Перекос фаз в загородном доме. - технологии - практика

Перекос по фазам в трехфазной сети

В трехфазной сети силового кабеля периодически возникает такое явление, как перекос по фазам. Это может привести к значительному падению мощности в электрооборудовании (электродвигателе, трансформаторе) и выходу их из строя. В этой статье мы расскажем, что такое перекос фаз в трехфазной сети, почему происходит это явление и какие имеет последствия.

Вообще перекос по фазам – явление достаточно распространенное. И если оно остается в рамках допустимых значений, указанных в ГОСТ и ПУЭ, то большой беды в этом нет. Так, максимальная разница между токами проводника с наименьшей нагрузкой и токами проводника с наибольшей составляет 30% – это значение в пределах нормы. Для панелей ВРУ оно составляет 15%.

Все в том же ГОСТ указано, что максимальная разница по фазам в обратной последовательности должна составлять 2%.

Почему возникает перекос по фазам

Обратите внимание

Этому есть несколько причин. Основная – неравномерное и несбалансированное распределение фазовой нагрузки, когда одна фаза получает избыточное питание, а две другие, соответственно, недостаточное.

В однофазной сети нагрузка также может меняться, например, при одновременном включении нескольких мощных электроприборов. Тогда мощность сети сразу падает, оборудование перестает работать или же выходит из строя.

Особенно сильно страдают электродвигатели. Диагностировать проблему и узнать, где именно происходит перекос по фазам можно с помощью токоизмерительных клещей.

Трехфазная электрическая сеть имеет заземленную нейтральную жилу, которая выравнивает перекос, если таковой случился. Но если она обрывается, роль нейтральной жилы берет на себя одна из фазовых. И в этом случае на ней будет 380 В, а на других жилах – 127 и меньше.

Негативные последствия перекоса

Негативные последствия перекоса по фазам можно разделить на три типа:

Повреждение электроприборов, вывод их из строя.
Повреждение генераторов и трансформаторов электросети.
Увеличение расходов на эксплуатацию электросети, снижение ее безопасности и надежности.

Из-за того что электроэнергия распределяется по проводникам неравномерно, в электросети значительно увеличивается потребление электричества. Трехфазная сеть, у которой образовалась несимметрия, может снизить срок эксплуатации электроприборов и бытовой техники.

Неравномерное распределение электричества заметно повышает его расход в сети. А вот срок эксплуатации бытовой и цифровой техники наоборот, может снизиться.

Если мы говорим об автономном электрогенераторе, то у него повысится расход топлива, и так же ухудшится надежность.

Как бы то ни было, все эти процессы негативного свойства, и чтобы их избежать, необходимо заранее предпринять меры по защите.

Первой и одной из наиболее распространенных защитных мер является установка в сеть стабилизатора напряжения. Для установки в трехфазную сеть используются стабилизаторы, состоящие из трех однофазных. Однако нейтрализовать перекос всегда и везде они не могут, поэтому применяются дополнительные меры:

правильное проектирование с учетом всех современных правил и требований;
применение приборов, которые способны автоматически выравнивать нагрузку;
изменение текущей схемы работы электросети, в том числе и изменение мощности потребителей, если это возможно;
установка реле контроля фаз и напряжения – устройства, которое автоматически отключит этот элемент электросети при перекосе по фазам.

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.

Несимметричная нагрузка на систему

Несимметричная нагрузка на систему – одна из причин возникновения перекоса фаз в трансформаторе. При несимметричной нагрузке в одной или нескольких фазах могут возникать различия в электрической нагрузке, что приводит к дисбалансу.

Дисбаланс нагрузки может возникать по различным причинам, в том числе:

Неодинаковые электрические характеристики подключенных потребителей. Например, если одна фаза нагружена более сильно, чем две другие, возникнет несимметричная нагрузка.
Неравномерное распределение потребителей по фазам. Если большое количество потребителей подключено к одной фазе, а другие фазы нагружены менее интенсивно, возникнет перекос фаз.

Несимметричная нагрузка на систему создает неравномерность в распределении тока в системе, что может приводить к следующим последствиям:

Перегрев трансформатора. Перекос фаз приводит к неодинаковой нагрузке на обмотках трансформатора, что может вызывать перегрев и повреждения его изоляции.
Увеличение потерь в системе. Несимметричная нагрузка приводит к увеличенным потерям электроэнергии на проводах и трансформаторах из-за неодинакового распределения нагрузки.
Снижение эффективности работы системы. Если фазы несбалансированы, система работает менее эффективно и может затруднять достижение нужной электрической нагрузки.

Для устранения несимметричной нагрузки на систему можно применять следующие методы:

Балансировка фаз

Важно равномерно распределить нагрузку между фазами системы, чтобы минимизировать перекос фаз и создать балансировку.
Использование трехфазной электрической системы. Трехфазная система электроснабжения позволяет равномерно распределить нагрузку между фазами и снизить вероятность возникновения несимметричной нагрузки.
Условное выключение некоторых потребителей в периоды пиковой нагрузки

При высокой нагрузке на систему можно временно отключать некоторые потребители для снижения перекоса фаз.

