Несимметрия токов и напряжений

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Перекос фаз»)
Перейти к: навигация, поиск

Несимметрия токов и напряжений — явление в многофазной (например, трёхфазной) сети переменного тока, при котором амплитуды фазных напряжений (токов) и/или углы между ними не равны между собой.

Причины несимметрии напряжений могут быть разными, но основная из них — это несимметрия токов в сети, обусловленная неравенством нагрузки по фазам[1].

В зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трёхфазного трансформатора на питающей подстанции возможны различные последствия несимметрии.

Так при соединении обмоток звездой и четырёхпроводном питании потребителей (с нулевым проводом), возможны следующие ситуации:

  • Обрыв нулевого провода — в этом случае линейное напряжение остается неизменным, а фазовые напряжения распределяются между однофазными потребителями пропорционально их электрическому сопротивлению. Пусть, например, в момент обрыва нулевого провода в подъезде многоквартирного дома, в одной из квартир (подключённой, к примеру, к фазе А) работает компьютер мощностью 242 Вт (сопротивление 200 Ом), а в другой квартире (фаза Б) — утюг мощностью 2420 Вт (сопротивление 20 Ом). Такая ситуация является перекосом фаз. Пока ток протекает по нулевому проводу, не возникает разбаланса фазных напряжений — у обоих потребителей напряжение останется равным 220 В. При обрыве нулевого провода, линейное напряжение между фазами А и Б остаётся таким же, как и до обрыва, — равным 380 В, но в связи с отсутствием тока в оборванном нулевом проводе напряжения между электроприёмниками распределятся так: компьютер получит 380 * 200 / (200 + 20) = 345 В, а утюг — 34,5 В. В результате такой аварии компьютер выйдет из строя.
  • Короткое замыкание фазного провода на нулевой — в этом случае, если не сработает защита от коротких замыканий, напряжение между оставшимися фазами и нулевым проводом также увеличится. Значение напряжений в этом случае трудно предсказать, так как они сильно зависят от сопротивления проводов и внутреннего сопротивления трансформатора.

Расчёт несимметрии[править | править вики-текст]

ГОСТ 32144-2013[2] определяет два показателя качества электрической энергии для расчёта несимметрии напряжений трёхфазной сети:

  • K2U — коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности (%);
  • K0U — коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности (%).

Устранение несимметрии фаз[править | править вики-текст]

Для устранения несимметрии фазных токов и напряжений применяют специальные трансформаторы с симметрирующими устройствами:

  • Для сетей 6(10)/0,38 кВ — трансформаторы масляные с симметрирующим устройством (например, типа
    ТМГСУ[3]).
  • Для сетей 380/220 В — трансформатор симметрирующий трёхфазный (например, типа ТСТ[4]).

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Управление качеством электроэнергии / И. И. Карташев, В. Н. Тульский, Р. Г. Шамонов и др.; под ред. Ю. В. Шарова. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006
  2. ГОСТ 32144-2013 "Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения"
  3. Трехфазный масляный трансформатор типов ТМГСУ, ТМГСУ11 (ТМГ и ТМГ11 с симметрирующим устройством) (рус.). ИА «Элек.ру». Проверено 15 марта 2010. Архивировано из первоисточника 13 марта 2012.
  4. Трансформаторы симметрирующие трехфазные серии ТСТ (рус.)(недоступная ссылка — история). ООО “Компания Интер Электро”. Проверено 15 марта 2010. Архивировано из первоисточника 27 марта 2008.

Литература[править | править вики-текст]

  • Driesen J., Craenenbroeck V. T. Введение в несимметричность : [арх. 13 марта 2012] / Dr Johan Driesen & Dr Thierry Van Craenenbroeck, Katholieke Universiteit Leuven ; пер. с англ. Е. В. Мельниковой // Энергосбережение : журнал. — 2004. — № 6.