Заказать обратный звонок
У вас есть вопросы? Задавайте!
Я даю согласие на обработку моих персональных данных
Перекос фаз. Что это?
В этой статье пойдет речь о таком вредном явлении как перекос фаз. Что оно? Где оно? От чего оно? Как с ним бороться?
Что такое перекос фаз. Причины, следствия и методы противодействия.
Перекос фаз — это одно из наиболее распространенных и проблемных явлений в современных трехфазных электрических сетях, с которым сталкиваются как на промышленных предприятиях, так и в быту. По своей сути, это не что иное, как несимметричное распределение нагрузки в электросети, при котором к одной или на двум фазам получено значительно больше потребителей, чем остальным. Асимметрия подобного рода приводит к серьезным нарушениям в работе электрооборудования, снижению эффективности энергопотребления и повышенному риску возникновения аварийных ситуаций.
Я постарался в этой статье избежать «заумных» графиков и не всем понятной терминологии. Изложил все по-простецки, по-нашему, «по-пацански». Бабушка с коромыслом приведена в качестве иллюстрации к этому материалу совсем не случайно. Надеюсь, что именно она будет наиболее наглядным примером такой беды, как прекос фаз. Ни у конечно же некоторое понимание того, как работают трёхфазные сети, дорогому и многоуважаемому читателю нужно иметь.
Что такое перекос фаз и как возникает
Начнем с бабули. Собралась значит бабушка на колодец по воду сходить. Взяла она два ведерочка, коромыслице и пошла. Встретила наша бабулька у колодца свою дорогую соседушку. Разговорились, как водится, что-то вспомнили, кому-то кости перемыли ну и т.д.. И за разговором бабушка одно ведёрко полное набрала, второе – только половину. Собралась идти обратно, поднимает коромысло с ведрами, а оно… Что??? Правильно!
Перевешивает на ту сторону, где висит полное ведро. Вот он ПЕРЕКОС! Идти обратно если и можно, то очень сложно. Нарушено равновесие между ведрами с водой.
А теперь к той же ситуации, но в электрической сети.
В идеально уравновешенной, сбалансированной трехфазной сети напряжение каждой фазы относительно нулевого проводника (нуля) составляет 220 В, а линейное напряжение между любыми двумя фазами — 380 В.
Вот тут немного поумничать нужно. Это для тех, кто обладает более глубокими познаниями. Векторы напряжений на каждой фазе сдвинуты друг относительно друга на угол 120°. Это выглядит как равносторонний треугольник (образно).
Появление перекоса фаз эту гармонию, эту сбалансированность нарушает. Он возникает тогда, когда нагрузки по фазам распределены неравномерно. Все как у бабушки. В одном ведре воды больше, а в другом меньше. Коромысло перевешивает. Идти обратно если и можно, то очень сложно.
И что мы имеем по факту (например):
ВНИМАНИЕ! Не проводите данные измерения самостоятельно, если у вас есть сомнения в прямоте рук и раскосости глаз!!!
Основные причины перекоса фаз
Причины, вызывающие перекос фаз, можно разделить на две категории:
Негативные эффекты от перекоса фаз затрагивают все элементы системы: от генератора до конечного потребителя.
1. Правильное, профессиональное проектирование и распределение нагрузки
Это первый и основной метод профилактики возникновения перекоса фаз. На этапе проектирования системы электроснабжения объекта необходимо максимально равномерно распределить однофазные. Нормативные документы (например, ГОСТ) устанавливают допустимые пределы неравномерности: для вводно-распределительных устройств (ВРУ) разница между максимальной и минимальной загруженной фазой не должна превышать 15%, а для распределительных цепей — 30%. В идеале это должно быть именно так. Но… «Гладко было на бумаге, но забыли про овраги…»
2. Использование защитной автоматики
Про системы стабилизации я писал ранее. Их действительно часто применяют для борьбы с «прилетающим» перекосом. И для отдельно взятого, конкретного объекта эту проблему можно решить. Но картину на участке «до ввода» они лишь усугубляют. Особенно ярко это проявляется при использовании в трехфазной сети трёх независимых стабилизаторов напряжения.
4. Использование симметрирующих трансформаторов
На этом методе решения проблемы я подробно останавливаться не буду, поскольку он используется как правило энергоснабжающими организациями и применим к частным владениям лишь в исключительных случаях. Этот способ решает проблему перекоса фаз кардинально. Ведь трансформаторы подобного рода не просто компенсируют падение напряжения, а физически перераспределяют нагрузку между всеми тремя фазами.
