, например на компьютерах или телевизорах, оно приближается к 380 вольтам.
Разумеется, возникает вопрос, почему обычные пробки или автоматические выключатели бездействуют и при обрыве нуля, и при расфазовке. Дело в том, что они защищают исключительно от короткого замыкания (фаза соединяется с нулем), когда ток мгновенно увеличивается. Именно для этого они и поставлены. В противном случае либо срабатывает защита на трансформаторной подстанции, либо начинает дымиться электропроводка в квартире, что грозит неминуемым пожаром.
Именно поэтому, уходя из дома, нужно всегда выключать от сети все приборы, которые не требуют постоянного питания. Ведь тот же неработающий телевизор, но оставленный под напряжением, может не только выйти из строя, но и загореться. Таких примеров не счесть.
Но этого мало. Учитывая, что нынешней зимой вероятность расфазовки достаточно велика, необходимо установить защитные устройства. Для маломощных устройств (компьютеров, телевизоров) годится сетевой фильтр, который сгорает сам, «грудью» защищая подзащитных. Его минус в том, что предохраняет только один аппарат. Точно так же действует и источник бесперебойного питания (UPS), предназначенный исключительно для компьютеров (у него при резком скачке напряжения сгорает предохранитель).
А вот реле контроля напряжения (РКН) полностью защищает квартиру как от пониженного, так и от повышенного вольтажа. Причем подачу тока оно возобновляет самостоятельно, когда напряжение в сети приходит в норму. Цены на такие устройства достаточно невысоки. Нужно только иметь в виду, что РКН защищает лишь от скачков напряжения. Если в доме оно стабильно низкое (ниже 180V), то поможет стабилизатор.

Последствия несбалансированной электрической нагрузки (Часть:1)

Введение:

• Как правило, трехфазный баланс является идеальной ситуацией для энергосистемы и качества поставляемой электроэнергии. Однако дисбаланс напряжения может ухудшить качество электроэнергии на уровне распределения.
• Напряжения достаточно хорошо сбалансированы на уровне генератора и передачи. но напряжения на уровне использования могут стать несбалансированными из-за неравных импедансов системы, неравномерного распределения однофазных нагрузок, асимметричного трехфазного оборудования и устройств (таких как трехфазные трансформаторы с разомкнутой звездой-разомкнутым треугольником), несимметричных замыканий. , плохой контакт с электрическими разъемами.
• Чрезмерный уровень асимметрии напряжения может серьезно повлиять на качество электроэнергии. В системе уровень несимметрии токов в несколько раз превышает уровень несимметрии напряжений. Такой дисбаланс токов в линии может привести к чрезмерным потерям в линии, потерям в статоре и роторе двигателя, неисправности реле, несимметричному измерению счетчиков. Асимметрия напряжения также влияет на приводные системы переменного тока с регулируемой скоростью, в которых входной преобразователь состоит из трехфазных выпрямительных систем
.
• Балансировка фаз очень важна и может использоваться для снижения потерь в распределительных фидерах и повышения стабильности и безопасности системы

Что такое дисбаланс Напряжение

• Любое отклонение формы волны напряжения и тока от идеальной синусоидальной формы или фазового сдвига называется дисбалансом
• В идеальных условиях фазы питания разнесены на 120 градусов по фазовому углу, и величина их пиков должна быть одинаковой.На уровне распределения несовершенства нагрузки вызывают дисбаланс токов, которые передаются на трансформатор и вызывают дисбаланс трехфазного напряжения. Даже незначительная асимметрия напряжения на уровне трансформатора существенно влияет на форму кривой тока на всех подключенных к нему нагрузках
• Если трехфазные напряжения имеют одинаковую величину и сдвинуты по фазе точно на 120 градусов, то трехфазное напряжение называется симметричным, в противном случае оно несимметрично.
• В сбалансированной системе нет напряжений обратной и нулевой последовательности, существуют только составляющие положительной последовательности сбалансированного трехфазного напряжения.Наоборот, если система несбалансирована, в системе могут существовать компоненты обратной последовательности или компоненты нулевой последовательности, или и то, и другое.

Причины дисбаланса Напряжение

• Коммутация трехфазных тяжелых нагрузок приводит к скачкам тока и напряжения, вызывающим дисбаланс в системе.
• Неравные импедансы в системе передачи или распределения электроэнергии вызывают дифференциальный ток в трех фазах.
• Любая большая однофазная нагрузка или несколько небольших нагрузок, подключенных только к одной фазе, вызывают больший ток, протекающий от этой конкретной фазы, что приводит к падению напряжения на линии
• При длительной работе двигателей в различных условиях вызывают износ обмоток ротора и статора.Это ухудшение обычно различно для разных фаз, влияя как на амплитуду, так и на фазовый угол формы волны тока
.
• Трехфазное оборудование, такое как асинхронный двигатель и трансформатор с дисбалансом в обмотках. Если реактивное сопротивление трех фаз неодинаково, это приведет к различному току, протекающему по трем фазам, и приведет к дисбалансу системы.
• Утечка тока из любой фазы через подшипники или корпус двигателя иногда приводит к плавающему заземлению, вызывая флуктуации тока.
• Несбалансированное входящее электроснабжение
• Неравные настройки ответвлений трансформатора
• Большой однофазный распределительный трансформатор в системе
• Обрыв фазы на первичной обмотке трехфазного трансформатора в системе распределения
• Неисправности или заземление силового трансформатора
• Трансформаторные блоки, соединенные по схеме «открытый треугольник»
• Перегорел предохранитель на 3-фазной батарее конденсаторов для улучшения коэффициента мощности
• Неодинаковое сопротивление в жилах электропроводки
• Несбалансированное распределение однофазных нагрузок, таких как освещение
• Тяжелые реактивные однофазные нагрузки, такие как сварочные аппараты

  Как рассчитать дисбаланс

• % дисбаланса напряжения = 100x (максимальное отклонение от среднего напряжения) / (среднее напряжение)
• Пример: При междуфазных напряжениях системы 430 В, 435 В и 400 В.
• Среднее напряжение=(430+435+400)/3=421В.
• Максимальное отклонение напряжения от среднего напряжения = 435-421 = 14 В
• % дисбаланса напряжения=14×100/421=3,32%
• Допустимый предел процентного отношения тока обратной последовательности к току прямой последовательности составляет 1,3% в идеале, но допустимо до 2%.

