Смещение нейтрали при обрыве фазы без нейтрального провода

Напряжение смещения нейтрали в трехфазных цепях

Как уже писалось (например, здесь) нейтралью называют общую точку обмоток электрических машин при соединении в схему звезда, при соединении в схему треугольник для получения нейтральной точки можно использовать схему “скользящий треугольник”.

Синонимом понятия “смещение нейтрали” является выражение “перекос фаз”. Оба эти словосочетания используются в лексиконе и профессиональной среде электриков.

В данной статье будем рассматривать смещение нейтрали у нагрузки. Для начала выведем формулу для расчета напряжения смещения нейтрали, для этого нарисуем схему замещения трехфазной сети, где в обычном режиме напряжения фаз представляют собой синусоиды, которые при равномерной нагрузке фаз сдвинуты на 1200 и в любой момент времени их сумма равна 0. В нашем же случае, нагрузка будет неравномерная, что приведет к смещению нейтрали, что можно увидеть по рисунку с векторными диаграммами.

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 Классификация электрических схем

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

Специфика подачи напряжения

По типу электрического тока напряжение бывает переменным и постоянным. При разной форме переменного тока изменяется его величина и значение. В то время, как у постоянного тока сохраняется одна и та же полярность знака, а вот величина может изменяться.

Напряжение, присутствующее в современных розетках, имеет переменную синусоидальную форму. Его значение бывает следующих видов:

  • Амплитудным – указывает на размер размаха синусоиды по отношению к нулю в вольтах;
  • Действующим – это значение, которое в √2 или 1,41 раз меньше предыдущего;
  • Мгновенным – значение указывает на интенсивность напряжения в вольтах в определенные моменты времени.

Как осуществляется работа генератора

Устройство действует, превращая энергию вращения в энергию электричества. Электромашина, используя вращение МП, генерирует электрический ток. В тот момент, когда проволочная обмотка (катушка) крутится в МП, силовые линии магнитного поля пронизывают витки обмотки.

Внимание! В результате этого процесса электроны совершают перемещение в сторону плюсового полюса магнита. При этом ток движется, наоборот, в сторону отрицательного магнитного полюса

Не важно, что вращается при механическом воздействии, обмотка или магнитное поле, – ток будет течь, пока вращение выполняется. Генераторы, вырабатывающие трехфазное напряжение, могут иметь:

Генераторы, вырабатывающие трехфазное напряжение, могут иметь:

  • неподвижные магниты и подвижный (вращающийся) якорь;
  • неподвижный статор и магнитные полюса, которые вращаются.

В устройствах первой конструкции возникает потребность отбора большого тока при высоком напряжении. Для этого приходится использовать щётки (скользящие по контактным кольцам контакты).

Второе строение генератора проще и более востребовано. Здесь ротор – подвижный элемент, состоит из магнитных полюсов. Статор – неподвижная часть, собрана из пакета изолированных между собой листов железа и вложенной в пазы обмотки статора.

Информация. У ротора тело собрано из сплошного железа и имеет магнитные полюса в виде наконечников. Наконечники набираются из отдельных листов. Их форма подобрана с учётом того, чтобы генерируемый ток по форме был близок к синусоиде.

Где используется напряжение в 220B, а где в 380B

В большинстве жилых объектов (квартирах, домах, коттеджах и на дачах) установлены и используются однофазные электросети, в которых напряжение составляет стандартные 220B. Это обоснуется тем, что уровень потребления в обычном доме или квартире не превышает, как правило, 10 кВт.

Трехфазная электросеть проводится на объекты, где планируемый уровень потребления мощностей превышает значение в 10 кВт, а также установлены и используются электрические установки, которые требуют именно трехфазную подачу напряжения для обеспечения корректного функционирования. К примеру, если для запуска трехфазного двигателя использовать лишь одну фазу с применением конденсатора, это существенно понизит КПД электроустановки и в то же время увеличит расход электрической энергии.

С другой стороны, если уровень максимально потребляемой мощности в частном домохозяйстве не превышает 9-ти кВт, допускается использование на вводе двужильного медного кабеля с сечением 6мм и установку автомата на 40A.