Как выявить перекос фаз
Проверить наличие и степень перекоса можно с помощью токоизмерительных клещей (для специалистов). В онлайн режиме перекос фаз можно наблюдать при помощи индикаторов напряжения. Мы довольно часто практикуем их установку электрощиты по просьбам наших заказчиков. В бытовом же плане, о возможном наличии перекоса фаз нам сигнализирует освещение. Как только лампочки начинают периодически гореть то слабее, то ярче – это повод обратиться к профессиональным электрикам. Эта проблема требует незамедлительного решения.
Вместо заключения
Перекос фаз — это серьезная техническая и, как следствие, неизбежная экономическая проблема, а не просто теоретическое понятие. Начинается она с ошибок в проектировании электропроводки и усугубляется в процессе эксплуатации.
И да… Бабушка донесла воду домой. А вот каким образом она вышла из положения, не сказала.
А вы как думаете?
Перекос фаз — это одно из наиболее распространенных и проблемных явлений в современных трехфазных электрических сетях, с которым сталкиваются как на промышленных предприятиях, так и в быту. По своей сути, это не что иное, как несимметричное распределение нагрузки в электросети, при котором к одной или на двум фазам получено значительно больше потребителей, чем остальным. Асимметрия подобного рода приводит к серьезным нарушениям в работе электрооборудования, снижению эффективности энергопотребления и повышенному риску возникновения аварийных ситуаций.
Я постарался в этой статье избежать «заумных» графиков и не всем понятной терминологии. Изложил все по-простецки, по-нашему, «по-пацански». Бабушка с коромыслом приведена в качестве иллюстрации к этому материалу совсем не случайно. Надеюсь, что именно она будет наиболее наглядным примером такой беды, как прекос фаз. Ни у конечно же некоторое понимание того, как работают трёхфазные сети, дорогому и многоуважаемому читателю нужно иметь.
Что такое перекос фаз и как возникает
Начнем с бабули. Собралась значит бабушка на колодец по воду сходить. Взяла она два ведерочка, коромыслице и пошла. Встретила наша бабулька у колодца свою дорогую соседушку. Разговорились, как водится, что-то вспомнили, кому-то кости перемыли ну и т.д.. И за разговором бабушка одно ведёрко полное набрала, второе – только половину. Собралась идти обратно, поднимает коромысло с ведрами, а оно… Что??? Правильно!
Перевешивает на ту сторону, где висит полное ведро. Вот он ПЕРЕКОС! Идти обратно если и можно, то очень сложно. Нарушено равновесие между ведрами с водой.
А теперь к той же ситуации, но в электрической сети.
В идеально уравновешенной, сбалансированной трехфазной сети напряжение каждой фазы относительно нулевого проводника (нуля) составляет 220 В, а линейное напряжение между любыми двумя фазами — 380 В.
Вот тут немного поумничать нужно. Это для тех, кто обладает более глубокими познаниями. Векторы напряжений на каждой фазе сдвинуты друг относительно друга на угол 120°. Это выглядит как равносторонний треугольник (образно).
Появление перекоса фаз эту гармонию, эту сбалансированность нарушает. Он возникает тогда, когда нагрузки по фазам распределены неравномерно. Все как у бабушки. В одном ведре воды больше, а в другом меньше. Коромысло перевешивает. Идти обратно если и можно, то очень сложно.
И что мы имеем по факту (например):
- Фазные напряжения перестают быть равными (например, на одной фазе напряжение - 190V, на другой — 240V, на третьей – 220V).
- Линейные напряжения при этом могут оставаться на уровне 380 В.
- Векторы напряжений сдвигаются на произвольные, неравные углы.
- Возникает напряжение смещения (иногда называют напряжением смещения нейтрали), которое и является источником проблем для потребителей энергии.
ВНИМАНИЕ! Не проводите данные измерения самостоятельно, если у вас есть сомнения в прямоте рук и раскосости глаз!!!
Основные причины перекоса фаз
Причины, вызывающие перекос фаз, можно разделить на две категории:
- Внутренние (возникающие на стороне потребителя): Основная и самая частая причина — неправильное проектирование и распределение однофазных нагрузок при монтаже электросети объекта. Например, если на одну фазу в коттедже запитать всю мощную кухонную технику (электроплита, чайник, духовка), а на другую — только освещение и телевизор, то значительный перекос гарантирован. Кроме того, даже при изначально равномерной разводке перекос возникает из-за:
- Разного времени включения приборов.
- Наличия нагрузок различного типа (индуктивных и емкостных).