  Влияние дисбаланса напряжения на систему и оборудование:

• Факторы асимметрии напряжения можно разделить на две категории: нормальные факторы и аномальные факторы.
• Дисбаланс напряжения из-за нормальных факторов, таких как однофазные нагрузки и трехфазные группы трансформаторов с открытыми соединениями звезда-треугольник, как правило, могут быть уменьшены путем надлежащего проектирования системы и установки соответствующего оборудования и устройств.
• К аномальным факторам относятся последовательные и шунтирующие замыкания цепей, плохие электрические контакты разъемов или переключателей, асимметричный выход из строя оборудования или компонентов, асинхронное перегорание трехфазных предохранителей, однофазная работа двигателей и т. д.Упомянутые выше аномальные факторы могут привести к критическим повреждениям систем и оборудования.

• Увеличение обратного тока нейтрали
• Неравномерное распределение нагрузок между тремя фазами системы вызывает протекание в системе несимметричных токов, что приводит к несимметричным падениям напряжения на электрических линиях. Это увеличение тока нейтрали, вызывающее потери в линии.
• Если система имеет сбалансированную фазу, ток нейтрали в системе будет меньше.Мы можем сэкономить от тысяч до миллионов рупий за счет уменьшения потерь за счет уменьшения тока нейтрали в системе
.
• Таким образом, дисбаланс в распределительной сети низкого напряжения приводит к увеличению тока нейтрали.

• Сдвиг напряжения или тока
• Если система несбалансирована, в системе могут существовать компоненты обратной последовательности или компоненты нулевой последовательности, или и то, и другое.
• Сопротивление для тока обратной последовательности составляет 1/6 тока прямой последовательности, что означает, что небольшая асимметрия в форме волны напряжения даст больший ток и, следовательно, потери.

• Чрезмерная потеря мощности
• Несимметричное напряжение всегда вызывает дополнительную потерю мощности в системе. Чем выше дисбаланс напряжения, тем больше рассеиваемая мощность означает более высокие счета за электроэнергию.
• Дисбаланс тока увеличивает потери I2R
• Давайте рассмотрим простое упражнение. В сбалансированной системе Ток нагрузки в фазе R = 200 А, в фазе Y = 200 А, в фазе В = 200 А, а в несимметричной системе ток нагрузки в фазе R = 300 А, в фазе Y = 200 А, в фазе В = 100A, учтите, что сопротивление линии одинаково в обоих случаях и во всех фазах.
• В сбалансированной системе:
• Суммарный ток нагрузки =R+Y+B = 200+200+200=
• Общие потери = R(I2R)+Y(I2R)+B(I2R)=40000+40000+40000= 120 000 Вт.
• В несбалансированной системе:
• Суммарный ток нагрузки =R+Y+B = 300+200+100=
• Общие потери =R(I2R)+Y(I2R)+B(I2R)=

  +40000+10000=

  140 000 Вт.
• Здесь общий ток нагрузки одинаков в обоих случаях, но потери в несбалансированной системе больше, чем в уравновешенной системе.
• Дисбаланс в 1% допустим, поскольку он не влияет на кабель.Но выше 1% он увеличивается линейно, а при 4% снижение рейтинга составляет 20%. Это означает, что 20% тока, протекающего по кабелю, будут непроизводительными и, следовательно, потери в меди в кабеле увеличатся на 25% при асимметрии 4%.

• Отказ двигателя
• В общем, трехфазный двигатель, питаемый сбалансированным трехфазным напряжением с компонентом только прямой последовательности, который создает крутящий момент только прямой последовательности.
• Сокращение срока службы двигателя за счет нагрева: Дополнительные потери из-за дисбаланса напряжения нагревают обмотки двигателя, повышение рабочей температуры двигателя приводит к пробою изоляции обмоток и, в конечном итоге, к отказу двигателя. Это также может привести к разложению смазки или масла в подшипнике и снижению номинальных характеристик обмоток двигателя. Асимметрия напряжения в 3 % увеличивает нагрев асинхронного двигателя на 20 %.
• Срок службы изоляции обмотки уменьшается наполовину при повышении рабочей температуры на каждые 10 °C
• Вибрация двигателя: Напряжение обратной последовательности, вызванное дисбалансом напряжения, создает противоположный крутящий момент и приводит к вибрации и шуму двигателя. Сильный дисбаланс напряжения может даже привести к поломке двигателя.
• Сокращение срока службы двигателя: Тепло, выделяемое несимметричным напряжением, также может сократить срок службы двигателя
• Уменьшение эффективности: В асинхронных двигателях, подключенных к несимметричному источнику питания, токи обратной последовательности протекают вместе с токами прямой последовательности, что приводит к уменьшению процента полезного тока и низкому КПД двигателя. Любой дисбаланс выше 3% снижает КПД двигателя.

КПД двигателя %
Нагрузка двигателя % полной	Дисбаланс напряжения
	Номинальный	1%	2.5%
100	94,4	94,4	93,0
75	95,2	95.1	93,9
50	96,1	95,5	94.1

• Предположим, что испытанный двигатель мощностью 100 л.с. был полностью загружен и работал в течение 800 часов в год при несимметричном напряжении 2,5%. С энергией по цене 23 рупий / кВтч. годовой расчет экономии энергии и затрат составляет
• С нормальным напряжением
• Годовое потребление энергии = 100HPx0. 746X800X(100/94,4)x23=1454068
рупий
• С несбалансированным напряжением
• Годовое потребление энергии = 100 л.с. x 0,746 X 800 X (100/93) x 23 = 1475957
рупий
• Годовая экономия затрат = 1475957-1454068=21889 рупий
• Общая экономия может быть намного больше, поскольку несбалансированное напряжение питания может питать многочисленные двигатели и другое электрооборудование.
• Отключение двигателя: Ток обратной последовательности, протекающий из-за асимметрии, может вызвать неисправности в двигателе, что приведет к отключению или необратимому повреждению электрооборудования
• Уменьшение мощности: Для двигателей дисбаланс на 5% приведет к снижению мощности на 25%.
• Отключение приводов VFD: Приводы с регулируемой частотой или скоростью, подключенные к несбалансированной системе, могут отключиться. VFD обрабатывает дисбаланс высокого уровня как обрыв фазы и может отключиться при замыкании на землю или обрыве фазы.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Родственные