Обрыв — нейтральный провод

Обрыв нейтрального провода при неодинаковых сопротивлениях фаз приемника влечет за собой из-за смещения нейтрали изменение фазных токов и напряжений приемника. Изменение же фазных напряжений, как мы уже отмечали, совершенно недопустимо. Поэтому в нейтральных проводах никогда не устанавливают предохранителей.

Обрыв нейтрального провода при неодинаковой нагрузке фаз приемника вызывает изменение фазных напряжений: повышение на одних фазах приемников и понижение на других. Такое изменение напряжения недопустимо; например, при осветительной нагрузке понижение напряжения на части ламп накаливания вызывает недостаточный накал их, а на других повышение напряжения приводит к перекалу и быстрому перегоранию ламп. Ввиду изложенного в нейтральных проводах предохранители не устанавливают.

Обрыв нейтрального провода не влияет на работу цепи, так как ток нейтрального провода равен нулю.

Обрыв нейтрального провода при неодинаковых сопротивлениях фаз приемника влечет за собой из-за смещения нейтрали изменение фазных токов и напряжений приемника. Изменение же фазных напряжений, как мы уже отмечали, совершенно недопустимо. Поэтому в нейтральных проводах никогда не устанавливают предохранителей.

Две равноценные схемы трехфазной четырехпроводной цепи.

Обрыв нейтрального провода при неодинаковой нагрузке фаз приемника вызывает изменение фазных напряжений: повышение на одних фазах приемников и понижение на других.

При обрыве нейтрального провода нормальный режим работы трехфазной — установки нарушается: фазные токи изменяются и устанавливаются такими, чтобы сумма их стала равной нулю

Недопустимость такого режима вынуждает обращать внимание на целость нейтрального провода и не допускать применения в нем электрических аппаратов, которые могут вызвать его отключение от нейтральной точки приемников.
 . Как сказывается обрыв нейтрального провода на работе трехфазной установки при различных режимах.

Как сказывается обрыв нейтрального провода на работе трехфазной установки при различных режимах.

К задачам 8 — 1, 8 — 2, 8 — 3.| К задачам 8 — 1, 8 — 2. 8 — 3.

Как изменятся токи и напряжения, если произойдет обрыв нейтрального провода. Построить векторную диаграмму напряжений и токов.

В каком соотношении будут находиться фазные напряжения при обрыве нейтрального провода, если приемник энергии соединен звездой, нагрузка активная и / АГВГС.

Как изменятся напряжения на фазах приемников, если произойдет обрыв нейтрального провода вблизи точки N.

На рис. 6.12, в построена векторная диаграмма в случае обрыва нейтрального провода.

На рис. 11 — 12 е построена векторная диаграмма в случае обрыва нейтрального провода.

Как изменятся напряжения на зажимах фаз однородного, но неравномерного токоприемника при обрыве нейтрального провода.

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.

Причины возникновения

Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:

  • неравномерное группирование потребителей;
  • отсоединение нулевого провода;
  • замыкание фазного провода на землю.

При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.

На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.

Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:

  • повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
  • возникновение пожара;
  • получение травм;
  • выход из строя электроприборов.

Способы защиты

Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.

К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.

Защитная аппаратура, которую можно установить:

  • Трёхфазный автоматический выключатель.
  • Трёхфазный стабилизатор напряжения.
  • Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
  • Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.

Недостатки трёхфазных стабилизаторов:

  • излишний расход электроэнергии;
  • низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
  • принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.

Последствия перекоса

Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.

Последствия неравномерного распределения нагрузки:

  • ухудшение качества электроэнергии;
  • появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
  • неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.

Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.

Соотношения между линейными и фазными напряжениями в нагрузке, соединенной в звезду

1

Напомнив, что в трехфазной цепи при соединении нагрузки в звезду Y линейные токи равны фазным (формула (5-4)), обратим внимание на то, что для источника питания по рис. 5.4, 6 очевидны следующие соотношения:

Решив совместно эти равенства, будем иметь где, согласно (5-3),

2. Рассуждая аналогично относительно приемника, соединенного в Y, получим

где

Для симметричной трехфазной цепи с нагрузкой индуктивного характера, соединенной в звезду с нулевым проводом (см. рис. 5.4, а, ключ К замкнут), полярная и топографическая диаграммы первого рода, построенные в комплексной плоскости, выглядят, как показано на рис. 5.5, а и б соответственно.

