Fázis aszimmetria háromfázisú hálózatokban
A monitorozási technológia alapjai kisfeszültségű rendszerekben
Mit jelent az aszimmetria (egyensúlyhiány) a háromfázisú rendszerekben? A leggyakoribb rendszer a 400 V háromfázisú rendszer (1. ábra), amely három váltakozó feszültségből áll, amelyek időben 120 ° -kal mozognak (2. ábra). Az L1, L2 és L3 fázisok között 3 UL1-L2, UL2-L3, UL3-L1 fázis-fázis feszültség van, amelyeket vonal-feszültség néven is ismerünk. A fázisdiagramon grafikusan ábrázolva ezek a feszültségek egyenlő szárú háromszöget eredményeznek (3. ábra). A transzformátor semleges N-vel szembeni 3 feszültsége az UL1-N, UL2-N, UL3-N csillagfeszültség (fázis-semleges feszültség), amelyek az egyenlő szárú háromszögben is meghúzhatók.
Normál körülmények között egy háromfázisú rendszerben az összes feszültség nagysága egyenlő, az összes szög pedig 120 °. Ettől való eltérést aszimmetriának (egyensúlyhiánynak) nevezzük.
Az aszimmetriának két típusa van:
1. eset: Merev rendszerre tekintettel, vagyis a fázis-fázis feszültségek állandóak, a fázis-semleges feszültségek a terhelésnél (A mérési pont) a külső szimmetria megváltoztatása nélkül változhatnak (4. ábra). Ez a helyzet a csillagkapcsolatok aszimmetrikus terhelésével és a megszakított semleges vezetővel, vagyis nyitott semleges ponttal (csillag).
Ügy két: Ha azonban a fázis-fázis feszültségek változnak, akkor ez mindig a fázis-semleges feszültségeket változtatja meg. Ez a motorteljesítmény terhelésekor fordul elő, amikor egy fázis meghibásodik (1b ábra). Az U és V motor tekercsek feszültséget indukálnak a leválasztott W tekercsben, amely már nem felel meg a rendszer eredeti feszültségének. Ezért a háromfázisú rendszer a B mérési pontnál a biztosítéktól lefelé most aszimmetrikus lett. Ezt fordított teljesítménynek nevezik.
A rendszer aszimmetriájának kimutatásához az első esetben meg kell mérni a csillagfokkal (N semleges vezetővel) szemben a 3 fázis-fázis feszültséget és összehasonlítani egymással. A legkisebb feszültségkülönbségek is aszimmetriát okoznak. Kiszámítható:
A második esetben elegendő összehasonlítani a fázis-fázis feszültség nagyságát és meghatározni az aszimmetriát (kiegyensúlyozatlanságot) a fenti egyenlettel.
Az aszimmetria (egyensúlyhiány) következményei a háromfázisú rendszerekben
- Semleges vezető megszakítás
Eleinte a törött semleges vezető esetét vizsgálják. Ábra szerint A 4. ábrán a fázis-semleges feszültségek veszélyesen magas értékeket érhetnek el, extrém esetekben a fázis-fázis feszültség nagyságáig. Nyilvánvaló, hogy ez károsíthatja vagy megsemmisíti a csatlakoztatott terheléseket. Ezek a hullámok a magán- vagy a kereskedelmi rendszerekben gyakran tapasztalható súlyos egyensúlyhiány következményei. Ennek oka az a tény, hogy az ott használt elektromos készülékek főleg egyfázisú fogyasztók, eltérő energiafogyasztással.
Bár az épület létesítményeiben figyelmet fordítanak a terhelések szimmetrikus elosztására a 3 fázisban, az aszimmetrikus terhelés nem kerülhető el az elektromos berendezések mindennapi használatakor. Erősen aszimmetrikus terhelésre példa lehet egy mosógép (2000 W) az L1 fázisban, izzók (100 W) az L2 fázisban és egy rádió (20 W) az L3 fázisban (6a ábra).