Защита трехфазного двигателя от пропадания одной фазы

Содержание

Реле защиты фаз

Защита трехфазного двигателя от пропадания одной фазы

Реле контроля фаз применяется в системах автоматического управления. Оно обеспечивает контроль за наличием и симметрией напряжения, порядком чередования фаз в трехфазных системах напряжения, а также защиту от недопустимой асимметричности фазных напряжений, работы без одной фазы.

Кроме всего прочего, реле контроля фаз может быть использовано в качестве защиты электрооборудования при нарушениях качества питающей электрической сети.

При изготовлении приборов используется современная микропроцессорная техника, чем обеспечивается простота конструкции, простота настройки, а также высокая надежность параметров устройств.

Для импортного оборудования необходимо очень качественная питающая сеть. Перекос по напряжению или току, обрыв фазы может стать причиной дорогостоящего ремонта или даже безвозвратной потере прибора.

Еще одной вероятной причиной таких плачевных последствий может стать неправильное подсоединение фаз. В этом случае двигатель может начать вращение в противоположную сторону. Для того, чтобы снизить вероятность подобных ситуаций, необходимо включить в схему питания прибора реле контроля фаз.

Принцип работы

В основе работы устройства лежит режим самовозврата – в случае аварийного срабатывания происходит отключение оборудования. Когда на реле подается трехфазное напряжение, проверяются все контролируемые параметры.

Если все параметры в норме, то происходит включение встроенного электромагнитного реле. В случае возникновения неисправности, когда хотя бы один параметр выходит за допустимые нормы, реле выключается, когда параметры возвращаются в норму, реле без задержки включается.

Если пропадают одновременно две или три фазы, то реле выключается без задержки времени срабатывания.

На протяжении периода эксплуатации реле контроля фаз постоянно контролирует напряжение в сети. Устройством отключается нагрузка при возникновении предусмотренных аварийных ситуаций, среди которых:

  1. — пропадание любой фазы;
  2. — перекос фаз – несимметричный или симметричный выход напряжения из допустимых пределов;
  3. — нарушение чередования фаз – неправильное подключение трехфазного питания.

Реле контроля фаз оперативно отслеживает качество потребляемой электрической энергии, обеспечивая защиту оборудования от опасных режимов питающей электросети, которые могут привести к возможным отказам.

Основные типы реле

Наиболее распространенными моделями реле являются ЕЛ-11, ЕЛ-12, ЕЛ-13, модернизированные модели ЕЛ-11 МТ, ЕЛ-12 МТ.

Чаще всего модели ЕЛ-11 и ЕЛ-11 МТ применяются в качестве защиты преобразователей электроэнергии, источников питания, генераторов, в схемах АВР.

Модели ЕЛ-12 и ЕЛ-12 МТ обычно применяются в качестве защиты электрических двигателей кранов, мощность которых не превышает 100 кВт.

Модель ЕЛ-13 обычно применяется для защиты реверсивных электроприводов, мощность которых не превышает 75 кВт.

Крепление реле контроля фаз осуществляется двумя способами. В первом случае реле крепится двумя крепежными винтами. Более удобным является второй способ – крепление на DIN-рейку.

Похожие материалы на сайте:

Принцип работы реле контроля фаз

Основное назначение этого устройства — это контроль и защита электрооборудования в случае некачественного трехфазного напряжения. Особенно это важно для импортного оборудования, поэтому для защиты импортного оборудования всегда ставится реле контроля фаз. Это устройство контролирует трехфазную сеть при обрыве одной и более фаз, неправильном чередование фаз, асимметрии напряжения или перекосе фаз.

Реле контроля фаз РНПП-301

Если все фазы соответствуют параметрам реле контроля, тогда включаются контакты этого устройства, которые дают разрешение на включение трехфазного напряжения через магнитный пускатель, контактор.В случае исчезновения одной фазы, реле не запустит магнитный пускатель, напряжение на оборудование не будет подано. В аварийном режиме через реле можно включить аварийную сигнализацию.

Когда пропавшая фаза восстановится, тогда устройство включит нагрузку через 5 секунд автоматически. Таким образом, контроль происходит автоматически, при аварийной ситуации реле отключает нагрузку, а при восстановлении параметров сети включает напряжение трехфазной сети автоматически. Некоторые модели реле имеют возможность регулировки времени задержки включения своих контактов.