При построении полярной векторной диаграммы сначала отложили векторы фазных напряжений источника питания U_A>U_B>U_c> согласно (5-3), относительно которых под углами ср отложили векторы фазных (в данном случае и линейных) токов /я,/^,/с. Затем, руководствуясь (5-9), построили векторы линейных напряжений U_AB,U_BC,U_CA. Поскольку фазные и линейные напряжения и токи источника равны соответствующим напряжениям и токам приемника (см. рис. 5.4), то полярная векторная диаграмма приемника совпадает с полярной векторной диаграммой источника, что показано на рис. 5.5, а.

На рис. 5.5, б изображена та же векторная диаграмма, но топографическаякоторая строилась в той же последовательности, что и полярная. Совпадения векторных диаграмм напряжений источника и приемника здесь показано совмещением обозначений выводов первого со вторыми (А(а), В(Ь), С (с)), а токов — нулевых точек (я, N).

Полярная и топографическая векторные диаграммы для симметричной трехфазной цепи с нагрузкой индуктивного характера, соединенной в звезду без нулевого провода (см. рис. 5.4, а, ключ К разомкнут), на комплексной плоскости будут в точности повторять рис. 5.5, а и б, поскольку в этом случае смещение нейтрали UnN = 0.

Топографическая векторная диаграмма для несимметричной трехфазной цепи с нагрузкой индуктивного характера, соединенной в звезду без нулевого провода (см. рис. 5.4, а, ключ К разомкнут), на комплексной плоскости представлена на рис. 5.5, в. Здесь векторы линейных напряжений источника и приемника совпадают и образуют два совмещенных равносторонних треугольника, поскольку потенциалы фл = , фя = фЛ, фс = фс.

Нейтральная точка источника питания N, как и прежде, будет находиться в центре тяжести этих треугольников. Для построения же векторов фазных напряжений нагрузки следует сначала определить смещение нейтрали UnN по формуле (5-8), в которой YnN = 0, поскольку нулевой провод оборван (ZnN = оо), и по нему найти «местоположение» нулевой точки п, после чего из этой точки провести векторы в точки а(А), Ь(В) и с(С). В результате получим векторы фазных напряжений приемника, поскольку U_a =U_na, U_b = Цпь> Нс =Н-пс- После этого изображают векторы фазных токов приемника la,lb’L относительно векторов фазных напряжений На’Нв’Нс- О ни > как показано на рис. 5.5, в, разные но величинам и отстают от соответствующих фазных напряжений на различные углы (во избежание затемнения на рис. 5.5, в углы не обозначены).

Из векторных диаграмм по рис. 5.5, а и 6 нетрудно вывести соотношение между линейными и фазными напряжениями симметричного приемника, соединенного в звезду. Так, из треугольника пОЬ (см. рис. 5.5, а), очевидно, что cos пЬО = ОЬ / пЬ = cos 30° = Ubc / 2 Ub, откуда Ubc = 2 Ub cos 30° = = 2Ub-j3 / 2 = l3Ub. Учитывая, что Ubc = илу, a Ub = ифГ, получим

т.е. линейное напряжение симметричной трехфазной цепи при соединении нагрузки в звезду больше фазного в V3 раз (или фазное напряжение меньше линейного в л/3 раз). То же самое можно установить из треугольника anb (см. рис. 5.5, б).

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.

   Защита от перенапряжения. Что поможет защитить сеть?

   Источник бесперебойного питания для частного дома.

Смещение нейтрали

Приотсутствии замыкания на землю, но принесимметрии емкостей фаз сети относительноземли между нулевой точкой системы иземлей появляется напряжение — происходитсмещение нейтрали системы, что приводитк изменению напряжений фаз относительноземли.

