Elektros disbalanso supratimas
Apibrėžimas: Kas yra elektros disbalansas?
Elektros disbalansas (dar vadinamas fazių disbalansu, įtampos disbalansu arba srovės disbalansu) yra trifazėse elektros sistemose esanti būsena, kai trijų fazių įtampos arba srovės nėra vienodo dydžio arba nėra atskirtos tiksliai 120 elektrinių laipsnių kampu. Ši asimetrija elektros tiekimo arba variklio apvijose sukuria nesubalansuotas elektromagnetines jėgas, per didelį variklio apvijų įkaitimą, neigiamos sekos sroves, sukimo momento pulsacijas ir charakteristikas. vibracija dvigubai didesniu linijos dažniu.
Net ir nedideli įtampos disbalansai (2-3%) gali sukelti didelį srovės disbalansą (6-10×) ir sumažinti variklio efektyvumą bei tarnavimo laiką. Elektros disbalansas yra dažna problema pramoniniuose objektuose ir gali atsirasti dėl elektros energijos tiekimo problemų, prasto energijos paskirstymo arba variklio apvijų defektų.
Elektros disbalanso tipai
1. Įtampos disbalansas
Nevienoda linijų arba linijų ir neutralės įtampa:
- Matavimas: Išmatuokite įtampą tarp kiekvienos fazių poros (AB, BC, CA)
- Skaičiavimas: % įtampos disbalansas = (didžiausias nuokrypis nuo vidurkio / vidurkis) × 100
- Pavyzdys: Fazės matuojamos 477 V, 480 V, 483 V → Vidutinė 480 V, maksimalus nuokrypis 3 V → 0,625% disbalansas
- Priimtinas: < 1% pagal NEMA, < 2% pagal IEC
2. Dabartinis disbalansas
Nevienoda srovė trijose fazėse:
- Matavimas: Išmatuokite srovę kiekvienoje fazėje (IA, IB, IC)
- Skaičiavimas: % srovės disbalansas = (didžiausias nuokrypis nuo vidurkio / vidurkis) × 100
- Priežastys: Įtampos disbalansas, apvijų gedimai, prastos jungtys
- Amplifikacija: Mažas įtampos disbalansas sukuria didesnį srovės disbalansą (6–10 kartų daugiklis)
3. Fazės kampo disbalansas
- Fazės nėra atskirtos tiksliai 120° kampu
- Sukuria pulsuojantį sukimo momentą ir šildymą
- Rečiau pasitaiko nei dydžio disbalansas
- Reikalingas elektros energijos kokybės analizatorius, kad būtų galima aptikti
Elektros disbalanso priežastys
Komunalinių paslaugų tiekimo problemos
- Transformatoriaus problemos: Nesubalansuoti paskirstymo transformatoriai
- Vienfazės apkrovos: Didelės vienfazės apkrovos tame pačiame maitinimo šaltinyje, sukeliančios asimetriją
- Perdavimo linijos problemos: Nevienoda varža trijose fazėse
- Komunalinių paslaugų gedimų sąlygos: Sistemos sutrikimai
Įrenginių paskirstymas
- Prastas ryšys: Didelės varžos jungtys vienoje fazėje
- Perdegę saugikliai: Dalinis vienos fazės praradimas (didelis disbalansas)
- Nevienodo ilgio kabeliai: Skirtingos fazių laidininkų varžos
- Vienfazis: Visiškas vienos fazės praradimas (didelis disbalansas)
Variklio vidinės priežastys
- Apvijų gedimai: Šortai nuo posūkio iki posūkio sumažina efektyvius posūkius vienoje fazėje
- Apvijų asimetrija: Apvijų varžų gamybos skirtumai
- Ryšio problemos: Prastas terminalų sujungimas
- Pažeistos apvijos: Daliniai trumpieji jungimai arba atviros grandinės
Poveikis variklio veikimui
Perkaitimas
Rimčiausia pasekmė:
- Neigiamos sekos srovės sukuria papildomą šildymą
- Viena fazė praleidžia daugiau srovės nei numatyta
- Temperatūros kilimas daug didesnis nei įtampos disbalansas rodo
- Nykščio taisyklė: 3% įtampos disbalansas gali sukelti 18-25% temperatūros kilimą
- Pagreitintas izoliacijos senėjimas ir gedimas
Efektyvumas ir galios koeficientas
- Mažesnis efektyvumas dėl cirkuliuojančių srovių
- Sumažintas galios koeficientas
- Padidėjęs energijos suvartojimas