О Jignesh.Parmar (BE, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Jignesh Parmar завершил M.Tech (управление энергосистемой), BE (электрика). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в области передачи-распределения-обнаружения хищения электроэнергии-электротехнического обслуживания-электрических проектов (планирование-проектирование-технический анализ-координация-выполнение). В настоящее время он работает в одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия. Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Electrical Mirror», «Electrical India», «Lighting India», «Smart Energy», «Industrial Electrix» (Australian Power Publications).Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные электрические программы на основе Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знаком с английским, хинди, гуджарати и французским языками. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить себя по различным инженерным темам.

Новое определение асимметрии напряжения с использованием сдвига фаз питания

Адекитан, И.А. и АбдулКарим, А. (2019). Значение режима перекоса напряжения на работу и потери энергии трехфазного асинхронного двигателя. Инженерные и прикладные научные исследования, 46 (3), 200–209.

Google Scholar

Адекитан, А., Огунджуигбе, А.С., и Айоделе, Т.Р. (2019a). Влияние сдвига фаз питания на работу трехфазного асинхронного двигателя. Engineering Review, 39 (3), 270–282.

Артикул Google Scholar

Адекитан А.И., Самуэль И. и Амута Э. (2019b). Набор данных о производительности трехфазного асинхронного двигателя в условиях сбалансированного и несимметричного напряжения питания. Краткие данные, 24, 103947. https://doi.org/10.1016/j.dib.2019.103947.

Артикул Google Scholar

Анвари М. и Хиендро А.(2010). Новый коэффициент дисбаланса для оценки производительности трехфазного асинхронного двигателя с небалансом пониженного и повышенного напряжения. IEEE Transactions on Energy Conversion, 25 (3), 619–625.

Артикул Google Scholar

де Кастро и Силва, доктор медицинских наук, Феррейра Филью, А.Л., Невес, А.Б.Ф., и Мендонса, М.В.Б. (2016). Влияние составляющих последовательного напряжения на крутящий момент и КПД трехфазного асинхронного двигателя. Исследования систем электроснабжения, 140 (Приложение C), 942–949. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2016.03.051.

Артикул Google Scholar

душ Сантуш Перейра, Г. М., Фернандес, Т. С. П., и Аоки, А. Р. (2018). Размещение конденсаторов и регуляторов напряжения в трехфазных распределительных сетях. Journal of Control, Automation and Electrical Systems, 29 (2), 238–249. https://дои.org/10.1007/s40313-018-0367-х.

Артикул Google Scholar

Фаиз, Дж., Эбрахимпур, Х., и Пиллэй, П. (2004). Влияние несимметричного напряжения на установившуюся работу трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. IEEE Transactions on Energy Conversion, 19 (4), 657–662.

Артикул Google Scholar

Гарсия, Д.К., Анезио Филью, Л., Оливейра, Массачусетс, Фернандес, О.А., и Насименто, Ф.А. (2009). Численная оценка и минимизация асимметрии напряжения. Исследование систем электроснабжения, 79 (10), 1441–1445.

Артикул Google Scholar

Гначински, П. (2008). Влияние несимметричного напряжения на температуру обмоток, срок службы и нагрузочную способность асинхронной машины. Преобразование энергии и управление, 49 (4), 761–770.https://doi.org/10.1016/j.enconman.2007.07.033.

Артикул Google Scholar

Гнациньски П., Пеплински М. и Халлманн Д. (2018) Тепловые переходные процессы асинхронной машины при изменяющемся дисбалансе напряжения. В 2018 XIII международная конференция по электрическим машинам (ICEM), 2018 (стр. 1338–1343). IEEE.

Гначински П. и Тарасюк Т. (2016). Энергоэффективная работа асинхронных двигателей и стандарты качества электроэнергии. Исследования систем электроснабжения, 135 (Приложение C), 10–17. https://doi.org/10.1016/j.epsr.2016.03.022.

Артикул Google Scholar

Хиендро, А. (2010). Количественный метод асинхронного двигателя в условиях несбалансированного напряжения. Телкоммуника, 8 (2), 73–80.

Артикул Google Scholar

Паласиос, Р.Х.К., да Силва, И.Н., Гедтель, А., Годой, В.Ф., и Олескович, М. (2014). Надежный нейронный метод для оценки крутящего момента в трехфазном асинхронном двигателе. Journal of Control, Automation and Electrical Systems, 25 (4), 493–502. https://doi.org/10.1007/s40313-014-0118-6.

Артикул Google Scholar

Пиллэй П. и Маньяж М. (2001). Определения асимметрии напряжения. IEEE Power Engineering Review, 21 (5), 50–51.

Артикул Google Scholar

Цю, Х., Чжан, Ю., Ян, К., и Йи, Р. (2019). Влияние комбинации пазов статор-ротор на характеристики высоковольтного асинхронного двигателя. Журнал управления, автоматизации и электрических систем . https://doi.org/10.1007/s40313-019-00502-w.

Артикул Google Scholar

Киспе, Э., и Лопес, И.(2015). Влияние несбалансированных напряжений на энергетические характеристики трехфазных асинхронных двигателей . In 2015 IEEE Workshop on Power Electronics and Power Quality Applications (PEPQA), 2015 (стр. 1–6). IEEE. https://doi.org/10.1109/PEPQA.2015.7168237.

Киспе, Э., Виджео, П., и Коголлос, Дж. (2005). Статистические уравнения для оценки влияния асимметрии напряжения на КПД и коэффициент мощности трехфазных асинхронных двигателей. WSEAS Transactions On Circuits And Systems, Brasil, 4 (4), 234–239.

Google Scholar

Рейнери, К.А., Гомес, Дж.К., Балагер, Э.Б., и Моркос, М.М. (2006). Экспериментальное исследование работы асинхронного двигателя с несимметричным питанием. Электроэнергетические компоненты и системы, 34 (7), 817–829. https://doi. org/10.1080/15325000500488636.

