I. Hvað er þriggja-fasa ójafnvægi?
Hugtakið „þriggja-fasa ójafnvægi“ vísar venjulega til ójafnrar aflálags yfir hvern og einn af þremur spennuvírum. Aflútreikningsformúlan er sem hér segir:
Aflreikningsformúlan sýnir að aflstærð ræðst af spennu, straumi og aflsstuðli. Þriggja-sveiflur og frávik spennu eru í lágmarki og haldast í raun stöðug. Í dæmigerðum þriggja-fasa hringrásum, þar sem tveggja-fasa búnaður er ríkjandi, helst þriggja-aflstuðullinn næstum einsleitur. Þannig gerir eftirlit með þriggja-fasa straumum nákvæmt mat á jafnvægi kerfisins.
II. Mælingarvísar
Landsstaðallinn (td GB/T 15543-2019 „Þrífasa spennuójafnvægi“) skilgreinir:
1. Matsskilyrði fyrir spennuójafnvægi:
Leyfileg gildi eru venjulega tilgreind sem:
Þriggja-fasa ójafnvægisstigið er minna en eða jafnt og 2% við venjulega notkun og notendaenda er leyft að vera minna en eða jafnt og 3%
.
2. Núverandi matsviðmið fyrir ójafnvægi:
Imax er hámarksstraumur meðal þriggja-fasastraumanna og Iavg er meðalstraumur.
Almenna krafan er sú að þriggja-straumójafnvægi ætti að vera minna en eða jafnt og 10%, en fyrir sérstakan búnað eins og mótora ætti það að vera minna en eða jafnt og 5%.
III. Orsakir tilvika
Þegar þriggja-fasa ójafnvægi á sér stað ættum við að velja viðeigandi meðferðaraðferðir í samræmi við samsvarandi orsakir. Almennt eru helstu ástæður þriggja-fasa ójafnvægis meðal annars ójöfn álagsdreifing milli fasanna þriggja, jarðtengdar, áfangalínubrot, ómun og ósamræmi aflstuðla milli fasa.
Orsakir þriggja-spennuójafnvægis
Helstu orsakir þriggja- spennuójafnvægis í raforkukerfum eru ójafnvægi álags og ójafnvægi kerfisviðnáms. Ójafnvægi álags er aðalorsök þriggja-spennuójafnvægis, með áberandi eins-álagi, þar á meðal rafeimreiðar og suðuvélar. Í raforkukerfum sýna þriggja-rafala og spennar góða samhverfu og hafa ekki áhrif á þriggja-spennuójafnvægi. Þess vegna er ójafnvægi kerfisviðnáms aðallega af völdum ójafnvægis viðnáms aflgjafalínu. Þegar þriggja-fasaleiðara (loftlínur eða snúrur) er komið fyrir lárétt eða lóðrétt, verður að framkvæma fasabreytingarráðstafanir til að viðhalda þriggja-viðnámsjafnvægi.
Orsakir þriggja- núverandi ójafnvægis
Helstu orsakir þriggja-spennuójafnvægis í raforkukerfi eru einfasa-álag (td lýsing, heimilistæki) sem safnast saman við einn fasa og þriggja-fasa búnaðarbilun (td skammhlaup í mótorvinda).
IV. Hættur og stjórn á þriggja-fasa ójafnvægi
- Hættur og stjórn þriggja-spennuójafnvægis
1. Hættur af völdum þriggja-spennuójafnvægis
(1) Þegar spennirinn er í ójafnvægi álagsvirkni er ein fasaspennan í fullu álagi á meðan hinir tveir fasarnir eru ekki, sem gerir það að verkum að getu spennisins er ekki fullnýtt. Á meðan er spennirinn í ójafnvægi álagsvirkni í langan tíma, sem veldur staðbundinni ofhitnun hans og dregur úr endingartíma hans.
(2) Í þriggja-fasa ójafnvægi aflgjafakerfi myndar neikvæður straumur viðbótartap, sem eykur línutap og spennufall. Að auki eykur það truflanir á samskiptakerfum, sem skerðir eðlileg samskipti gæði.
(3) Það getur valdið bilun í gengisvörninni.
(4) Viðkvæmt álag getur valdið bilun.
(5) Neikvæð raðþátturinn eykur kopartap í stator og snúningi mótorsins, sem veldur ofhitnun og flýtir fyrir öldrun einangrunar, og dregur þar með úr endingartíma hans.
2. Ráðstafanir til að leiðrétta þriggja-spennuójafnvægi
(1) Fyrst skaltu forgangsraða þriggja-fasa samhverfum rafbúnaði.
(2) Fyrir einsfasa-álag, dreift þeim á sanngjarnan hátt milli þrepa þrepa til að ná sem bestum álagsjafnvægi yfir alla fasa.
(3) Þegar ekki er hægt að dreifa eins-álagi á réttan hátt í þriggja-fasa kerfi ætti að tengja það við mismunandi aflgjafapunkta.
(4) Fyrir einfasa álag með mikla orkuþörf er sérstakur einfasa spennir notaður til að veita orku.
(5) Settu upp þriggja-fasa jafnvægisbúnað.
