Перекос фаз в трехфазной сети последствия

Вступление

Здравствуй Уважаемый читатель сайта Elesant.ru. Электрический ток «доставляется» до потребителя по высоковольтным линиям электропередач. Электрический ток линий электропередач имеет высокое напряжение и напрямую не может использоваться потребителями. Для повседневного использования электрического тока доставленного ЛЭП его напряжение нужно понизить.

Для этого возле потребителей устанавливаются специальные трансформаторные подстанции. Трансформаторные подстанции понижают высоковольтное напряжение до номинальных значений пригодных для использования. Остановимся немного на подстанциях.

Защитные методы

Существует несколько способов защиты низковольтных потребительских сетей от перекоса фазных напряжений. Первым способом является расчет нагрузочных токов и конструктивное планирование их с целью обеспечения равномерности распределения мощностей.

Нагрузки со стороны низкого напряжения, такие как бытовые электроприборы или осветительные сети, обычно однофазные, что затрудняет гарантию симметрии. При планировании электрической сети, содержащей такие типы электроприемников, отдельные схемы должны быть равномерно распределены между тремя фазами, например, одна фаза на этаж. Мерой по защите от перекоса фаз может служить и изменение рабочих параметров нагрузок в существующих сетях.

Важно! Несмотря на распределение, баланс нагрузок в центральном трансформаторе варьируется из-за изменения статистических циклов работы оборудования. Другие защитные методы:

Другие защитные методы:

1. Применение релейной аппаратуры, фиксирующей напряжение и автоматически срабатывающей на отключение при появлении асимметрии выше заданного показателя. При выравнивании значений напряжения подается сигнал на обратное включение;

Реле контроля напряжения

1. Переустройство схемы фазных соединений при значительных изменениях характера нагрузки;
2. Применение стабилизаторов напряжения, трансформаторов для симметрирования нагрузочных токов и другого оборудования.

Стабилизатор

Бытовое применение стабилизаторов предназначено для обеспечения неизменных показателей напряжения одной питающей фазы. Но они не влияют на перекос фаз в трехфазной сети. В промышленности применяют трехфазные устройства.

Стабилизатор напряжения

Основная функция аппарата – обеспечить выходное напряжение, питающее подсоединенные к нему устройства. Большинство стабилизаторов имеет электронные фильтры, целью которых является подавление шума и пикового напряжения. Стабилизатор защищает как от пониженного напряжения, так и от перенапряжения.

Симметрирующий трансформатор

Эти трехфазные устройства подключаются для питания потребительских электросетей и обладают рядом полезных функций:

• симметрируют нагрузку в питающей сети, независимо от фазных токов электроприемников;
• при подсоединении электрооборудования с мощным потреблением сглаживают просадку напряжения;
• уменьшают потери электроэнергии.

Симметрирующие трансформаторы возможно использовать, как для питания трехфазной нагрузки, так и для создания однофазных схемных конфигураций. В случае наличия трехфазной системы без нейтрального проводника устройство преобразует ее в четырехпроводную систему с N-проводом.

Альтернативные способы устранения фазных перекосов – использование конденсаторных батарей с треугольным соединением, включение специальных трансформаторов с дополнительной нагрузкой в виде конденсатора и индуктивности и другие.

Допустимые значения

Формула мощности электрического тока

Действующими правилами ПУЭ и стандартами ГОСТ 32144-2013 установлены предельные отклонения по несимметричному распределению напряжений в сетях 380 V. Контрольные параметры определяются специальными коэффициентами. Предельные значения не должны превышать 2% (4 %) для нулевой (обратной) последовательности, соответственно.

К сведению. Отмеченные определения выражают в векторной форме. В формулах для расчетов реальную систему с имеющимися отклонениями представляют как сумму симметричных компонентов.

Также для контроля применяют максимальное допустимое отклонение измеренных фазных токов. Отдельные нормы утверждены для типовых распределительных устройств:

• ВРУ – 15%;
• ЩР – 30%.