Схема реле контроля фаз

Особенно важно включение реле контроля в схемах передвижного оборудования с трехфазным электродвигателем. Так насос при не правильном чередовании фаз, будет плохо качать, а пресс и вовсе может сломаться. При обрыве одной фазы электродвигатель перегреется и сгорит.

Для защиты электродвигателя от обрыва фазы на магнитный пускатель еще устанавливают тепловое реле. Время отключения у него довольно большое. Для каждого электродвигателя тепловое реле нужно подбирать не по его рабочему току, а регулировать номинальный ток каждого теплового реле специальными винтами.Для этого собирается стенд.

Как правило, ни стенда, ни желания нет для точного подбора тока теплового реле. Поэтому реле контроля фаз в этом случае просто необходимо. Работа реле основана на определении гармоник обратной последовательности, которые возникают в момент обрыва или перекоса фаз.

Схема подключения реле контроля фаз к сети и магнитному пускателю

Эти гармоники проходят через пассивные аналоговые фильтры, где отделяются от основных гармоник. Сигнал выделенных гармоник поступает на плату управления, которая включает контакты. Схема реле контроля фаз собирается на транзисторах или микроконтроллере. Схема подключения реле контроля фаз простая.

Три фазы L1, L2, L3, и нейтраль N подключаются к соответствующим клеммам устройства, а контакты реле подключаются в разрыв катушки пускателя. В нормальном режиме контакты реле контроля замкнутые, магнитный пускатель включен, питание на оборудование подается.

При аварийном режиме устройство включает свои контакты, они размыкаются, напряжение питания нагрузки отключаются до восстановления параметров электросети. Использование в схеме электрооборудования реле контроля фаз защищает электродвигатели от перегрева и отказа. В бытовых условиях это устройство защищает трехфазный компрессор, холодильники, стиральные машины.

Тоже интересные статьи

Что лучше реле напряжения или стабилизатор

Скачки напряжения в электросети

Принцип работы стабилизатора напряжения

Защита от перенапряжения в сети

Реле контроля фаз

Для контроля качества трехфазного напряжения и защиты электрооборудования при возникновении аварийных ситуаций, применяют реле контроля фаз. Аварийными ситуациями в данном случае являются: нарушение симметрии фаз, обрыв фазы, нарушение порядка чередования фаз, а также снижение или увеличение напряжения ниже уровня уставки хотя бы в одной из фаз трехфазной сети. Помимо защиты от некачественного электропитания, применение таких реле сильно способствует облегчению наладочных работ.

Применение реле контроля фаз особенно полезно в условиях частого переподключения оборудования к трехфазной сети, тем более, если это оборудование требует строгой фазировки, то есть соблюдения очередности следования фаз.

Правильное направление вращения двигателей некоторых станков часто зависит от порядка чередования фаз, и если его нарушить, то вращение будет происходить в другую сторону, а это может не только нарушить правильный рабочий режим, но и привести к серьезной неисправности станка, требующей дорогостоящего ремонта.

От таких ситуаций надежно защитит реле контроля фаз. Схема реле определит порядок чередования фаз на входе, а в соответствии с ним сработают надлежащим образом контакты на выходе. И при нарушении правильного порядка фаз станок просто не запустится, и останется целым.

Читайте также  Токовая защита нулевой последовательности принцип действия

При пропадании одной из фаз, равно как и при падении напряжения на одной из фаз ниже заданного уставкой значения, реле отключит нагрузку через 1-3 секунды. Когда же напряжения вернутся к заданным допустимым значениям, то через 5-10 секунд произойдет включение нагрузки обратно к сети. Реле автоматически определит выход напряжения хотя бы одной из фаз за допустимые пределы, и отключит нагрузку, затем отследит возврат к допустимому уровню, и вновь включит нагрузку.

В некоторых моделях таких реле время задержки на отключение и включение можно регулировать, а вот уровень асимметрии напряжений настраивается на всех реле контроля фаз вручную. Выходы реле контроля фаз могут коммутировать как катушки контакторов или магнитных пускателей, например, для запуска двигателей, так и контрольную цепь, содержащую сигнальную лампу или звонок.