- Работы техники в разных режимах (например, пусковые токи двигателей).
- Внешние (со стороны питающей сети): Асимметрия может «прилетать» от питающей подстанции. Конечно же энергоснабжающая организация в этом никогда не признается. У них «всегда и все прекрасно». Фактически же, будучи человеком, который периодически работает «в полях», я со всей ответственностью могу утверждать, что я еще ни разу не видел идеально сбалансированной трехфазной электросети. А уж если говорить о загородных территориях… Нет. Про это лучше вообще ничего не говорить. Там бабушки хромают на все четыре ноги.
Негативные эффекты от перекоса фаз затрагивают все элементы системы: от генератора до конечного потребителя.
- Для электроприборов и оборудования:
- Перегрев и выход из строя. На перегруженной фазе напряжение падает, что заставляет двигатели компенсировать это увеличением тока, приводящим к перегреву обмоток и их последующему замыканию. На недогруженной фазе, наоборот, напряжение может возрасти, что опасно для электроники.
- Снижение срока службы и нестабильная работа. Повышенный износ техники, необъяснимые отключения, работа "в полнакала" — все это признаки перекоса.
- Выход из строя чувствительной техники. Авария при обрыве нуля, описанная выше, часто приводит к выходу из строя компьютеров, телевизоров и другой дорогостоящей аппаратуры.
- Для источников питания:
- Перегрузка трансформаторов и генераторов. Трансформатор на подстанции или резервный генератор вынужден работать в нерасчетном режиме, что ведет к перегреву, повышенному расходу топлива и преждевременному износу.
- Аварийное отключение. Генераторная установка может автоматически отключаться при сильном перекосе для самозащиты.
- Экономические потери: Все перечисленное ведет к росту расходов на электроэнергию, ремонту, замене оборудования и простоям производств.
1. Правильное, профессиональное проектирование и распределение нагрузки
Это первый и основной метод профилактики возникновения перекоса фаз. На этапе проектирования системы электроснабжения объекта необходимо максимально равномерно распределить однофазные. Нормативные документы (например, ГОСТ) устанавливают допустимые пределы неравномерности: для вводно-распределительных устройств (ВРУ) разница между максимальной и минимальной загруженной фазой не должна превышать 15%, а для распределительных цепей — 30%. В идеале это должно быть именно так. Но… «Гладко было на бумаге, но забыли про овраги…»
2. Использование защитной автоматики
- Трехфазные автоматические выключатели. Они отключают всю линию при перегрузке хотя бы на одной фазе, защищая оборудование, но не устраняя причину. Здесь же можно упомянуть и селективное УЗО.
- Реле контроля фаз. Эти устройства отслеживают симметрию напряжений, обрыв нуля и при отклонении от нормы отключают питание, предотвращая повреждение дорогостоящей техники. Об этих устройствах я расскажу чуть позже, в другом материале.
Про системы стабилизации я писал ранее. Их действительно часто применяют для борьбы с «прилетающим» перекосом. И для отдельно взятого, конкретного объекта эту проблему можно решить. Но картину на участке «до ввода» они лишь усугубляют. Особенно ярко это проявляется при использовании в трехфазной сети трёх независимых стабилизаторов напряжения.
4. Использование симметрирующих трансформаторов
На этом методе решения проблемы я подробно останавливаться не буду, поскольку он используется как правило энергоснабжающими организациями и применим к частным владениям лишь в исключительных случаях. Этот способ решает проблему перекоса фаз кардинально. Ведь трансформаторы подобного рода не просто компенсируют падение напряжения, а физически перераспределяют нагрузку между всеми тремя фазами.
Как выявить перекос фаз
Проверить наличие и степень перекоса можно с помощью токоизмерительных клещей (для специалистов). В онлайн режиме перекос фаз можно наблюдать при помощи индикаторов напряжения. Мы довольно часто практикуем их установку электрощиты по просьбам наших заказчиков. В бытовом же плане, о возможном наличии перекоса фаз нам сигнализирует освещение. Как только лампочки начинают периодически гореть то слабее, то ярче – это повод обратиться к профессиональным электрикам. Эта проблема требует незамедлительного решения.
Вместо заключения
Перекос фаз — это серьезная техническая и, как следствие, неизбежная экономическая проблема, а не просто теоретическое понятие. Начинается она с ошибок в проектировании электропроводки и усугубляется в процессе эксплуатации.
И да… Бабушка донесла воду домой. А вот каким образом она вышла из положения, не сказала.
А вы как думаете?