Отличия от однофазного тока

Как правило, в многоквартирные дома подводится трехфазный переменный ток. Это обусловлено подключением большого числа однофазных нагрузок. В этом случае есть возможность равномерно нагрузить каждую фазу цепи трансформаторной подстанции. Это позволит не допустить перекоса межфазного и фазного напряжений.

Основные различия, по сравнению с однофазным током, лежат в следующей плоскости:

• линейное напряжение не рассчитано на питание однофазных потребителей;
• величина мощности нагрузки зависит от сечения питающего кабеля;
• возможность включения в сеть трёхфазных потребителей;
• допустимость переключения однофазного потребителя на другую фазу.

В связи с этим использование трёхфазного тока более эффективно на производстве.

Распределение электроэнергии

Важно! Стоимость оборудования, кабельной продукции, электроэнергии, приборов учёта при подведении к объекту напряжения, равного 380 В, значительно выше, чем однофазной сети. Какой вариант тока выбрать, трёхфазный или однофазный, решать владельцу жилья

Особенно это касается больших частных домов, где современное электрооборудование требует наличия всех трёх фаз. Затраты на подведение 3-х фазного тока и установку узла учёта с лихвой окупятся возможностями использования трёхфазных потребителей в приусадебном хозяйстве

Какой вариант тока выбрать, трёхфазный или однофазный, решать владельцу жилья. Особенно это касается больших частных домов, где современное электрооборудование требует наличия всех трёх фаз. Затраты на подведение 3-х фазного тока и установку узла учёта с лихвой окупятся возможностями использования трёхфазных потребителей в приусадебном хозяйстве.

Перекос фаз: определение, причины его возникновения и способы защиты

В однофазном режиме значение напряжения должно составлять 220 вольт, а при трёхфазном — 380 вольт. Но в реальности эти числа практически не встречаются.

Поэтому проверив значение напряжения в розетке, можно наглядно убедиться в существовании перекоса фаз.

Чтобы приблизить значение напряжения к стандартным значениям, необходимо понимать, что подразумевается под словосочетанием «перекос фаз», его причинами и возможными способами устранения.

• Суть понятия
• Причины возникновения
• Способы защиты
• Последствия перекоса

Фаза — это электрическая цепь с некоторым значением синусоидальной электродвижущей силы.

Трёхфазная цепь, в свою очередь, состоит из трёх электрических цепей, которые владеют синусоидальной электродвижущей силой с одинаковой амплитудой и частотой тока.

Трёхфазная сеть состоит из трёх синусоидальных токов или напряжений, которые имеют одну частоту и сдвинуты по фазе на угол, равный 120 градусам.

Если потребителей электрической энергии подключить к фазам сети неравномерно — например, большинство сосредоточить в одной, а в двух других их будет гораздо меньше — это приведёт к асимметрии напряжения. При этом в трёхфазных четырёхпроводных сетях несимметричность параметров будет менее заметна, так как нулевой провод выравнивает неравномерность напряжения по фазам.

Причины возникновения

Нарушение симметричности напряжений в трёхфазной цепи — нежелательная ситуация. Поэтому для того чтобы её устранить, необходимо понять, почему она может возникнуть. Причины перекоса фаз в трёхфазной сети сводятся к основным трём обстоятельствам:

• неравномерное группирование потребителей;
• отсоединение нулевого провода;
• замыкание фазного провода на землю.

При неправильном распределении потребителей в трёхфазной трёхпроводной цепи, напряжение на них будет существенно отличаться. Потребители, обладающие наименьшим сопротивлением, окажутся под повышенным напряжением. Токоприёмники с большим значением сопротивления будут иметь напряжение, не достигающее оптимального значения.

На источниках электроэнергии неравномерное распределение напряжения по фазам скажется в виде увеличенного потребления энергии, повреждений изоляции, износа, сокращение срока службы. При использовании автономного дизельного генератора увеличится расход топлива и охлаждающего вещества.