В основу принципа действия реле контроля фаз положено выделение гармоник обратной последовательности (кратных двум от основной). При перекосах и обрывах фаз в сети появляются именно такие гармоники.

Для цели выделения этих гармоник применяются фильтры обратной последовательности, представляющие собой, в простейшем случае, пассивные аналоговые фильтры с активными и реактивными элементами (RC- цепочки) двухплечевого типа, на выходе которых включаются электромагнитные реле. Схема управления может быть собрана и на микроконтроллере.

Использование таких реле для защиты электрооборудования в сетях трехфазного напряжения, спасет обмотки асинхронных двигателей от перегорания, а дорогостоящее оборудование от преждевременного выхода из строя. Холодильники, стиральные машины, кондиционеры, и прочая бытовая техника, имеющая электрический привод. легко может выйти из строя, если питающее напряжение вдруг понизилось, поэтому реле контроля фаз широко применяются не только на крупных предприятиях, но и в быту.

Полезное для электрика

Источники: http://electricvdome.ru/zachita-ot-perenaprjazhenija/rele-kontrolia-faz.html, http://electricavdome.ru/princip-raboty-rele-kontrolya-faz.html, http://electricalschool.info/spravochnik/apparaty/1573-rele-kontrolja-faz.html

Источник: http://electricremont.ru/rele-zashhity-faz.html

Реле контроля фаз — принцип работы, схема подключения — блог СамЭлектрик.ру

Реле контроля фаз 3-фазное Omron и Zamel

В данной статье рассмотрим со всех сторон очень полезное устройство промышленной электроники — реле контроля фаз, другие названия – трехфазное реле контроля напряжения, реле контроля обрыва и чередования фаз . Из названия можно догадаться, что это за штука – реле, которое контролирует качество трехфазного напряжения и правильность его подключения.

Как всегда в таких статьях, будут теория, схемы, фото, инструкции.

Свою функцию это устройство выполняет нечасто, чуть чаще, чем реле напряжения. Однако, без него бывает, что тратится лишнее время на наладку оборудования. Кроме того, это устройство защитит оборудование от некачественного питания.

Важно, что надо уяснить – реле контроля фаз бывает только трехфазное, и всегда подключается только в 3-фазную сеть!

Зачем нужно трехфазное реле контроля фаз

Реле контроля фаз необходимо ставить там, где часто  производится переподключение к питающему  трехфазному напряжению, а также там, где важна фазировка (правильное чередование фаз).

Например, реле контроля фаз может быть полезно в оборудовании, которое часто переносится с места на место, и в котором критично перепутать фазы. В некоторых устройствах неправильное чередование фаз может привести к неправильному функционированию и поломке. Например, винтовой компрессор, если его включить в неправильном направлении более чем на 5 секунд, может полностью выйти из строя.

Кроме того, при подключении такого оборудования может сложиться ошибочное мнение  что его надо ремонтировать, и ремонтный персонал будет некоторое время чесать репу, пока кто-то не подаст нужную мысль: «А может, фазы перепутаны?». А потом ещё кто-то скажет ещё более нужную мысль: «Надо бы поставить реле контроля фаз…»

Принцип работы и функции реле контроля фаз

Итак, в каждом станке существует правильный порядок фаз, при котором все двигатели при данном подключении крутятся в правильном направлении. Если питающие фазы перепутаны, то всё тоже будет крутиться, но неправильно, и возможно недолго.

В реле контроля фаз есть схема, которая вычисляет порядок чередования фаз (Phase-sequence), и в соответствии с этим порядком срабатывают выходные контакты. Контакты эти можно подключить куда угодно — в контрольную цепь, к звонку или лампочке, разрывать цепь питания цепь питания всего устройства или катушки контактора двигателя.

Последнее применение рекомендует производитель, я же рекомендую включать его в аварийную (контрольную) цепь, чтобы весь станок, в котором установлено это реле, не мог запуститься. Естественно, если аварийная цепь выполнена правильно, как я это рекомендую в статье по приведённой ссылке.

Это главное применение.

Другое применение — защита от пропадания фазы (Phase-loss). Или от существенного понижения напряжения на одной из фаз (асимметрия, или перекос фаз) (Three-phase Asymmetry).