- Tipinis efektyvumo nuostolis: 1-2% esant vidutiniam disbalansui
Sukimo momento pulsacijos
- Pulsuojantis sukimo momentas esant 2 × tinklo dažniui
- Sukuria sukimo vibraciją pavaros grandinėje
- Gali sužadinti torsinius rezonansus
- Sumažina sklandų veikimą
Vibracija
- 2 × linijos dažnis: 120 Hz (60 Hz) arba 100 Hz (50 Hz) vibracijos komponentas
- Elektromagnetinė kilmė: Pulsuojančios magnetinės jėgos
- Amplitudė: Proporcingas disbalanso laipsniui
- Sumišimas: Galima supainioti su statoriaus gedimai arba magnetinė trauka
Sumažintas tarnavimo laikas
- Padidėjęs šiluminis įtempis sutrumpina izoliacijos tarnavimo laiką
- Reikalingas variklio galios sumažinimas (sumažinta galia)
- 3% įtampos disbalansas gali sutrumpinti variklio tarnavimo laiką 50%
Aptikimas ir matavimas
Įtampos matavimas
- Matuokite linijų tarpusavio įtampą (VAB, VBC, VCA), kai variklis veikia esant apkrovai
- Apskaičiuokite vidurkį ir procentinį nuokrypį
- Atlikite variklio gnybtus (ne maitinimo skydelį), kad būtų įtrauktas įtampos kritimas
- Dokumentuokite ir stebėkite tendencijas laikui bėgant
Srovės matavimas
- Srovės matavimas kiekvienoje fazėje naudojant replių matuoklį
- Apskaičiuokite disbalanso procentą
- Srovės disbalansas dažnai 6–10 × įtampos disbalansas
- Didėjantis srovės disbalansas rodo besivystančią motorinę problemą
Vibracijos analizė
- Padidintas 2× linijos dažnio komponentas
- Palyginkite amplitudę su bazine verte
- Skirtumas nuo mechaninio 2× (nesuderinamumo) pagal dažnį (120/100 Hz, palyginti su 2× veikimo greičiu)
Terminis stebėjimas
- Matuokite apvijų arba variklio korpuso temperatūrą
- Temperatūros disbalansas tarp fazių
- Bendra temperatūra aukštesnė nei tikėtasi esant apkrovai
Korekcijos metodai
Dėl pasiūlos disbalanso
- Jei elektros įvade yra disbalansas, kreipkitės į elektros tiekėją
- Patikrinkite ir priveržkite visas paskirstymo sistemos jungtis
- Patikrinkite, ar saugikliai ir grandinės pertraukikliai nepažeisti
- Subalansuokite vienfazės apkrovas trijose fazėse
- Patikrinkite transformatoriaus atšakos nustatymus
Dėl variklio pusės problemų
- Patikrinkite ir išvalykite variklio gnybtų jungtis
- Patikrinkite, ar kabelių jungtys tvirtos ir švarios
- Apvijų gedimų bandymas (izoliacijos varža, srovės signalo analizė)
- Jei patvirtinamas vidinis gedimas, atsukite arba pakeiskite variklį
Sumažinimas
- Jei disbalanso ištaisyti nepavyksta, sumažinkite variklio apkrovą
- NEMA rekomenduoja sumažinti 1% galią kiekvienam 1% įtampos disbalansui, viršijančiam 1%
- Atidžiai stebėkite temperatūrą
Prevencija ir stebėsena
Įrengimas
- Prieš įjungdami variklį, patikrinkite įtampos balansą tarp gnybtų.
- Naudokite tinkamo dydžio laidininkus (sumažinkite įtampos kritimą)
- Įsitikinkite, kad visos jungtys yra švarios ir tvirtos
- Patikrinkite teisingą variklio prijungimą (žvaigždinis arba trikampis)
Operacija
- Periodinis įtampos ir srovės matavimas
- Tendencijos, siekiant aptikti besivystančias problemas
- Stebėkite, ar nėra perdegusių saugiklių ar suveiktų automatinių jungiklių
- Elektros energijos kokybės tyrimai objektuose, kuriuose pasikartoja variklių problemos
Elektros disbalansas yra dažna, tačiau dažnai nepastebima variklio problema, kuri daro didelę įtaką variklio būklei, efektyvumui ir ilgaamžiškumui. Norint optimalaus variklio veikimo ir patikimumo, būtina suprasti įtampos disbalanso ir srovės disbalanso ryšį, atpažinti 2× linijos dažnio vibracijos požymį ir palaikyti subalansuotą elektros tiekimą tinkamai įrengiant ir stebint.