Снижение качества электрической изоляции для потребителей чревато такими последствиями:

• повреждение, поломка бытовых приборов или электрической проводки;
• возникновение пожара;
• получение травм;
• выход из строя электроприборов.

Способы защиты

Устранить нежелательное явление перекоса можно с помощью организационных мероприятий и установкой защитной аппаратуры.

К организационным мероприятиям относится правильное распределение нагрузки по всем фазам с учётом мощности. Недостатком является тот факт, что при всём желании проектировщика произвести очень точное размещение, особенно при подключении квартир, домов, невозможно.

Защитная аппаратура, которую можно установить:

• Трёхфазный автоматический выключатель.
• Трёхфазный стабилизатор напряжения.
• Реле контроля фаз. Особенно целесообразно использовать реле совместно со стабилизаторами напряжения.
• Симметрирующие трансформаторы. По строению они отличаются от силовых тем, что имеют дополнительную обмотку, которая включается между заземлением средней точки и нулём.

Недостатки трёхфазных стабилизаторов:

• излишний расход электроэнергии;
• низкая надёжность работы из-за частой смены деталей;
• принцип работы, способствующий появлению перекоса фаз.

Последствия перекоса

Наиболее просто обнаружить неравномерность напряжения даже без вольтметра в быту. При его пониженном значении бытовые приборы могут не включаться, осветительные приборы будут гореть очень тускло.

Последствия неравномерного распределения нагрузки:

• ухудшение качества электроэнергии;
• появление уравнительных токов, из-за которых потери электроэнергии увеличиваются;
• неэффективная работа электрооборудования, снижение качества электрической изоляции и, как следствие, уменьшение срока службы аппаратуры.

Перекос фаз — явление крайне нежелательное, но, к сожалению, довольно распространённое при работе электрооборудования. Полностью искоренить его почти невозможно. Поэтому необходимо следить, чтобы отклонения значения напряжений всегда находились в допустимых пределах. Это обеспечит длительный срок службы электроприборов и сохранит здоровье и жизнь обслуживающему персоналу.

В заключении

Как понятно из статьи, в ваших силах заметить перекос в сети вашего дома. Конечно, если авария произошла на линии, то можно предъявить энергетикам претензию об испорченных приборах и понесенных убытков, но не стоит обольщаться и рассчитывать на возмещение. Оговорок в законе очень много и навсегда они направлены на защиту прав обывателя. В случае если перекос фаз произошел из-за неправильной нагрузки у вас дома, то тогда вся ответственность лежит только на вас. Если ваши бытовые приборы начали вести себя неадекватно, тем более одновременно – стоит насторожиться. Отключите ток в сети, и попробуйте оценить ситуацию, если вы от этого далеки – вызывайте бригаду электриков, которые смогут устранить неполадки.

Правила разбивки

Правильным разделением электропроводки в доме и квартире на сегодняшний день является проведение для каждой комнаты отдельной линии для розеток, отдельной для освещения.

К тому же отдельной линией проводят кабель к мощным потребителям. Чтобы наглядно разобраться и понять, что такое разделение электрики на группы, рассмотрим графические изображения. Представлена электрическая план-схема:

В данной схеме трехфазный ввод в дом распределен по группам электропотребителей. В качестве вводного кабеля, от счетчика, используется ВВГнг 5*10, пять жил сечением 10 квадратных мм. Для защиты ввода в щит установлен автоматический выключатель ВА 40 А.