Последние две функции в принципе идентичны, весь вопрос только в уровне падения напряжения.

От пропадания фазы для защиты электродвигателей также применяется мотор-автомат или тепловое реле, но они срабатывают по тепловой перегрузке, а это уже критический режим. А реле контроля фаз — электронное устройство, и сработает раньше (1-3 сек), не дав двигателю перегреться. В случае выравнивания фаз включение происходит тоже не сразу, а через необходимое время (5-10 сек).

Уровень напряжения асимметрии можно выставить во всех реле контроля фаз, а вот время включения/выключения, как правило, регулируется лишь в навороченных моделях. Кроме того, для функции обнаружения асимметрии существует такой полезный параметр, как гистерезис, который обеспечивает более «плавную» работу устройства. Он тоже, как правило, не регулируется.

Как работает гистерезис, спросите у того, кто знает что это такое))

Таким образом, можно сказать, что реле контроля фаз — устройство, которое контролирует качество трехфазного питающего напряжения в промышленном оборудовании. И естественно, что реле контроля фаз – 3-х фазное устройство.

Zamel CKM-01

Пойдём от простого к сложному. В качестве примера рассмотрим сначала реле СКМ-01 производства польской фирмы Zamel.

А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?

CKM-01 от Zamel. Краткие характеристики на упаковке

У реле на вход подаётся три фазы (L1, L2, L3) и ноль (N), питание внутренней схемы – от фазы L1. Выходное реле — с одним переключающим контактом. Также имеются два индикатора, которые показывают чередование и асимметрию фаз.

Вот как это реле выглядит вживую:

Реле контроля фаз Замель CKM-01. Внешний вид

Электрическая схема реле CKM-01 Zamel очень простая, собрана всего на двух транзисторах. Внутренности  CKM-01 Zamel можно рассмотреть ниже на фото.

Честно говоря, никогда бы не поверил, что такое сравнительно сложное устройство можно собрать всего на 2-х транзисторах!

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Zamel CKM-01. Внутреннее устройство

Инструкцию от производителя можно будет скачать в конце статьи.

РНПП-311

Теперь рассмотрим популярную отечественную модель – РНПП-311. Полное название – Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз. Отсюда и аббревиатурное название. Подробнее – в инструкции в конце статьи.

Недавно появилось реле РНПП-311М, у него более современный и компактный корпус и больше настроек.

Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз РНПП-311М

Далее, по степени увеличения функциональности.

OMRON K8AB

Более навороченная модель — OMRON K8AB:

Omron K8AB-PA. Внешний вид

Тут уже есть дополнительный регулятор времени срабатывания (реагирования). Также это реле реагирует не только на понижение, но и превышение напряжения на одной из фаз.

Схема собрана на микроконтроллере, как и все модели, которые рассмотрю ниже.

Временная диаграмма и схема, расположенная на боковой стенке этого реле:

Omron K8AB – временные диаграммы, настройка и схема

В линейку реле Omron K8AB входят 4 модели, и они обеспечивают очень расширенные настройки, на любой вкус. Инструкция – там же.

Читайте также  Защита компьютера от скачков напряжения

Carlo Gavazzi DPC01

Ещё одно реле контроля напряжения, из тех, что мне попадались – Carlo Gavazzi DPC01. Оно участвует в схеме промышленного компрессора-холодильника, про который я писал в статье про применение Устройства Бесперебойного питания (ИПБ, UPS) или про то, как я спас молоко от прокисания.

Кстати, если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Carlo Gavazzi DPC01

На входе – три фазы, на выходе – два реле, контакты которых в данном случае подключались в схему последовательно и рубили цепь питания схемы управления. Кроме четырех регуляторов настроек, под крышкой с сорванной пломбой – ещё переключатели режимов работы.

https://www.youtube.com/watch?v=UodE4IB62DU

В той статье я не написал, что пытался запустить этот холодильник, исключив это реле из схемы. Но Carlo Gavazzi оказался прав – компрессор не хотел запускаться при таком плохом качестве напряжения.

Евроавтоматика ФиФ CKF-318-1

Устройство трехфазного реле контроля и наличия фаз белорусского производителя приведена в этой статье. Показано устройство и реальный пример подключения и установки в компрессоре.

