Чем опасен перекос фаз

Качество электроэнергии – вопрос, не теряющий актуальности для ее потребителей. Одним из важных показателей для потребителей трехфазных электрических сетей 380 В, является асимметрия питающих фазных напряжений, так называемые перекосы фаз.

В идеальной трехфазной сети векторная диаграмма напряжений может быть представлена равносторонним треугольником со сторонами равными линейному напряжению (380 В). Тогда фазные напряжения соответствуют прямым, соединяющим центр треугольника с его вершинами, равными 220 В, в рассматриваемом примере центр треугольника представляет нейтраль.

Линейные напряжения трехфазной сети совпадают, в то время как значения фазных будут зависеть от величины нагрузки. При питании трехфазных потребителей (электродвигатели, трансформаторы) нагрузки во всех трех фазах совпадают, и возникновения перекоса не происходит, но при питании однофазных нагрузок с неравномерным распределением их по фазам предотвратить перекосы практически невозможно.

В случае неравномерного распределения нагрузок напряжение на перегруженной фазе будет падать, в то время как на недогруженных фазах оно будет стремиться к значению линейного. В реальных сетях с выравниванием напряжений справляются посредством нулевых проводов (глухозаземленная нейтраль), но при обрыве нейтрали мгновенно возникает перекос фаз. Еще одной причиной неприятного явления может оказаться короткое замыкание на землю одного из фазных проводов.

Согласно требованиям стандартов допустимый перекос (коэффициент асимметрии) не должен превышать 2% в нормально допустимых своих значениях и 4% в предельно допустимых (ГОСТ 13109-97).

В чем опасность?

Неравномерные нагрузки несут в себе нежелательные последствия, как для электрических приемников (электрических приборов с однофазным подключением), так и для потребителей электроэнергии:

• уравнительные токи ведут к росту энергопотребления и, как следствию увеличению расходов на оплату электричества (для автономных дизельных или бензиновых электростанций росту потребления топлива);
• отклонения напряжения при обрыве нулевого провода приводят к отказам работы электрооборудования (при снижении напряжения) или выходу из строя бытовых приборов при увеличении напряжения выше рабочих значений;
• работа электрооборудования в нештатных режимах ведет к снижению сроков эксплуатации и ресурса в целом.

Последствия перекоса фаз могут быть весьма ощутимыми. Материальные потери от порчи сложнобытовой техники зачастую исчисляются крупными суммами, но самое главное пробои изоляции и появление на корпусах опасных напряжений несут в себе угрозы человеческим жизням.

Способы устранения перекоса фаз

Главным и наиболее верным способом борьбы с асимметрией фаз в трехфазных сетях является правильное проектирование системы электроснабжения, точные расчеты и подключения нагрузки обеспечат симметричное потребление еще на этапе разработки внутренней сети.

Для уже готовых сетей рациональным решением может оказаться трехфазный стабилизатор, состоящий из трех однофазных стабилизаторов, каждый из которых регулирует напряжение по своей фазе.

Во всех случаях необходимо обязательное применение специального прибора – реле контроля фаз и напряжения. Этот прибор предоставляет возможность контролировать:

• значения напряжений по фазам;
• наличие перекосов напряжений;
• последовательность чередования фаз;
• исчезновение фаз (обрывы).

Конечно, прибор не позволяет устранить перекосы, но он отключает нагрузку в случае возникновения аварийной ситуации и минимизирует возможный ущерб.