Первая группа (подключена от фазы L1) — это освещение, устанавливается автомат 10 А, провод на на них ВВГнг 3*1.5 мм. Вторая — это потребители санузла и ванной, установлено устройство защитного отключения, УЗО 10А-10mA. Вообще можно до 30 мА, но не более (глава 7.1. ПУЭ п. 7.1.82). Связанно это с высокой влажностью и большой вероятностью электротравматизма при эксплуатации электроприборов. В качестве силового провода задействован ВВГнг 3*2.5 мм, который также запитан от первой фазы L1. Третья — розетки комнат. Для их защиты установлен автомат на 16 А, а питание подходит с фазы L2. Делается это для равномерной нагрузки на трехфазную сеть. Провод для третьей ветки электропроводки также берут ВВГнг 3*2.5 мм. Розетки для четвертой группы (кухня и коридор) запитаны от фазы L3. Автоматический выключатель на 16 А защищает провод ВВГнг 3*2.5 мм. Пятая ветка — питание электроплиты, задействованы три фазы, ноль и заземление. Для подключения используют провод ВВГнг 5*6 мм (согласно СП 256.1325800.2016 п.10.2), для защиты установлено УЗО 32 А — 30 mA.

Данная схема разделения проводки на группы приведена в качестве примера, для помощи домашним мастерам разобраться и на примере помочь научится читать схемы, а также составлять их, исходя из собственных наработок. В качестве недорогого и простого решения разбивки электропроводки для хрущевки, можно использовать схему приведенную ниже, с распределенной нагрузкой на потребителей.

Также добавлено визуальное изображение, план-схема проводки на плане квартиры. При вновь проложенной электропроводке необходимо составлять подобную схему распределения, для того чтобы в дальнейшем облегчить поиск неисправности или же модернизацию проводки, добавление точек потребителей.

Также рекомендуем вам ознакомиться со схемой электропроводки в двухкомнатной квартире!

Чтобы закрепить прочитанный материал, предлагаем вам ознакомиться с видео уроками, на которых доходчиво и наглядно демонстрируется, как разделить проводку в квартире или доме на линии:

Вот собственно и все, что мы хотели рассказать вам о правильном разделении электропроводки на группы. Надеемся, предоставленные примеры помогли вам понять, зачем нужна разбивка электрики и как ее правильно осуществить!

Будет интересно прочитать:

• Распределение нагрузки по фазам
• Неотключаемые линии в щитке
• Как собрать распределительный щит своими руками
• Как выполнить разделение PEN проводника
• Ошибки при монтаже электропроводки

Цоколёвка TL431

Причины отсутствия фазы

Сразу стоит сказать, что фаза пропадает по одной единственной причине — нет контакта

При этом неважно — оборван кабель или разомкнут разъединитель на трансформаторной подстанции. При этом все сказано и для трёхфазной и для однофазной сети

Также не все знают, что однофазная сеть 220В является одной из фаз трёхфазной сети с линейным напряжением 380В, а между фазой и нулем в этом случае получается 220В. Давайте рассмотрим, что делать если пропала фаза на примере разных ситуаций.

Не работает освещение

Если нет света, но работают розетки, первым делом проверьте наличие напряжения в патроне на люстре. При этом проверить наличие фазы можно индикаторной отверткой, но будьте внимательны — велика вероятность сделать КЗ. О том, как пользоваться индикаторной отверткой, мы рассказали в отдельной статье.

Если там ничего нет, возможно проблема в подключении проводов к патрону, если и с этим всё в порядке — тогда, скорее всего, пропала фаза в выключателе или распределительной коробке.

Такое часто происходит, когда контакты выключателя вроде бы замыкаются, но соединения между ними нет, а также если провода были плохо зажаты в клеммнике выключателя. Для проверки выключателя нужно снять его со стены и прозвонить, замыкаются ли контакты при замыкании выключателя, заодно проверить приходит ли на него напряжение.

Если напряжения на выключателе нет — проблема в распределительной коробке или в проводке между ней и выключателем. Если пропадает фаза при включении света — у вас короткое замыкание в патроне, светильнике, либо на линии от выключателя до светильника.

Не работает розетка

В розетках также может пропасть фаза. Это легко проверить, если снять нерабочую розетку и осмотреть качество соединений с проводами. Если соединения хорошие, то нужно знать, как запитаны розетки. Всего различают две схемы соединений:

Шлейфом.
Звездой.

Шлейф — это когда каждая следующая розетка подсоединяется к предыдущей параллельно, а звезда — когда от каждой розетки идет отдельная линия к электрощиту или распределительной коробке.

