Перекос фаз или несимметрия напряжений

 

Несимметрия напряжений, по-другому, перекос (сдвиг) фаз – разные значения фазных напряжений – явление, возникающее в 3х-фазных электрических сетях, наиболее частые причины образования которого – разные значения токовых нагрузок по фазам или неполнофазный режим работы потребителей.


Напряжение фаз в сетиПричины возникновения. Из-за чего возникает неравенство токовых нагрузок фаз? Если говорить об электрических сетях 0,4 кВ, то это вызвано большим количеством потребителей однофазной нагрузки, не распределенной равномерно по фазам.

Относительно несимметрии в высоковольтных сетях, можно сказать, что причины её возникновения вызваны, в большинстве, аналогичным факторам: разная токовая нагрузка на фазах.

Потребителями, содержащими, в некоторых случаях, до 90% несимметричной нагрузки являются крупные предприятия, имеющие 1-фазные электросварочные устройства, рудотермические, индукционные плавильные печи и др. нагревательные установки высокой потребляемой мощности.

Неполнофазный режим работы электроустановок может возникнуть при обрыве фазы, вызывая сильные увеличения токов в других фазах. Это аварийный режим работы, являющийся причиной перегрузок электрооборудования и преждевременного выхода его из строя.

Еще одной возможной причиной возникновения несимметрии напряжения может быть несрабатывание автоматического выключателя при коротком замыкании одной из фаз с нулевым проводом, при этом, напряжение между нулевым и двумя другими фазами увеличивается.


Последствия несимметрии напряжений. Напряжение обратной последовательности, появляющееся в несимметричной трехфазной сети приводит к электрическим потерям в ней, кроме того, крайне негативно влияет на работу как однофазных, так и трёхфазных электроприемников.

Измерение тока фазТак, однофазные устройства, запитанные от фаз, с б́ольшим, отличающимся от номинала напряжением, в результате его несимметрии, подвергаются риску выхода из строя или существенным сокращением срока службы.

Особенно губительное действие несимметрия напряжений оказывает на устройства электропривода – вращающиеся электрические машины, как синхронные, так и асинхронные электродвигатели.

Магнитное поле, образуемое токами обратной последовательности имеет направление, обратное направлению вращения ротора (вала) двигателя. Действие этого обратного вращающего момента не проходит без последствий для электродвигателя, результат – падение мощности, значительный нагрев, быстрое старение или повреждение изоляции его обмоток.


Симметрирование напряжений. Или меры по уменьшения несимметрии напряжений. Традиционным, эффективным способом устранения несимметричных режимов является правильное, равномерно распределение нагрузки по фазам: разгрузка «загруженной» фазы – переключение её нагрузки на менее «загруженные».

Однако, такая мера далеко не всегда способна уменьшить неравенство фазных напряжений. В некоторых случаях, ввиду особенностей технологических процессов потребителей наблюдается ярко выраженная несимметрия напряжений, устранить или снизить которую можно, используя симметрирующие трансформаторы ТСТ.