- Hættur og stjórnun þriggja-straumójafnvægis
1. Hættur af völdum þriggja-straumsójafnvægis
Í daglegu lífi eru fjölmargar einfasa- og þriggja-fasa álag til staðar. Ef hlutlaus lína (N lína) og hlífðarjarðlína (PE lína) eru sameiginleg, myndi það jafngilda því að tengja mikinn fjölda einfasa og þriggja-fasa tækja við TN-C aflgjafakerfi. Hverjar yrðu afleiðingarnar?
Þriggja-fasa ójafnvægi eykur hlutlausa línustraum, hækkar hlutlausa línumöguleika og eykur línutap. Sérstaklega biluð hlutlaus lína veldur verulegum spennustoppum í einum áfanga og verulegum lækkunum í öðrum. Ofhlaðinn fasi getur orðið fyrir skemmdum á meðan búnaður í undir-spennufasanum verður óstarfhæfur.
Þriggja-fasa ójafnvægi eykur tap spenni, þar sem afltap í dreifispennum er breytilegt eftir ójafnvægi álags. Það veldur einnig meiri spennufrávikum í öllum þremur fasunum, sem dregur úr skilvirkni tengdra raftækja.
(1) Þegar þriggja-fasa straumurinn er í ójafnvægi
Með fjölmörgum einfasa tækjum er ómögulegt að viðhalda stöðugu þriggja-álagsjafnvægi. Þegar það er í ójafnvægi flæðir ójafnvægur straumur í gegnum hlutlausa línuna sem veldur spennusveiflum. Spennustigið fer eftir hlutlausum línustraumi og viðnám-hærri straumur og viðnám leiða til hærri spennu.
Ef hlutlausum og jarðstrengjum er deilt, þegar þriggja-fasa ójafnvægi hlutlausa línan verður spennt, verður hlíf búnaðarins rafmögnuð. Þessi spenna getur verið frá nokkrum voltum upp í tugi volta. Þó þessi spenna sé ekki há getur hún myndað rafboga, kveikt í eldfimum eða sprengifimum efnum og valdið eldi.
Til dæmis, þegar þriggja-fasa vifta er fest á stálhornfestingu sem er fest við jörðu (eða málmpallur), getur lifandi rafstraumur frá hlífinni á viftunni flætt í gegnum festinguna niður í jörðina. Ef skrúfur festingarinnar eru lausar og mótorinn titrar gæti það skapað rafboga við snertipunkta skrúfunnar. Ef eldfimt eða sprengifimt efni eru nálægt getur eldur komið upp.
(2) Eins-hlutlaus vírsbrot í búnaði
Það er almennt viðurkennt að brotinn hlutlaus vír gerir straumi kleift að flytja í gegnum rafmagnstæki yfir í hlutlausan, sem leiðir til straumlausnar. Ef aðalhlutlaus vírinn í heimilisrásinni er rofinn og hlutlausan deilir sama jarðvír, myndu allir rafbúnaðargirðingar innan heimilisins verða spennuvirkar, sem stafar af verulegri öryggishættu.
(3) Hlutlausi vírinn er brotinn.
Brotin hlutlaus lína í aflgjafakerfinu, ásamt ójafnvægu þriggja-álagi, getur valdið því að hlutlaus línan missir jarðtengingu og hefur í för með sér alvarlega hlutlausa punktfrávik. Þetta leiðir á endanum til fullkominnar þriggja- spennuósamhverfu, þar sem fasa A spenna getur lækkað í yfir 100 volt, fasa B spenna getur hækkað í 300 volt og hlutlaus línuspenna getur einnig náð nokkrum tugum volta.
2. Aðgerðir til að leiðrétta þriggja-ástandsójafnvægi
(1) Endurdreifing álags, dreifing eins-álags jafnt yfir þrjú-fasa kerfi.
(2) Settu upp sjálfvirka hvarfkraftsuppbót og jafnvægisbúnað.
(3) Jafnvægi samþættingar dreifðra aflgjafa.
(4) Vöktun og viðvörun: Settu upp snjallvöktunartæki (td snjallgáttir eða orkumælingareiningar) í rafdreifikerfinu til að fylgjast stöðugt með þriggja-fasa straum-/spennujafnvægi.
Þess vegna ætti þriggja-fasa álagið í lágspennudreifikerfi að vera í jafnvægi, þar sem afkastamismunur á milli fasa er ekki meiri en 15%. Með öðrum orðum, hámarks fasaálag ætti ekki að fara yfir 1,15 sinnum meðal þriggja-fasa álag.
V. Niðurstaða
Áhrif þriggja-fasa ójafnvægis eru ekki einangruð heldur myndar vítahring frá „nethliðinni“ til „búnaðarhliðarinnar“: „aukið kerfistap → búnaðarbilanir → álagssveiflur → versnandi ójafnvægi.“ Þess vegna krefjast hagnýt forrit ráðstafana eins og "að fínstilla álagsdreifingu á hönnunarstigi, rauntímavöktun meðan á notkun stendur og uppsetning jöfnunarjöfnunarbúnaðar" til að halda ójafnvæginu innan landsstaðla og draga þannig úr hættu þess við upptökin.