Схема подключения реле контроля фаз

Если в оборудовании используются для подключении электродвигателей только частотные преобразователи, то реле контроля фаз не нужно — для частотника всё равно, в каком порядке на него приходят фазы, он всё равно выпрямляет переменное трехфазное напряжение и преобразует его в постоянное.

Однако, я рекомендую ставить такое реле в любой промышленной аппаратуре стоимостью от 1000 долл с трехфазным питанием. Ведь само реле стоит чуть более 1000 руб (отечественные модели), а в случае проблем с питанием сразу даст об этом знать.

Итак, вот несколько схем подключения, которые рекомендуют производители. В принципе, отличий мало.

Схема подключения реле контроля трехфазного напряжения РНПП-311

Схема подключения реле контроля напряжения от OMRON

Схема подключения реле контроля напряжения от Carlo Gavazzi

Последняя схема ценна и тем, что дано условное графическое обозначение реле контроля напряжения. И контакты реле показаны с задержкой включения!

Справедливости ради стоит сказать, что в современном оборудовании на контроллерах реле контроля фаз как отдельный блок иногда не применяется, а реализовано непосредственно на контроллере.

А теперь, как и было обещано, инструкции:

Zamel CKM-01 manual 1. (извиняюсь за качество, лучше не нашёл(

Zamel CKM-01 manual 2

• РНПП-311. Реле напряжения, перекоса и последовательности фаз / Паспорт, руководство и инструкция по эксплуатации, pdf, 303.37 kB, скачан:1845 раз./
• OMRON K8AB 4 модели, файл собран из четырёх файлов. / Реле контроля напряжения, асимметрии и пропадания фаз, pdf, 687.72 kB, скачан:716 раз./
• Carlo Gavazzi DPC01 — manual — instruction — datasheet / Carlo Gavazzi DPC01 — инструкция от итальянской фирмы, pdf, 173.34 kB, скачан:569 раз./

Рекомендую ещё:

(9 4,78 из 5)
Загрузка…

Источник: https://SamElectric.ru/promyshlennoe-2/rele-kontrolya-faz.html

Защита трехфазных асинхронных электродвигателей

Трехфазные электродвигатели при случайном отключении одной из фаз быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Поэтому были разработаны различные системы автоматических защитных отключающих устройств, однако они либо сложны, либо недостаточно чувствительны.

Схема пуска трехфазного асинхронного электродвигателя включением на пусковую схему «звезда».

Устройства защиты можно условно разделить на релейные и диодно-транзисторные.

Релейные, в отличие от диодно-транзисторных, более просты в изготовлении. Рассмотрим несколько релейных схем автоматической защиты трехфазного двигателя при случайном отключении одной из фаз питания электрической сети.

Первый способ

Первый способ защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

Это самый распространенный способ, проверенный временем. Защита двигателя от отключения одной фазы обеспечивается применением теплового реле ТЗ. Смысл этой защиты состоит в том, что постоянная нагревания теплового реле подбирается таким же образом, что и постоянная нагревания электродвигателя. То есть, проще говоря, реле нагревается так же, как и двигатель. И при превышении температуры выше допустимой реле отключает двигатель.

При отключении одной фазы ток через другие фазы резко возрастает, двигатель и тепловое реле начинают быстро нагреваться, что вызывает срабатывание теплового реле. Способ хорош и тем, что обеспечивает и защиту двигателя от перегрузки и пробоя одной фазы на корпус. Но для надежной защиты от пробоя на корпус двигатель обязательно должен быть заземлен или занулен. Недостаток этого способа в том, что его нужно достаточно точно подбирать и настраивать.

В идеале его номинальный ток должен быть такой же, как и у двигателя.

Второй способ

Второй способ защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

В обычную систему запуска трехфазного двигателя введено дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами Р1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты.

При нажатии кнопки «Пуск» через обмотку электромагнита магнитного пускателя МП проходит ток, и системой контактов МП1 электродвигатель подключается к трехфазной сети. При случайном отключении от сети провода А реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который системой контактов МП1 отключит двигатель от сети.

При отключении от сети проводов В и С обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя. В качестве дополнительного реле Р используется реле переменного тока типа МКУ-48.