Важно отметить, что несимметричная нагрузка может возникать в разных местах электрической системы. Поэтому для эффективного устранения перекоса фаз необходимо провести анализ и исключить возможные причины дисбаланса

Насколько опасно наличие второй фазы в розетках?

Если случилась такая авария, то паниковать не следует. Безусловно, она неприятна сама по себе. Да и отсутствие электроэнергии тоже не нравится никому, пусть даже на каком-то ограниченном участке.

Но, как мы уже видели раньше, в подавляющем большинстве случаев причину такого явления вполне можно «найти и обезвредить».

Подключенным на момент обрыва нулевого провода электроприборам особая опасность не грозит. Отсутствие напряжения (а как мы помним, между двумя одноименными фазами напряжения попросту нет) просто приведет к отключению бытовой техники и освещения. Но, конечно, оставлять их во включенном состоянии все же не следует. Это в особенности касается приборов с точной электроникой. Такие «авралы» на пользу ей могут не пойти.

Теперь – об опасности для людей. Если сразу выключить все приборы, то, как уже говорилось, эффект «второй фазы» исчезнет сам по себе. (Кроме последнего рассмотренного случая). То есть ожидать каких-то «катаклизмов» вроде коротких замыканий или пожароопасных ситуаций – не приходится. Но есть опасность другого рода. Она касается вероятности появления фазы и на корпусе приборов.

И в особенности это становится опасным, если квартира или дом не оборудованы системой заземления. Некоторые «деятели». стремятся решить проблему заземления, как говорится, «малой кровью». Пытаются обмануть сами себя установкой на розетках перемычек между нулевым и заземляющим контактами. А это – категорически запрещается!

Ни в коем случае не повторяйте вот такой глупости! Подобная «защита» может таить, без преувеличения, смертельную угрозу!

Представить, что произойдёт при обрыве нуля – несложно. Фаза через нагрузку «перетекает» на нулевой контакт, а от него, через перемычку — на заземляющий. А он напрямую связан с металлическим корпусом электроприбора. То есть фаза может сидеть на кажущимся безопасным корпусе холодильника, стиральной машины, электроплиты, осветительного прибора и т.п. Где гарантия, что в этот отрезок времени никто из домашних не коснется их рукой или другой открытой частью тела? А вот это уже – действительно страшно!

Допустимые значения

Формула мощности электрического тока

Действующими правилами ПУЭ и стандартами ГОСТ 32144-2013 установлены предельные отклонения по несимметричному распределению напряжений в сетях 380 V. Контрольные параметры определяются специальными коэффициентами. Предельные значения не должны превышать 2% (4 %) для нулевой (обратной) последовательности, соответственно.

К сведению. Отмеченные определения выражают в векторной форме. В формулах для расчетов реальную систему с имеющимися отклонениями представляют как сумму симметричных компонентов.

Также для контроля применяют максимальное допустимое отклонение измеренных фазных токов. Отдельные нормы утверждены для типовых распределительных устройств:

ВРУ – 15%;
ЩР – 30%.

Как узнать сколько фаз в розетке?

Для того чтобы узнать, сколько фаз в розетке, необходимо использовать тестер напряжения или вольтметр, который позволит определить, какая из проводок является фазой.

Вот шаги, которые можно выполнить:

Отключите питание электрической розетки, от которой вы хотите определить количество фаз.
Возьмите тестер напряжения или вольтметр и установите его на режим измерения напряжения переменного тока (AC).
Подключите кабель тестера к розетке и приложите металлический контакт к каждой из трех или двух (в случае однофазной сети) контактных гнезд розетки.
На тестере или вольтметре должно появиться значение напряжения. Обычно это 220-240 В в Европе и России или 110-120 В в США и Канаде.
Если в розетке только одна фаза, то значение напряжения будет показано между любым из контактных гнезд и заземляющим контактом (обычно это третий контакт, который имеет другую форму и расположен под другим углом).
Если в розетке две фазы, то значение напряжения будет показано между любыми двумя контактными гнездами, но не между ними и заземляющим контактом.
Если в розетке три фазы, то значение напряжения будет показано между каждой из трех пар контактных гнезд, но не между ними и заземляющим контактом.

Важно помнить, что для выполнения этих шагов необходимы знания и навыки работы с электрическими устройствами. Если вы не уверены в своих способностях, лучше обратиться за помощью к специалисту в области электротехники

Решение проблемы перекоса фаз: использование компенсационных устройств

Одним из эффективных способов решения проблемы перекоса фазы является использование компенсационных устройств. Компенсационные устройства представляют собой специальные устройства, предназначенные для автоматической коррекции перекоса фазы и поддержания стабильного напряжения в электрической сети.

Компенсационные устройства работают на основе технологии активного фильтра, которая позволяет компенсировать перекос фазы и устранять искажения в электрической сети. Они используются в различных отраслях промышленности, где присутствует высокая нагрузка и неравномерное потребление электроэнергии.

