Несимметрия токов и напряжений — явление, при котором амплитуды фазных напряжений (токов) и/или углы между ними не равны между собой.
Причины несимметрии напряжений могут быть разными, но основная из них — это несимметрия токов в сети, обусловленная неравенством нагрузки по фазам[1].
В зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трёхфазного трансформатора на питающей подстанции возможны различные последствия несимметрии.
Так при соединении обмоток звездой и четырёхпроводном питании потребителей (с нулевым проводом), возможны следующие ситуации:
- Обрыв нулевого провода — в этом случае линейное напряжение остается неизменным, а фазовые напряжения распределяются между однофазными потребителями пропорционально их электрическому сопротивлению. Пусть, например, в момент обрыва нулевого провода в подъезде многоквартирного дома, в одной из квартир (подключённой, к примеру, к фазе А) работает компьютер мощностью 242 Вт (сопротивление 200 Ом), а в другой квартире (фаза Б) — утюг мощностью 2420 Вт (сопротивление 20 Ом). Такая ситуация является перекосом фаз. Пока ток протекает по нулевому проводу, не возникает разбаланса фазных напряжений — у обоих потребителей напряжение останется равным 220В. При обрыве нулевого провода, линейное напряжение между фазами А и Б остаётся таким же, как и до обрыва, — равным 380В, но в связи с отсутствием тока в оборванном нулевом проводе напряжения между электроприёмниками распределятся так: компьютер получит (380)*(200)/(200+20)=345В, а утюг — 35В. В результате такой аварии компьютер выйдет из строя.
- Короткое замыкание фазного провода на нулевой — в этом случае, если не сработает защита от коротких замыканий, напряжение между оставшимися фазами и нулевым проводом также увеличится. Значение напряжений в этом случае трудно предсказать, так как они сильно зависят от сопротивления проводов и внутреннего сопротивления трансформатора.
Устранение несимметрии фаз
Для устранения несимметрии фазных токов и напряжений применяют специальные трансформаторы с симметрирующими устройствами:
- Для сетей 6(10)/0,38 кВ — трансформаторы масляные с симметрирующим устройством (например, типа ТМГСУ[2]).
- Для сетей 380/220 В — трансформатор симметрирущий трёхфазный (например, типа ТСТ[3]).
Примечания
- ↑ Управление качеством электроэнергии / И. И. Карташев, В. Н. Тульский, Р. Г. Шамонов и др.; под ред. Ю. В. Шарова. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006
- Трехфазный масляный трансформатор типов ТМГСУ, ТМГСУ11 (ТМГ и ТМГ11 с симметрирующим устройством) (рус.). ИА «Элек.ру». Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 15 марта 2010.
- Трансформаторы симметрирующие трехфазные серии ТСТ (рус.). ООО “Компания Интер Электро”.(недоступная ссылка — история) Проверено 15 марта 2010.
Литература
- Dr Johan Driesen & Dr Thierry Van Craenenbroeck, Katholieke Universiteit Leuven. Введение в несимметричность (рус.). НП АВОК. — (Опубликовано в журнале «Энергосбережение» №6/2004). Архивировано из первоисточника 13 марта 2012. Проверено 15 марта 2010.