Третий способ

Третий способ защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

Защитное устройство основано на принципе создания искусственной нулевой точки (точка 1'), образованной тремя одинаковыми конденсаторами С1-С3. Между этой точкой и нулевым проводом 0' включено дополнительное реле Р с нормально замкнутыми контактами. При нормальной работе электродвигателя напряжение в точке 0' равно нулю, и ток через обмотку реле не протекает.

При отключении одного из линейных проводов сети нарушается электрическая симметрия трехфазной системы, в точке 0' появляется напряжение, реле Р срабатывает и контактами Р1 обесточивает обмотку магнитного пускателя — двигатель отключается. Это устройство обеспечивает более высокую надежность по сравнению с предыдущим. Реле типа МКУ — на рабочее напряжение 36 В.

Конденсаторы С1-С3 — бумажные, емкостью 4-10 мкф, на рабочее напряжение не ниже удвоенного фазного. Чувствительность устройства настолько высока, что иногда двигатель может отключиться в результате нарушения электрической симметрии, вызванного подключением посторонних однофазных потребителей, питающихся от этой сети.

Чувствительность можно понизить, применив конденсаторы меньшей емкости.

Четвертый способ

Четвертый способ защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.

Схема защитного устройства аналогична схеме, рассмотренной во втором способе. При нажатии кнопки «Пуск» включается реле Р, контактами Р1 замыкая цепь питания катушки магнитного пускателя МП. Магнитный пускатель срабатывает и контактами МП1 включает электродвигатель.

При обрыве линейных проводов В или С отключается реле Р, при обрыве провода А или С — магнитный пускатель МП. В обоих случаях электродвигатель выключается контактами магнитного пускателя МП1.

По сравнению со схемой защитного устройства трехфазного двигателя, рассмотренной в первом способе, это устройство имеет преимущество: дополнительное реле Р при выключенном двигателе обесточено.

Поделитесь полезной статьей:

Источник: https://fazaa.ru/elektrodvigateli/sposoby-zashhity-trexfaznyx-asinxronnyx-elektrodvigatelej.html

Перекос фаз в трехфазной сети: что это такое, причины, последствия, защита

Самая распространенная проблема, порождающая массу деструктивных последствий – перекос фаз в трехфазной сети (до 1,0 кВ) с глухозаземленной нейтралью. При определенных условиях такое явление может вывести из строя электрические приборы и создать угрозу для жизни. Учитывая актуальность проблемы, будет полезным узнать, что представляет собой несимметрия токов и напряжений, а также причины ее возникновения. Это позволит выбрать наиболее оптимальную стратегию защиты.

Что такое перекос фаз?

Данный термин используется для описания состояния сети, при котором возникают неравномерные нагрузки между фазами, что приводит к возникновению перекоса. Если составить векторную диаграмму идеальной трехфазной сети, то она будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Читайте также  Дифференциальная защита трансформатора принцип действия

Диаграмма напряжений в идеальных трехфазных сетях

Как видно из рисунка, в данном случае равны как линейные напряжения (АВ=ВС=СА=380,0 В), так и фазные (АN=ВN=СN=220,0 В). К сожалению, на практике добиться такого идеального равенства нереально. То есть, линейные напряжения сети, как правило, совпадают, в то время как в фазных наблюдаются расхождения. В некоторых случаях они могут превысить допустимый предел, что приведет к возникновению аварийной ситуации.

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

Допустимые нормы значений перекоса

Поскольку в трехфазных сетях предотвратить и полностью устранить перекосы невозможно, существуют нормы несимметрии, в которых установлены допустимые отклонения. В первую очередь это ГОСТ 13109 97, ниже приведена вырезка из него (п. 5.5), чтобы избежать разночтения документа.

Нормы несимметрии напряжения  ГОСТ 13109-97

Поскольку, основная причина перекоса фаз напрямую связана с неправильным распределением нагрузок, существуют нормы их соотношения, прописанные в СП 31 110. Вырезку из этого свода правил также приведем в оригинале.

Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)

Здесь необходимы пояснения в терминологии. Для описания несимметрии используются три составляющих, это прямая, нулевая и обратная последовательность. Первая считается основной, она определяет номинальное напряжение. Две последние можно рассматривать в качестве помех, которые приводят к образованию в цепях нагрузки соответствующих ЭДС, которые не участвуют в полезной работе.