Напряжениесмещения нейтрали в системе с изолированнойнейтралью

гдеС1,С2,С3,- емкости отдельных фаз относительноземли;

;;- фазные напряжения источника.

Напряжение смещенияпри наличии дугогасящей катушки (рис.8.5) равно:

где — проводимость нулевой последовательности.

Как видно изуравнения, наличие в системе дугогасящегоаппарата уве­личивает смещениенейтрали, вызываемое несимметриейемкостей, и оказыва­ет тем самымотрицательное влияние, ухудшая условияработы изоляции, создавая помехи длялиний связи и т.д.

Рисунок8.3 – Однофазная схема замещения призамыкании на землю одной из фаз системыс дугогасящей катушкой.

Рисунок8.4 – Восстановление напряжения на фазепосле гашения дуги в системе с дугогасящейкатушкой.

Из последнегоуравнения также видно, что наибольшиесмещения нейтра­ли могут возникнутьпри настройке дугогасящей катушки врезонанс. Это приводит к необходимостиэксплуатировать дугогасящие катушкив реаль­ных сетях с расстройкой

Как показал опытэксплуатация, настройку следуетпроизводить сперекомпенсацией(Ik> Ic),в противном случае при аварийномразделении сети компенсирующий емкостныйток снизится и могут создаваться условиярезонанса (Ik= Ic),что приведет к значительному смещениюнейтрали и перенапряжениям в сети.

III. Описание установки

Работапроизводится на моделитрехфазнойэлектрической сети, изображеннойна рис.8.6. Емкости С1,С2,С3,представляющиеемкостипроводовлинии электропередачиотносительно земли, подключаются ксоответствующим фазам с помощьютумблеров. В каждой фазе можно включать10, 20, 30 мкФ, создавая таким образомжелаемую степень несимметрии емкостей.Для ком­пенсации емкостного токазамыканияназемлю в нейтраль трансформаторавключается дугогасящая катушка состалью. Модель питается от сети 380 Вчерез разделяющий трансформатор 380/220В, так что вторичное фазное напряжениеимеет величину 127 В.

IV. Задание на измерения

1.Проверить симметрию напряжений трехфазноймодели. Для этогопри отключеннойкатушке Петерсена и отсутствии замыканияна землю,измерить напряжениемежду нейтралью питающего трансформатораи землей.

2. Измеритьлинейные ифазные напряжения сети,напряжениесмещения нейтрали и емкостные токи фаздля двух случаев:

а) емкости фазодинаковые (С1= С2= С3= 30 мкФ),

б) емкости фазразличны (С1= 20 мкФ; С2= 30 мкФ; С3 =40 мкФ).

Результатыизмерений занести в табл.8.1.

Рисунок 8.5 –Однофазная схема замещения для определениянапряжения смещения нейтрали при наличиидугогасящей катушки

Рисунок 8.6 – Схемамодели сети

Таблица8.1 — Результатыизмерения линейных и фазных напряжений

С1,мкФ С2, мкФ С3, мкФ U1,В U2,В U3,В U12,В U23,В U31,В Uс,В I1,А I2,А I3,А
30 30 30
20 30 40

По данным опытапостроить векторные диаграммы напряженийи токов.

3. Произвестизамыкание фазы на землю и измеритьфазные напряжения, напряжение нейтрали,емкостные токи здоровых фаз и емкостнойток замы­кания на землю и сопоставитьэкспериментальные данные с расчетными.Результаты измерений и расчетов занестив табл. 8.2.

Таблица 8.2 -Результаты измерений и расчетов в сетис ОЗНЗ

№ опыта С1, мкФ С2, мкФ U1,В U2,В Uс,В Iз = I3 I1,А I2,А
экспер. расчет.
1 30 30
2 30 40

По данным опытапостроить векторные диаграммы.

4. Произвестизамыкание фазы наземлю.Емкости здоровых фаз принять одинаковымиС1= С2= 30 мкФ. Изменяяиндуктивность катушки с помощьюштекерного переключателя, измеритьфазные напряжения, емкостные токиздоровыхфаз, емкостной ток в месте замыкания (взаземленной фазе), напряже­ния смещенияна катушке иток в катушке.Результатыизмеренийсвести в табл.8.3.