Артикул Google Scholar

Сингх Шаши, Б., и Сингх Ашиш, К.(2013). Точная оценка работы асинхронного двигателя при асимметрии питания с помощью коэффициента асимметрии импеданса. Journal of Electrical Engineering, 64, 31.

Статья Google Scholar

Яв-Джуэн, В. (2001). Анализ влияния несимметрии трехфазного напряжения на асинхронные двигатели с акцентом на угол комплексного коэффициента несимметрии напряжения. IEEE Transactions on Energy Conversion, 16 (3), 270–275.https://doi.org/10.1109/60.937207.

Артикул Google Scholar

ОСНОВЫ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ: НЕСБАЛАНСИРОВАННОСТЬ НАПРЯЖЕНИЯ

Дисбаланс напряжения (или дисбаланс) определяется IEEE как отношение компонента обратной или нулевой последовательности к компоненту прямой последовательности. Проще говоря, это изменение напряжения в энергосистеме, в котором величины напряжения или разность фаз между ними не равны. Из этого следует, что эта проблема с качеством электроэнергии затрагивает только многофазные системы (т.г. трехфазный). Напряжения редко точно сбалансированы между фазами. Однако, когда дисбаланс напряжения становится чрезмерным, это может создать проблемы для многофазных двигателей и других нагрузок. Кроме того, приводы с регулируемой скоростью (ASD) могут быть даже более чувствительными, чем стандартные двигатели. Асимметрия напряжения в первую очередь возникает из-за неравных нагрузок на распределительных линиях или внутри объекта. Другими словами, напряжения обратной или нулевой последовательности в энергосистеме обычно являются результатом несбалансированных нагрузок, вызывающих протекание токов обратной или нулевой последовательности.

Дисбаланс напряжения

Причины и источники

Коммунальная служба может быть источником несбалансированного напряжения из-за неисправного оборудования, включая перегоревшие предохранители конденсаторов, регуляторы с открытым треугольником и трансформаторы с открытым треугольником. Оборудование с открытым треугольником может быть более восприимчивым к дисбалансу напряжения, чем оборудование с закрытым треугольником, поскольку они используют только две фазы для выполнения своих преобразований.

Кроме того, асимметрия напряжения также может быть вызвана неравномерным распределением однофазной нагрузки между тремя фазами — вероятная причина асимметрии напряжения менее 2%.Кроме того, серьезные случаи (более 5%) могут быть связаны с однофазностью боковых фидеров распределительной сети из-за перегоревшего предохранителя из-за неисправности или перегрузки на одной фазе. Объект, в котором находится двигатель, также может создавать несбалансированные напряжения, даже если напряжения, подаваемые от сети, хорошо сбалансированы. Опять же, это может быть вызвано неисправностью оборудования или даже несоответствием ответвлений и импедансов трансформатора. Как и в случае с коммунальным предприятием, плохое распределение нагрузки на объекте может создать проблемы с дисбалансом напряжения. Сам двигатель также может быть источником дисбаланса напряжения. Резистивный и индуктивный дисбаланс в оборудовании двигателя приводит к дисбалансу напряжений и токов. Дефекты в соединениях силовой цепи, контактах двигателя или обмотках ротора и статора могут вызвать неравномерное сопротивление между фазами двигателя, что приведет к несимметричным условиям. Неуравновешенные системы указывают на наличие обратной последовательности, вредной для всех многофазных нагрузок, особенно для трехфазных асинхронных машин.Основным последствием асимметрии напряжения является повреждение двигателя из-за перегрева. Несимметрия напряжения может создать асимметрию тока, в 6-10 раз превышающую величину асимметрии напряжения. В свою очередь, асимметрия тока приводит к нагреву обмоток двигателя, что ухудшает изоляцию двигателя, вызывая кумулятивное и необратимое повреждение двигателя. Этот сценарий приведет к дорогостоящему простою оборудования из-за отказа двигателя. На приведенном ниже графике показана взаимосвязь между асимметрией напряжения и повышением температуры, которая приблизительно увеличивается на удвоенный квадрат процента асимметрии напряжения.

Дисбаланс напряжения и повышение температуры

Формула Асимметрию напряжения можно оценить как максимальное отклонение от среднего значения трехфазного напряжения, деленное на среднее значение трехфазного напряжения, выраженное в процентах. Дисбаланс напряжения = Максимальное отклонение от среднего напряжения / Среднее напряжение Предположим, что междуфазное напряжение равно 226, 231 и 233. Среднее напряжение = (226 + 232 + 235) / 3 Максимальное отклонение от среднего напряжения = 231 – 226 = 5 В Дисбаланс напряжения = 5/231 Дисбаланс напряжения = 0.0216 или 2,16% Для предприятия это просто ремонт неисправного оборудования или перераспределение нагрузки для уменьшения дисбаланса. Конечным пользователям правильное тестирование и связь с утилитой помогут найти и устранить проблемы. Приводы с регулируемой скоростью могут быть оснащены реакторами линии переменного тока и реакторами линии постоянного тока для смягчения последствий дисбаланса. В зависимости от того, как преобразователь частоты сконфигурирован с реакторами переменного и/или постоянного тока, потенциально можно уменьшить как величину среднеквадратичных токов, так и процент асимметрии токов.Тем не менее, перед установкой дросселей в ASD следует проконсультироваться с производителем привода. Обычно более выгодно запрашивать реакторы во время покупки оборудования. Дополнительные преимущества применения реакторов в ASD включают улучшенный коэффициент мощности, подавление гармоник и защиту от переходных процессов. Кроме того, двигатели могут быть снижены, чтобы уменьшить вероятность повреждения. Однако снижение номинальных характеристик двигателя является одним из наименее желательных методов устранения асимметрии напряжения, поскольку ситуация асимметрии все еще существует, и двигатель не может работать на полную мощность.Типичные коэффициенты снижения номинальных характеристик двигателей согласно NEMA MG-1 показаны ниже. Кроме того, следует проконсультироваться с производителями двигателей, чтобы определить конкретный коэффициент снижения характеристик двигателей. ANSI C84.1 предполагает, что «системы электроснабжения должны проектироваться и эксплуатироваться так, чтобы ограничить максимальную асимметрию напряжения до 3,0% при измерении на счетчике электроэнергии в условиях холостого хода». Между тем, большинство коммунальных предприятий в Соединенных Штатах ограничивают асимметрию напряжения максимальным отклонением 2,5% от среднего напряжения между тремя фазами.С другой стороны, Национальная ассоциация производителей оборудования (NEMA) требует, чтобы двигатели давали номинальную мощность только при 1% асимметрии напряжения в соответствии с NEMA MG-1. Ограничение асимметрии напряжения до 1% является более строгим, чем стандарт ANSI C84.1 или большинство рекомендаций по коммунальным предприятиям. Более того, некоторые производители двигателей пытались требовать менее 5% небаланса тока для действующей гарантии. NEMA MG-1 утверждает, что 1% асимметрии напряжения может создать 6-10% асимметрии тока. Таким образом, у этих производителей двигателей есть требования, которые потенциально являются более строгими, чем NEMA MG-1. Эти различия приводят к путанице между утилитой, производителями и конечными пользователями. В каждом месте следует провести тщательную оценку в соответствии с критериями коммунального предприятия и рекомендациями производителя. Величина: 0,5–2,5 % (типичная) Источник: Коммунальное предприятие или объект. Симптомы: неисправность или перегрев Смягчающие устройства: регуляторы напряжения