Принцип работы компенсационных устройств основан на генерации компенсирующих токов, которые компенсируют реактивную составляющую нагрузки и позволяют выравнивать амплитуду и фазу тока. Таким образом, компенсационные устройства позволяют увеличить мощность сети и уменьшить потери электроэнергии.

В основе работы компенсационных устройств лежит использование интеллектуальных алгоритмов управления, которые позволяют оптимально управлять компенсирующими токами и обеспечивать стабильное напряжение в сети.

Основные преимущества использования компенсационных устройств:

Повышение энергоэффективности системы и уменьшение потерь электроэнергии.
Компенсация перекоса фазы и устранение искажений в сети.
Увеличение мощности сети и снижение риска перегрузки электрооборудования.
Увеличение срока службы оборудования и предотвращение возможных поломок.
Снижение расходов на электроэнергию и сокращение CO2 выбросов.

Компенсационные устройства могут быть установлены как на центральных подстанциях и электростанциях, так и на объектах потребления электроэнергии. Использование компенсационных устройств помогает решить проблемы с перекосом фазы и повысить энергоэффективность системы.

В заключение, использование компенсационных устройств позволяет решить проблему перекоса фазы и повысить стабильность напряжения в электрической сети. Они представляют собой эффективное и надежное решение, которое позволяет существенно снизить расходы на электроэнергию и повысить энергоэффективность системы.

Последствия

Пропадание фазы в случае однофазной сети означает обесточивание потребителей. Фатальных последствий при правильной реализации цепи с нормальной защитой не происходит. Для исправления следует:

локализовать место неисправности;
выяснить причину пропадания фазы;
восстановить работоспособность сети.

При выполнении ремонта следует пользоваться качественными материалами и комплектующими. Использование рекомендаций портала уЭлектрика позволит легко разобраться с данной проблемой.

Пропадание одной из фаз 3-фазной сети приводит к прекращению работы части потребителей и неравномерной нагрузке исправных цепей. Для электродвигателя режим работы на двух фазах из трёх является аварийным и крайне нежелательным. Также в трёхфазных сетях из-за пропадания одной из фаз нарушается равномерность нагрузки трансформаторов и сети в целом. Для трёхфазной электроплиты не столь опасен этот режим работы –просто не будут работать некоторые конфорки. Всё это приводит и к повышенному току в нулевом проводе, его возможном отгорании и дальнейшем развитии аварийных ситуаций. Поэтому пропадание фазы в трехфазной сети требует незамедлительного вмешательства, если не сработала автоматика.

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.

Защитные методы

Существует несколько способов защиты низковольтных потребительских сетей от перекоса фазных напряжений. Первым способом является расчет нагрузочных токов и конструктивное планирование их с целью обеспечения равномерности распределения мощностей.

Нагрузки со стороны низкого напряжения, такие как бытовые электроприборы или осветительные сети, обычно однофазные, что затрудняет гарантию симметрии. При планировании электрической сети, содержащей такие типы электроприемников, отдельные схемы должны быть равномерно распределены между тремя фазами, например, одна фаза на этаж. Мерой по защите от перекоса фаз может служить и изменение рабочих параметров нагрузок в существующих сетях.

Важно! Несмотря на распределение, баланс нагрузок в центральном трансформаторе варьируется из-за изменения статистических циклов работы оборудования. Другие защитные методы:

Другие защитные методы:

Применение релейной аппаратуры, фиксирующей напряжение и автоматически срабатывающей на отключение при появлении асимметрии выше заданного показателя. При выравнивании значений напряжения подается сигнал на обратное включение;

Реле контроля напряжения

Переустройство схемы фазных соединений при значительных изменениях характера нагрузки;
Применение стабилизаторов напряжения, трансформаторов для симметрирования нагрузочных токов и другого оборудования.

Стабилизатор

Бытовое применение стабилизаторов предназначено для обеспечения неизменных показателей напряжения одной питающей фазы. Но они не влияют на перекос фаз в трехфазной сети. В промышленности применяют трехфазные устройства.

Стабилизатор напряжения

Основная функция аппарата – обеспечить выходное напряжение, питающее подсоединенные к нему устройства. Большинство стабилизаторов имеет электронные фильтры, целью которых является подавление шума и пикового напряжения. Стабилизатор защищает как от пониженного напряжения, так и от перенапряжения.

Симметрирующий трансформатор

Эти трехфазные устройства подключаются для питания потребительских электросетей и обладают рядом полезных функций:

симметрируют нагрузку в питающей сети, независимо от фазных токов электроприемников;
при подсоединении электрооборудования с мощным потреблением сглаживают просадку напряжения;
уменьшают потери электроэнергии.

Симметрирующие трансформаторы возможно использовать, как для питания трехфазной нагрузки, так и для создания однофазных схемных конфигураций. В случае наличия трехфазной системы без нейтрального проводника устройство преобразует ее в четырехпроводную систему с N-проводом.

Альтернативные способы устранения фазных перекосов – использование конденсаторных батарей с треугольным соединением, включение специальных трансформаторов с дополнительной нагрузкой в виде конденсатора и индуктивности и другие.