Таблица 8.3 -Результаты измерения в сети с дугогасящейкатушкой

№п/п Отпайка катушки U1,В U2,В Iз,А I1,А I2,А U1,В In,А
1

По данным опытапостроить кривую Iз= f(IL).Для 3-х значений соответствующих режимунедокомпенсации (Iз>IL),компенсации (Iз= IL)и перекомпенсации (Iз

Напряжение смещения нейтрали определяется по следующей формуле:

  • Еа, Ев, Ес — ЭДС источника питания
  • Уа, Ув, Ус — проводимости фаз потребителя, напомним, что проводимость — величина обратная полному сопротивлению, то есть У=1/Z
  • 00’ — эти точки соответствуют нулю нагрузки и нулю генератора (трансформатора), питающего данную нагрузку

Под смещением нейтрали понимают, что между нулевым проводом источника и нагрузки возникает напряжение, а по нулевому проводу течет ток. Но, это в случае, если нулевые провода соединены. Если же нулевой провод источника и нагрузки не соединен, то смещение нейтрали может вызвать нарушение магнитного равновесия в трансформаторе.

Случай 1 — нагрузка однородная равномерная по трем фазам

Идеальный случай (симметричная нагрузка), при котором смещения нейтрали не происходит, сумма напряжений в любой момент времени равна нулю, линейные трех фаз составляют

220В. Под однородностью нагрузки понимается, что она носит либо активный, либо индуктивный, либо емкостной характер по всем трем фазам, как сказали бы электроники — элемент “или”. В нашем примере верным будет утверждение, что Xa=Xb=Xc.

Случай 2 — нагрузка однородная и неравномерная по трем фазам

При данном стечении обстоятельств, происходит смещение нейтрали, которому соответствует отрезок 00’ на рисунке сверху слева, который и создает ток в нулевом проводе. Смещения в ту или иную сторону точки 0’ от точки 0 будет зависеть от характера нагрузки. В данном примере нагрузка однородная, но неравномерная, различающаяся по величине, но не по типу.

Случай 3 — нагрузка по трем фазам разнородная

В случае с разнородной неравномерной нагрузкой нейтральная точка нагрузки (0’) вышла за пределы треугольника. Значения же фазных напряжений на нагрузке превышают это значение на источнике питания в несколько раз. Однако, не следует забывать, что это смещение происходит только на нагрузке, а не на источнике питания.

Неоднородность нагрузки будет влиять на источник питания (трансформатор или генератор), только, если относительно источника эта нагрузка будет велика. В этом случае может произойти нарушение магнитной устойчивости трансформатора.

Следует помнить, чем выше нагрузка, тем большее влияние на систему она может оказывать, аналогично, как большие двигатели серьезнее просаживают напряжение на шинах при перерывах питания на электростанциях.

2020 Помегерим! — электрика и электроэнергетика

Как правильно распределить нагрузку по фазам? Как определить фазы в трехфазной сети

РазноеКак определить фазы в трехфазной сети

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.

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.

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.

Информация

Данный сайт создан исключительно в ознакомительных целях. Материалы ресурса носят справочный характер.

При цитировании материалов сайта активная гиперссылка на l220.ru обязательна.

Как правильно распределить нагрузку по фазам?

Каждый владелец трехфазного ввода (380 В) обязан позаботиться о равномерной нагрузке на фазы, дабы избежать перегрузки одной из них. При неравномерном распределении на трехфазном вводе, напряжения на фазных проводах начинают различаться друг от друга, как в большую так и в меньшую сторону.

На уровне однофазного питания (220 Вольт) это может повлечь за собой поломку электрических приборов, из-за повышенного напряжения 250-280 Вольт, или же пониженного 180-150 Вольт. Помимо этого в данном случае наблюдается завышенное потребление электроэнергии у нечувствительных к перекосу напряжений электрических приборов.

В этой статье мы расскажем вам, как выполняется распределение нагрузки по фазам, предоставив краткую инструкцию со схемой и видео примером.

Источник: ledsshop.ru

Стиль жизни - Здоровье!