АНСИ С84.1-2006

Дуган Р., МакГранаган М., Сантосо С. и Бити Х.В. (2004). Качество систем электроснабжения (2 ^и изд.). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ИИЭР 1159-1995. Рекомендуемая практика мониторинга качества электроэнергии . Публикация Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) № MG 1-1998 Motors and Generators

Проблемы с качеством электроэнергии — Часть 4 — Дисбаланс напряжения

Дисбаланс напряжения не является проблемой качества электроэнергии в смысле качества синуса электроснабжения или происходящих на нем событий, таких как, например, гармоники и переходные процессы, но, тем не менее, имеет решающее значение по целому ряду причин.

В 4-й части этой серии, посвященной вопросам качества электроэнергии Джулиан Грант, генеральный директор компании Chauvin Arnoux UK , объясняет, что это такое и как влияет дисбаланс напряжения на электроснабжение установки.

я н сбалансированная трехфазная система питания переменного тока, все напряжения равны в величины, и каждая из 3 фаз отстоят друг от друга на 120 градусов.

Соответственно, несимметричная трехфазная система питания переменного тока имеет напряжения, которые не всегда равны по величине и/или каждая из 3-х фаз не равна 120 градусам отдельно.

Напряжение дисбалансы вызваны большими однофазными нагрузками, такими как индукционные печи, тяговые системы и другие крупные индукционные машины, потребляя ток на фазе, к которой они подключены, что не появляются на двух других фазах. Некоторое оборудование также может быть подключено между двумя фазами, так что ток потребляется только на двух из три. В любом случае, это приводит к тому, что более загруженные фазы испытывают большее падение напряжения, снижение напряжения на этих фазах или один определенной фазы, для всего другого оборудования, подключенного к той же поставка.

неравномерное распределение общих однофазных нагрузок по 3-фазной система также иногда может быть достаточно плохой, чтобы вызвать небольшое напряжение дисбаланс. Это чаще всего происходит с течением времени как установка, изначально сбалансированная при строительстве, имеет к нему добавлены дополнительные схемы и оборудование. Неравный деградация или выход из строя одного или нескольких конденсаторов PFC в банке также может вызвать дисбаланс напряжения и временный дисбаланс напряжения может быть вызвано замыканием на любой из фаз либо в объекта или дальнейшего резервирования сети снабжения.

Наличие Баланс фазных напряжений, возможно, является одним из наиболее важных требования к промышленной установке, особенно если она содержит 3-фазные двигатели, и особенно важно, если они работают на или вблизи их полной грузоподъемности. Несимметричные напряжения на клеммах двигателя может вызвать дисбаланс фазных токов до 10-кратного процента дисбаланс напряжения для полностью нагруженного двигателя. Соответственно, моторы работающие на несбалансированных поставках, должны быть значительно снижены снижение доступной нагрузки при относительно небольшом напряжении дисбаланс.Дисбаланс также может потребовать необходимого снижения номинальных характеристик. силовые кабели из-за повышенных I ² R потерь в кабеле.

Согласно Согласно МЭК, асимметрия напряжения определяется как отношение отрицательного напряжение прямой последовательности к напряжению прямой последовательности. Кратко объяснил, трехфазные напряжения могут быть математически выражены как сумма компоненты положительной, отрицательной и нулевой последовательности. Положительная последовательность напряжение создает поток в том направлении, в котором двигатель предназначен для вращаются, а напряжения обратной последовательности вращаются в противоположном направлении. направление.Однако это создает поток в противоположном направлении, так как напряжения прямой последовательности всегда намного больше, чем напряжения обратной последовательности направление вращения двигателя не затронутый.

IEC 60034-1 устанавливает предел напряжения обратной последовательности 1% для поставка подающих машин. Тем не менее, EN 50160 утверждает, что дисбаланс можно ожидать до 3%, что указывает на приемлемое предложение системный стандарт заключается в том, что «при нормальных условиях эксплуатации, во время каждый период одной недели, 95% 10-минутных среднеквадратичных значений составляющая обратной последовательности питающего напряжения должна быть в пределах от 0 до 2% составляющей прямой последовательности фаз».

т он встречно вращающийся поток обратной последовательности, вызванный обратной последовательностью напряжения создает дополнительный нагрев в обмотках двигателя, что в конечном итоге привести к пробою изоляции и преждевременному выходу двигателя из строя. Непрерывная работа при температуре на 10 °C выше рекомендуемой нормы. рабочая температура может сократить срок службы вращающихся машин в несколько раз. два. Сокращение срока службы двигателя, очевидно, чрезвычайно разрушительно и дорого. Влияние этой проблемы проявляется наличие множества предприятий, разрабатывающих и производящих устройства которые контролируют баланс напряжения для защиты двигателей.