Тогда в первом случае нужно проверить состояние клеммников и контактов в предыдущей по цепи рабочей розетке, а во втором случае — осмотреть распределительную коробку.

В одной комнате

Если нет фазы в одной из комнат – обратите внимание на электрощит. Если каждая комната включается отдельным автоматом – возможно выбило автомат на эту комнату, либо же он вышел из строя

В первом случае – искать проблемы в проводке комнаты, а во втором – заменить автомат.

Если все комнаты запитаны от одного автоматического выключателя, значит проблема в распределительной коробке, от которой запитана эта комната.

Нет света в многоквартирном доме

Если вы обнаружили, что проблемы с подачей электричества не только у вас, но и у всех соседей по стояку — значит произошел, обрыв одной из трёх фаз либо во вводном электрощите дома, либо в каком-то из подъездных щитов. Такое происходит при отгорании нуля и перекосе фаз, когда из-за перенапряжений нагрузка и её токи неравномерно распределяются между потребителями. В результате контакты какого-то из соединений не выдерживают и отгорают.

В этом случае нельзя самому устранять неисправность, нужно обратиться в управляющую компанию или снабжающую организацию, чтобы они прислали дежурную бригаду электриков.

Реже бывают случаи, когда пропадает две фазы. В этом случае, как и в предыдущих нужно проверить состояние клемм автоматических выключателей на вашем квартирном щите и, если в нем все контакты и клеммы автоматов внешне исправны — вызвать бригаду электриков.

Самостоятельное устранение неисправностей в подъездных электрощитах опасно тем, что вы не можете в полной мере привести отключение всех линий и вывесить запрещающие плакаты.

В частном доме

Если вы обнаружили что пропало напряжение в сети, посмотрите на вводной автомат, если он выбит – включите его. Если после включения автомата напряжение не появилось – проблема во вводе в дом. Также возможна потеря контактов на автомате. А если при включении автомата его сразу же выбивает – однозначно есть короткое замыкание либо в проводке, либо в каком-то из подключенных приборов.

О перекосе фаз «на пальцах»

Перекос напряжений в первом приближении можно сопоставить с шариком, который положен на рычажные весы с коромыслом. Вес шарика можно отождествить с потребляемой мощностью.

В состоянии равновесия шарик будет находиться посредине. Если же коромысло наклонится, то шарик начнет скатываться. Чем ближе шарик к концу коромысла, тем труднее восстановить равновесие таких весов.

В трехфазной электросети относительно перекоса складывается примерно такая же ситуация. С одной стороны, проблема осложняется тем, что вес шарика неизвестен, и он к тому же движется. С другой стороны, у весов коромысло уже с тремя плечами.

Поэтому, по какому коромыслу покатится шарик не понятно. Если вовремя шарик не остановить, то он с конца коромысла упадет на чашу весов, и без вмешательства извне установить весы в равновесие не удастся.

Для выравнивания напряжения в трехфазную сеть был добавлен дополнительный провод, который назвали нулевым или «нейтралью». Величина тока, присутствующая в нейтральном проводнике, осуществляет компенсацию разности токов отдельных фаз, которые могут существенно отличаться своими значениями. Вследствие этого выравнивается фазовая разность потенциалов.

На графике этот процесс можно изобразить, например, так:

Линии зеленого цвета показывают состояние равновесия. Красным цветом отображены примерные изменения напряжения, которые могут возникнуть при перекосе напряжений в случае трехфазной сети.

Если величина вектора «Фаза С — точка N’» будет больше 300 вольт, то возникает аварийная ситуация. При совпадении точки N с «фазой А» либо с «Фазой В» (предельные значения аварийного положения), то перекос фаз (отрезок N – N’) приблизится к своему крайнему значению и составит 220 вольт в этом случае вектор «Фаза С – N’» будет соответствовать напряжению 380 вольт, взамен номинальных 220 вольт.

Перекос фаз. Что это такое и с чем он связан? Как исправить?