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Как уже упоминалось выше, данное состояние электросети чаще всего вызвано неравномерным подключением нагрузки на фазы и обрывом нуля. Чаще всего это проявляется в сетях до 1, кВ, что связано с особенностями распределения электроэнергии, между однофазными электроприемниками.

Обмотки трехфазных силовых трансформаторов подключаются «звездой». Из места соединения обмоток отводится четвертый провод, называемый нулевым или нейтралью. Если происходит обрыв нулевого провода, то в сети возникает несимметрия напряжений, причем перекос напрямую будет зависеть от текущей нагрузки. Пример такой ситуации приведен ниже. В данном случае RН это сопротивления нагрузок, одинаковые по значению.

Перекос фаз, вызванный обрывом нейтрали

В данном примере напряжение на нагрузке, подключенной к фазе А, превысит норму и будет стремиться к линейному, а на фазе С упадет ниже допустимого предела. К подобной ситуации может привести перекос нагрузки, выше установленной нормы. В таком случае напряжение на недогруженных фазах повысится, а на перегруженных упадет.

К перекосу напряжений также приводит работа сети в неполнофазном режиме, когда происходит замыкание фазного провода на землю. В аварийных ситуациях допускается эксплуатация сети в таком режиме, чтобы обеспечить электроснабжение потребителям.

Исходя из вышесказанного, можно констатировать три основные причины перекоса фаз:

  1. Неравномерная нагрузка на линии трехфазной сети.
  2. При обрыве нейтрали.
  3. При КЗ одного из фазных проводов на землю.

Несимметрия в высоковольтных сетях

Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь. Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ. Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.

В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.

Опасность и последствия

Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т.д.

Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:

  1. Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:
  • Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
  • Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи. Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.
  1. Увеличивается потребление электричества оборудованием.
  2. Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
  3. Снижается ресурс техники.

Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Наиболее простой, но, тем не менее, эффективный способ минимизировать негативные последствия описанного выше отклонения – установить реле контроля фаз. С внешним видом такого устройства и примером его подключения (в данном случае после трехфазного счетчика), можно ознакомиться ниже.

Реле контроля фаз (А) и пример схемы его подключения (В)

Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:

  1. Производить контроль амплитуды электротока. Если параметр выходит за установленные границы, нагрузка отключается от питания. Как правило, диапазон срабатывания прибора можно настраивать в соответствии с особенностями сети. Данная опция имеется у всех приборов данного типа.
  2. Проверка очередности подключения фаз. Если чередование неправильное питание отключается. Данный вид контроля может быть важен для определенного оборудования. Например, при подключении трехфазных асинхронных электромашин от этого зависит, в какую сторону будет происходить вращение вала.
  3. Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
  4. Функция отслеживает состояние сети, как только появляется перекос, происходит срабатывание.

Совместно с реле контроля фаз можно использовать трехфазные стабилизаторы напряжения, с их помощью можно несколько улучшить качество электроэнергии. Но данный вариант не отличается эффективностью, поскольку такие приборы сами могут взывать нарушение симметрии, помимо этого на стабилизаторах возникают потери.

Лучший способ симметрировать фазы – использовать для этой цели специальный трансформатор. Этот вариант выравнивания фаз может дать результаты, как при неправильном распределении однофазных нагрузок на автономный 3-х фазный генератор электроэнергии, так и в более серьезных масштабах.

Защита в однофазной сети

В данном случае повлиять на внешние проявления системы электроснабжения не представляется возможным, например, если фазы перегружены, потребители электроэнергии не могут исправить ситуацию. Все, что можно сделать, это обезопасить электрооборудование путем установки реле напряжения и однофазного стабилизатора.

Имеет смысл установить общее стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом. В этом случае необходимо высчитать максимальную нагрузку, после этого добавить запас 15-20%.. Это запас на будущее, поскольку со временем количество электрооборудования может увеличиться.

Совсем не обязательно подключать к стабилизатору сети все оборудование, некоторые виды приборов (например, электропечи или бойлеры), могут быть подключены к реле напряжения (через АВ)  напрямую. Это позволит сэкономить, поскольку устройства меньшей мощности стоят дешевле.

Источник: https://www.asutpp.ru/perekos-faz-v-trehfaznoj-seti.html

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
Добавить комментарий