Апарт от самих двигателей, многие твердотельные контроллеры двигателей и инверторы также включают в себя компоненты, которые особенно чувствительны к дисбаланс напряжения. В зависимости от продукта, некоторые из них будут защитить себя и двигатель в случае дисбаланса напряжения и отказаться от операции. Для менее сложных устройств сокращается срок службы Входные диоды и шинные конденсаторы частотно-регулируемого привода (VFD) являются частым результатом дисбаланса напряжения.

ИБП, многофазные преобразователи и источники питания инверторов также работают с уменьшенным эффективность в условиях дисбаланса напряжения в сети, создавая нежелательные пульсации на их стороне постоянного тока и, во многих случаях, также создавая повышенные гармонические токи в сети.

К счастью, измерение баланса напряжения и нагрузки (тока) и, следовательно, выявление дисбаланса легко достигается с помощью силового и регистратор энергии (PEL). Подключено на входе питания нагрузки по фазам для всей установки можно контролировать в течение время, чтобы увидеть, как она может меняться в течение обычного рабочего дня или неделю. PEL можно быстро перемещать по установке, ненавязчиво связаны и используются для измерения отдельных оборудования или цепей нагрузки и напряжения для достижения баланса во всем установка, а затем повторно подключен к входящему источнику питания для постоянный мониторинг.Помимо баланса напряжения и нагрузки, это возможность измерения и мониторинга других параметров качества электроэнергии включая коэффициент мощности и гармоники.

Там две очевидные меры предосторожности или действия по уменьшению дисбаланса напряжения и его последствия. Во-первых, используйте отдельные цепи для больших однофазные нагрузки и подключать их как можно ближе к точке входящие поставки, насколько это возможно. Это гарантирует, что нагрузка не привести к падению напряжения на любой проводке, используемой другим оборудованием, которое затем подвергнется этому падению напряжения. Во-вторых, убедитесь, что все однофазные нагрузки, большие и малые, равномерно распределяются по все три фазы. Два простых шага, которые могут избавить от многих головных болей и расход.

Родственные

Балансировка однофазных нагрузок для достижения энергоэффективности

Распределение однофазных нагрузок

Все однофазные нагрузки, особенно с нелинейными характеристиками, в электроустановке с трехфазным питанием должны быть равномерно и разумно распределяется по фазам.

Балансировка однофазных нагрузок для достижения энергоэффективности (на фото: инструмент расчета сети Ecodial, разработанный Schneider Electric)

Такие положения должны быть продемонстрированы в проекте для всех трехфазных 4-проводных цепей превышающих 100A с однофазными нагрузками. Максимальное распределение несимметричных однофазных нагрузок в процентах от несимметрии тока не должно превышать 10% .

Процент текущего дисбаланса может быть определен следующим выражением:

I _U = (I _D × 100) / I _A

, где:

• I _U – процентная асимметрия тока
• I _d  – максимальное отклонение тока от среднего тока
• I _a – средний ток между тремя фазами

Подключение однофазных нагрузок трехфазная система электроснабжения приведет к протеканию неравных токов в трехфазных силовых цепях и несимметричным фазным напряжениям в точке электроснабжения, т. е.е. несбалансированное искажение.

Несимметричные искажения

Негативное воздействие несимметричных искажений на систему распределения электроэнергии включает:

1. Дополнительные потери мощности и падение напряжения в нейтральных проводниках
2. Вызывание несимметрии трехфазных напряжений в системе распределения электроэнергии
Снижение прямого рабочего момента и перегрев асинхронных двигателей
3. Чрезмерные электромагнитные помехи (ЭМП) чувствительному оборудованию в зданиях
4. Дополнительная погрешность измерения энергосистемы

Все однофазные нагрузки являются потенциальными источниками несимметричных искажений .

Они должны быть тщательно спланированы на этапе проектирования для балансировки, даже несмотря на случайное подключение и работу большого количества однофазных нагрузок с малым номиналом в конечных цепях, как правило, сводят на нет эффект искажения дисбаланса в главных и вспомогательных сетях. схемы.

Рисунок 1. Несимметричный ток нейтрали с 10 % асимметрии между фазными токами

10 % несимметричного фазного тока в 3-фазной 4-проводной системе распределения электроэнергии со средним фазным током 100 А (рис. 1) приведет к току нейтрали примерно 90 003 17A и увеличить общие потери в меди примерно на 1% .

Комбинированный эффект 10 % несбалансированного тока и 30 % THD фазных токов (рис. 2 ниже) в одной и той же цепи будет создавать ток нейтрали почти такой же величины, что и фазный ток, что приводит к гораздо более высоким потерям в 3-фазной схеме. фазная 4-х проводная система распределения электроэнергии.

Рисунок 2. Ток нейтрали с асимметрией 10 % и суммарным коэффициентом нелинейных искажений 30 %

Колебания уровня напряжения и несбалансированное напряжение, вызванные несбалансированными искажениями однофазных нагрузок, являются некоторыми из отклонений напряжения, которые могут повлиять на эксплуатационные расходы и надежность двигателя. Опубликованные характеристики трехфазного асинхронного двигателя основаны на идеально сбалансированных напряжениях между фазами.

Перегрев (дополнительные потери) и снижение выходного крутящего момента – серьезные последствия, вызванные работой асинхронных двигателей при несимметричных напряжениях.

Величина этих вредных последствий напрямую связана со степенью небаланса напряжения. Неблагоприятное воздействие несбалансированного напряжения на работу трехфазного асинхронного двигателя связано с тем, что несбалансированное напряжение распадается на составляющую прямой последовательности и противоположную составляющую обратной последовательности.

Компонент прямой последовательности создает требуемый положительный крутящий момент. Этот крутящий момент, как правило, меньше, чем нормальный выходной крутящий момент от сбалансированного источника питания, и с несколько более высокими, чем обычные потери двигателя, поскольку напряжение прямой последовательности обычно ниже номинального напряжения.

Компонент обратной последовательности создает отрицательный крутящий момент, который не требуется. Вся мощность двигателя, создающая этот крутящий момент, идет непосредственно на потери, которые должен поглотить двигатель.При увеличении количества несбалансированного напряжения напряжение прямой последовательности уменьшается, а напряжение обратной последовательности увеличивается. Оба эти изменения пагубно влияют на успешную работу мотора.