Одним из выдающихся благ цивилизации является электричество. Благодаря тому, что это открытие в наше время так распространено, жизнь общества в целом, и каждого человека в отдельности, значительно упростилась и стала более комфортной.

Вместе с тем, время от времени, в электросети могут возникать трудности, требующие решения. С ростом средней мощности бытовых приборов и техники, установленной в одном месте, например, в квартире, нередко возникает явление, называемое перекосом фаз.

В таких случаях, очень многие задаются вопросом, какие причины вызывают перекос фаз? И так, давайте разбираться.

Что же собой представляет перекос фаз

Трехфазную электрическую сеть в идеале можно представить равносторонним треугольником с нейтральной точкой в его середине.

   Перекос фаз

Он отражает работу силового трансформатора на подстанции, которая установлена в каждом микрорайоне города и предназначена для равномерного распределения электричества по всем потребителям. Стороны этого треугольника – это векторные линии, соединяющие его вершины. Обозначив вершины точками A, B, C и нейтралью N, можно составить таблицу напряжений и зависимость между ними:

• AB=BC=CA=380 В
• AN=BN=CN=220 В

При этом напряжения AB, BC, CA в 1,73 раза больше напряжений AN, BN, CN. Идеальный трехфазный генератор, который обычно используется для питания всех бытовых приборов и промышленных сетей, должен обеспечивать эти уровни напряжений в широком диапазоне нагрузок.

Причины перекоса фаз

Причин перекоса может быть несколько, однако, наиболее распространенной является причина, связанная с неправильной и неравномерно распределенной нагрузкой в фазах внутренних сетей. В случае возникновения перекоса на объекте с трехфазным питанием, это означает, что одна или две фазы работают с перегрузкой, тогда как другие фазы имеют гораздо меньшую нагрузку.

Однофазные потребители нередко попадают на одну фазу, и в этом случае перекос фаз образуется при одновременном включении большого количества бытовой техники. Первыми признаками перекоса могут быть бытовые приборы, мощность которых заметно упала, или они вообще перестали работать. Освещение становится тусклым, а лампы дневного света начинают мерцать.

Важно

Основная опасность ситуации состоит в том, что бытовые приборы начинают работать некорректно, и появляется реальная возможность поломок вплоть до полного выхода их из строя. Наибольшая часть негативных последствий приходится на различные виды электродвигателей, которые установлены почти во всех приборах.

После того, как выяснился вопрос, что такое перекос фаз и с чем он связан, необходимо рассмотреть основные способы борьбы с этим явлением. Следует сразу отметить, что данные способы не являются универсальными, а подходят только для конкретных ситуаций.

Устранение перекоса фаз

Для того, чтобы избежать перекос фаз, необходимо осуществить тщательное планирование всех мощностей и рассчитать все возможные нагрузки с их правильным распределением по фазам. Как правило, составляется подробный электропроект на квартиру или дом.

При эксплуатации необходимо выполнять проверку тока с помощью специальных тестеров. Если возникнет необходимость, должна быть выполнена переброска однофазных нагрузок с более загруженных фаз на менее загруженные.

Ток на каждой фазе трёхфазного автомата должен быть тщательно измерен, после чего нужно перераспределить однофазные нагрузки так, чтобы токи на каждой фазе были приблизительно равными.

Эта работа должна выполняться только профессионалом, имеющим специальное оборудование.

Защита от внешнего перекоса фаз может быть исполнена с помощью стабилизаторов напряжения. На каждую фазу устанавливают определённый стабилизатор. Это будет более эффективно, чем установка одного трёхфазного стабилизатора.

В заключение необходимо подчеркнуть, что перекос фаз может стать причиной повреждения или полного выхода из строя электроприборов. Следовательно, для её устранения необходимо установить стабилизаторы или привлечь профессионалов, которые квалифицированно спроектируют электросеть.

   Защита от перенапряжения. Что поможет защитить сеть?

   Источник бесперебойного питания для частного дома.