Перекос фаз. Причины возникновения, устранение, защита.
В трехфазной электрической сети на каждой фазе должно быть одно и то же напряжение, с допустимым отклонением. Если напряжение распределено по фазам неравномерно, то возникает перекос фаз. В результате такого явления в промышленном оборудовании (электродвигатели, трансформаторы) происходит значительное уменьшение мощности. В бытовых условиях, такой перекос между фазами может привести к неисправностям электрических устройств и других потребителей энергии. Когда электрические устройства подключены на одну фазу, то есть риск возникновения перекоса между фазами. Чтобы не допускать нарушения снабжения электрической энергии, необходимо разобраться в том, от чего возникает такое отрицательное явление.
Допустимые значения
Существуют нормы и допустимые значения, которые указываются в соответствующих ГОСТах и ПУЭ относительно качества электроэнергии. Согласно этим нормам соотношение между токами наименее нагруженных проводников и наиболее нагруженных, в распределительных щитах не должно превышать значение 30%, а в панелях ВРУ – 15%.
Согласно ГОСТ п. 5.5 допустимый перекос фаз по обратной последовательности должен составлять 2%, а по нулевой 4%.
Причины возникновения
Существуют разные причины перекоса по напряжению между фазами. Основной популярной причиной стало неравномерное и неграмотное распределение нагрузки по фазам сети.
При появлении перекоса на участке с трехфазным питанием, можно говорить о том, что некоторые фазы эксплуатируются с чрезмерной нагрузкой, а третья фаза нагружена незначительно.
Чаще всего однофазные нагрузки в виде бытовых электрических устройств подключают на одну фазу. Поэтому перекос фаз появится при одновременном запуске нескольких мощных устройств. Начальными признаками перекоса являются работающие бытовые приборы, у которых заметно снизилась мощность, либо они совсем отключились. При этом приборы освещения стали выдавать тусклый свет, а лампы дневного света при этом мерцают.
Проверить где есть перекос, можно с помощью специального прибора (токоизмерительных клещей), который может определить, на какой цепи существует перегрузка.
Трехфазная сеть имеет глухозаземленную нейтраль. Именно она выравнивает неравномерное распределение напряжения в электрической цепи.
Но при обрыве нуля, роль нейтрали берет на себя одна фаза. Тогда на ней напряжение может достигать до 380 Вольт, а на остальных будет 127 Вольт и ниже.
Последствия и опасность
Главная опасность этого явления состоит в некорректной работе бытовых устройств, и возникновения возможности выхода их из строя. Максимальная часть отрицательных последствий приходится на разные виды электрических двигателей, установленных в различной бытовой технике.
Отрицательные факторы влияния перекоса фаз делятся на три вида:
1. Возникновение неисправностей подключенных электрических устройств, оборудования и приборов, снижение их срока эксплуатации.
2. Неисправности источников электроэнергии: повреждения, повышение расхода энергии, снижение срока службы источника.
3. Негативные факторы для потребителей энергии: повышение затрат на оплату электроэнергии, вероятность получения травм, необходимость проведения ремонта и обслуживания электрооборудования.
Если перекос фаз образовался на автономной отдельной электростанции, то потребление топлива и смазочных материалов в этом случае существенно повысится, а генератор может выйти из строя. Если на одной фазе напряжение выше, чем на двух других фазах, то нарушается электробезопасность, что может привести к возгоранию электропроводки и оборудования.
В результате видно, что последствия этого отрицательного явления существенные, их устранение и решение может привести к значительному материальному ущербу.
Для предотвращения таких негативных ситуаций, необходимо заблаговременно принять соответствующие меры.
Способы защиты
Для нормальной эксплуатации трехфазной сети следует использовать стабилизатор напряжения.
В быту используют однофазные устройства, а в промышленности применяются трехфазный стабилизатор, который состоит из трех однофазных устройств. Но полностью устранить перекос такие защитные устройства не могут, так как за ними закреплена только одна фаза и они выравнивают напряжение только в ней.
Поэтому трехфазная сеть не может полностью защититься от подобного явления стабилизаторами, а также ликвидировать их причину и последствия. Бывают случаи, когда эти устройства сами являются причиной неравномерного и неправильного распределения энергии.
Исправить подобную проблему можно благодаря альтернативной технологии, которая способна выравнивать напряжение на всех фазах цепи.
Трехфазная сеть защищается от несимметрии такими способами:
1. правильный проект электроснабжения с учетом возможных нагрузок;
2.применение приборов, которые способны автоматически выравнивать нагрузку;
3. изменение в существующей цепи схемы потребления энергии (в случае, когда каждая фаза ранее, не рассчитывалась на перегрузку);
4. в самых критических ситуациях необходимо сменить мощность потребителей;
установка специального реле контроля фаз и напряжения, которое отключает питание, если обнаружит нессимметрию.