положительный (E _{+ ve} ) и отрицательный (E _-VE ) Напряжения последовательности могут быть рассчитаны по симметричным компонентам Отношения AS:

, где:

• E _R , R , E _Y  и E _B  – исходные несимметричные напряжения для красной, желтой и синей фаз, а
• a = -1/2+j√3/2 .

Приложение напряжения обратной последовательности к клемме 3-фазной машины создает поток, который вращается в направлении, противоположном направлению, создаваемому напряжением прямой последовательности. Таким образом, при синхронной скорости в роторе индуцируются напряжения и токи с удвоенной частотой сети.

Таким образом, приложение напряжения обратной последовательности может повлиять на крутящий момент, потери в меди в статоре и роторе, потери в стали ротора и, следовательно, на перегрев машины. Интересно отметить, что гармонические напряжения 5-й , 11-й , 17-й и т. д.порядок также имеет обратную последовательность и может привести к такому же неблагоприятному эффекту, как и несбалансированные напряжения.

Справочник // Руководство по энергоэффективности электроустановок – Департамент электрических и механических служб – Правительство Гонконга – Особый административный район

3-фазное питание: объяснение треугольника и звезды

Электричество используется для питания множества устройств, разработанных для удобства и необходимости людей и процессов по всему миру. Трехфазное питание играет ключевую роль при проектировании электрических систем, а трехфазные фильтры электромагнитных помех являются важной частью электрических устройств на различных рынках, в первую очередь в тяжелых промышленных условиях. Большинству устройств промышленного назначения требуется высокая мощность для подачи достаточного количества электроэнергии для поддержки больших двигателей, систем отопления, инверторов, выпрямителей, источников питания и индукционных цепей. В связи с этим мощное оборудование обычно проектируется для трехфазного или многофазного питания переменного тока, в котором общая потребляемая мощность делится между многими фазами, оптимизируя энергосистему (генерация и распределение) и конструкцию оборудования.

В трехфазной системе есть три проводника, по которым проходит переменный ток. Они называются фазами и обычно обозначаются как A, B и C. Каждая фаза настроена на одну и ту же частоту и амплитуду напряжения, но сдвинута по фазе на 120°, что обеспечивает постоянную передачу мощности во время электрических циклов.

Конфигурации с трехфазным питанием особенно важны, поскольку они могут поддерживать в три раза больше мощности, используя всего в 1,5–2 раза больше проводов, чем однофазные конфигурации питания.Это может помочь снизить стоимость и количество материалов, необходимых для проектирования системы. Это также может упростить конструкцию двигателя за счет устранения необходимости в пусковых конденсаторах.

Однако при преобразовании большой мощности (инвертировании, выпрямлении) возникает чрезмерно высокочастотный шум (ЭМП), который обычно представляет собой высшие гармоники различных частот переключения.

По этой причине 3-фазные фильтры электромагнитных помех становятся особенно важными в 3-фазных приложениях, поскольку они уменьшают количество электромагнитных помех, предотвращают нарушения работы оборудования и помогают компаниям соблюдать правила ЭМС.

Различия между Delta и WYE

Трехфазные системы могут быть сконфигурированы двумя различными способами для поддержания одинаковой нагрузки; они известны как конфигурации Delta и WYE. Названия «треугольник» и «звезда» являются конкретными индикаторами формы, которую провода напоминают после соединения друг с другом. «Дельта» происходит от греческого символа «Δ», а «звезда» напоминает букву «Y» и также известна как схема «звезда». Обе конфигурации, треугольник и звезда, могут подавать питание по трем проводам, но принципиальные различия между ними основаны на количестве проводов, доступных в каждой конфигурации, и протекании тока.Конфигурация WYE приобрела популярность в последние годы, потому что она имеет нейтральный провод, который позволяет выполнять как линейное (однофазное), так и линейное (2/3 фазы) соединение.

Что такое трехфазные сетевые фильтры?

Трехфазные фильтры электромагнитных помех

разработаны в соответствии со строгими требованиями правил электромагнитной совместимости для промышленных применений. Правила определяют максимально допустимые уровни шума (в дБ) на линиях электропередач. Общие требования к конструкции трехфазного фильтра электромагнитных помех включают входные токи, линейное напряжение, ограничения по размеру и требуемые вносимые потери. В дополнение к этому, конфигурация 3-фазного фильтра электромагнитных помех играет важную роль в конструкции.

Трехфазный фильтр электромагнитных помех Delta

Delta 3-Phase EMI Filters предназначены для уменьшения электромагнитных помех в устройствах, подключенных к 3-фазному питанию треугольником. Конфигурация Delta содержит четыре провода; три горячих проводника и один заземляющий проводник. Фазные нагрузки (например, обмотки двигателя) соединяются друг с другом в форме треугольника, где соединение осуществляется от одного конца обмотки к пусковому концу другого, образуя замкнутую цепь.

Эта конфигурация не имеет нейтрального провода, но может питаться от трехфазной сети, соединенной звездой, если нейтральная линия отсутствует/заземлена. Треугольная система используется для передачи электроэнергии из-за более низкой стоимости из-за отсутствия нейтрального кабеля. Он также используется в приложениях, требующих высокого пускового момента.

Из-за отсутствия нейтрального провода конденсаторы, используемые в трехфазных фильтрах электромагнитных помех Delta, должны быть рассчитаны на линейное (фазовое) напряжение, что может увеличить размер, вес и стоимость. Однако отсутствие нейтрального провода обеспечивает более высокие номинальные токи, чем звезда, и лучшую производительность при том же заданном кубическом объеме.

Проектирование и трехфазный дельта-фильтр электромагнитных помех

1. Найдите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
2. Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на фазу.
3. Разделите ответ на междуфазное напряжение.
4. Умножьте предыдущий ответ на квадратный корень из 3.

Преимущества конфигурации Delta

• Конфигурации треугольника обычно могут быть разработаны для работы с более высоким током и более эффективны.
• Защита для дельта-конфигураций может быть простой.
Конфигурации
• Delta обычно настраиваются для работы в тяжелых условиях и предпочтительнее для производства и передачи электроэнергии.

 

Трехфазный фильтр электромагнитных помех по схеме “звезда”

Фильтры электромагнитных помех

WYE предназначены для фильтрации типовых импульсных преобразователей мощности и других устройств, требующих подключения нейтрали. Эта конфигурация состоит из пяти проводов; три горячих проводника, нейтраль и земля.В конфигурации «звезда» фазные нагрузки подключаются к одной (нейтральной) точке, где подключается нейтральный провод.

Когда нагрузки конфигурации «звезда» полностью сбалансированы, ток через нейтральный провод не течет. Когда нагрузки несимметричны, по нейтральному проводу течет ток. Эта конфигурация позволяет использовать конденсаторы более низкого напряжения (120 В переменного тока в системе 208 В переменного тока и 277 В переменного тока в системе 480 В переменного тока) в фильтре, что может привести к экономии стоимости, веса и объема.

Во многих приложениях нейтральный провод можно оставить плавающим.Однако, как упоминалось ранее, конфигурация «звезда» обеспечивает гибкость подключения нагрузок в цепи либо фаза-нейтраль, либо фаза-линия. В отличие от Delta, эта конфигурация может использоваться как четырехпроводная или пятипроводная схема. Конфигурации WYE обычно используются в сетях распределения электроэнергии. Это в первую очередь требуется в приложениях, которые требуют меньшего пускового тока и перемещаются на большие расстояния.

Проектирование и трехфазный фильтр электромагнитных помех по схеме «звезда»

1. Найдите максимальную мощность, требуемую нагрузкой.
2. Разделите максимальную мощность, требуемую нагрузкой, на 3, чтобы получить мощность на фазу.
3. Разделите ответ на напряжение фаза-нейтраль/земля.

Преимущества конфигураций WYE

• Предпочтительно для распределения электроэнергии, так как может поддерживать однофазную (фаза-нейтраль), 2-фазную (фаза-фаза) и трехфазную нагрузку.
• Звезда обычно заземлена, что делает ее идеальной для несбалансированных нагрузок.
• Для поддержки того же напряжения требуется меньшая изоляция.

Стоимость трехфазных сетевых фильтров Delta по сравнению с WYE

Конфигурация трехфазного дельта-фильтра электромагнитных помех технически может быть более рентабельной, чем конфигурация WYE, поскольку для нее требуются только трехжильные кабели вместо четырех, что снижает стоимость материалов для сборки блоков. Тем не менее, некоторые из этих затрат и выгод могут быть компенсированы потребностью в компонентах, рассчитанных на высокое напряжение.

Трехфазный фильтр электромагнитных помех Astrodyne TDI в конфигурациях треугольник и звезда

Astrodyne TDI предлагает 3-фазные фильтры электромагнитных помех в конфигурациях «треугольник» и «звезда», которые помогают уменьшить электромагнитные помехи в различных приложениях и обеспечивают соответствие международным стандартам излучения.Наши трехфазные фильтры электромагнитных помех рассчитаны на напряжение от 480/520 В переменного тока до 600 В переменного тока с номинальным током до 2500 А. Сетевые фильтры предлагаются в одно-, двух- и многоступенчатом исполнениях с более высокими значениями тока и напряжения по запросу.

Обладая обширным ассортиментом фильтров и широкими возможностями проектирования, наша команда инженеров может гарантировать, что найдет наиболее эффективное решение для трехфазного фильтра электромагнитных помех, отвечающее любым спецификациям и самым сложным приложениям.

Просмотрите наш выбор трехфазных фильтров электромагнитных помех или свяжитесь с нашей командой, чтобы узнать больше о продукте, который поможет удовлетворить ваши требования.

Главная | Международная корпорация Тошиба

Подразделение Motors & Drives предлагает полный спектр двигателей низкого и среднего напряжения и приводов с регулируемой скоростью. Эти продукты, отличающиеся качеством, производительностью и долговечностью, могут быть адаптированы для самых требовательных приложений.

Нажмите здесь, чтобы увидеть все наши продукты Motors & Drives >

Подразделение силовой электроники предлагает решения для кондиционирования и защиты электропитания, среди которых выделяются системы бесперебойного питания, аккумуляторы с быстрой перезарядкой (SCiB ^® ) и предприятия по кондиционированию электроэнергии.Продукты TIC Power Electronics известны своей надежностью и эффективностью и идеально подходят для ключевых рынков, таких как центры обработки данных, здравоохранение и промышленность. Клиенты получают выгоду от компактной конструкции, обширных гарантийных планов, а также круглосуточного обслуживания и поддержки.

Нажмите здесь, чтобы увидеть все наши продукты для силовой электроники >

Подразделение передачи и распределения со штаб-квартирой в Хьюстоне является частью мирового лидера Toshiba Corp. в поставке интегрированных решений для передачи, распределения энергии и интеллектуальных сообществ.Являясь одним из крупнейших в мире производителей современного передающего и распределительного оборудования, Toshiba уже более века поставляет на мировой рынок высоконадежную и инновационную продукцию. Подразделение TIC Transmission & Distribution обслуживает североамериканский рынок, предлагая продукты, отвечающие рыночному спросу на большую мощность, компактный дизайн и экологически безопасные решения, обеспечивающие впечатляющие рейтинги эффективности и отличные результаты.

Нажмите здесь, чтобы увидеть все наши продукты для передачи и распределения >

Доступные системы социальной инфраструктуры можно дополнительно настроить за счет добавления контрольно-измерительных приборов, систем управления технологическими процессами или программируемых логических элементов управления. Кроме того, TIC предлагает решения для транспортных систем, системы безопасности и автоматизации, а также гибридные двигатели для электромобилей.

С 2011 года Toshiba International Corporation производит высокопроизводительные приводные двигатели для гибридных электромобилей (HEV). Современный завод HEV занимает площадь 45 000 квадратных футов и ежегодно производит более 130 000 двигателей. Завод, на котором работает более 100 человек, поставляет двигатели и генераторы для гибридных электромобилей, включая модели Ford Fusion Hybrid и C-Max.

Нажмите здесь, чтобы увидеть все наши автомобильные системы >

.