Какое напряжение в одной фазе

Перекос фаз: причины и защита

Без стабильного электропитания невозможна работа ни бытовых приборов, ни производственного оборудования. Асимметрия нагрузки и напряжений или перекос фаз — основная причина появления сбоев и поломок. С этим явлением можно и нужно бороться, для чего необходимо комплексное понимание правил работы трёхфазной электрической сети.

Экскурс в теорию электротехники

Трёхфазная система переменного тока была внедрена в промышленность более века назад практически в том виде, в котором сохранилась и по сей день. Основным разработчиком трёхфазной сети считается Михаил Осипович Доливо-Добровольский — отечественный научный деятель, взявший за основу своих разработок идеи Николы Теслы.

Преимущества трёхфазной сети очевидны: если в процессе вращения магнитного поля на трехполюсной обмотке генератора симметрично и последовательно появляется ток, его форму легко использоваться для обратного преобразования электрической энергии во вращение. В эпоху развивающегося научно-технического прогресса возможность свободно использовать электрические машины была крайне важной, таковой она остается и сейчас.

Агрегат гарантированного питания АГМ-7,5

Однако трёхфазная система электроснабжения не лишена недостатков. Напряжения на каждой из фаз связаны между собой коэффициентом симметрии. В трёхфазной сети различают два вида электрических напряжений: линейное, действующее между фазами, и фазное, которое измеряют между фазой и нулевым проводом.

Если нагрузка на каждой фазе одинакова (симметрична), линейное напряжение в √3 раз больше фазного.

При том, что смена полярности напряжения на каждой фазе чередуется с остальными и частично пересекаются по времени, значительная неравномерность в распределении нагрузок приводит к нестабильной работе всей системы.

Причины и последствия перекоса фаз

При появлении асимметрии нагрузок наблюдается потеря фазного напряжения на одной из фаз, при этом линейное напряжение остаётся постоянным.

Схема, по которой соединены трёхфазные нагрузки, может быть рассмотрена как делитель напряжения: его падение на наиболее нагруженной фазе будет максимальным из-за низкого сопротивления, при этом на наименее нагруженных фазах напряжение будет расти и стремиться к линейному. Иными словами напряжение на фазах распределяется соразмерно подключённой нагрузке.

Это мы наблюдаем в бытовых электросетях: все потребители подключены к разным фазам, однако нет никакой гарантии, что при строгой индивидуальности режимов работы и мощности электрооборудования нагрузка будет распределяться равномерно.

Поэтому наиболее распространённую схему соединений нагрузок в трёхфазной сети, называемой «звездой», дополняют нейтральным проводом, подключённым к центральной точке и электрически связанным с системой заземления.

Благодаря такому дополнению влияние несимметричных нагрузок на фазные напряжения существенно снижается, при этом эффективность выравнивания сильно зависит от проводимости нулевого проводника.

Если проводимость оказывается недостаточной или нулевой провод обрывается, асимметрия нагрузок снова усиливается и вызывает неравномерное распределение фазных напряжений.

Такой режим работы электросети чреват серьёзными последствиями: с ростом напряжения в каждом активном потребителе возрастает сила тока вплоть до предельных значений, выходят из строя ёмкостные фильтры устройств преобразования электроэнергии, повышается вероятность пробоя изоляции, в трёхфазных двигателях наблюдается перегрев и увеличение паразитных токов.

Обрыв нуля в городской сети непременно вызывает порчу электроприборов, подключённых к незащищенной ветви, даже если они не работают в данный момент. Зачастую повреждения техники необратимы, кроме того существенно возрастает вероятность возникновения пожара. Перекос фаз также негативно сказывается и на источниках трёхфазного питания — понижающих силовых трансформаторах и трёхфазных генераторах.

Восстановление нулевого провода

Для передачи электроэнергии на большие расстояния используют колоссальные напряжения, за счёт чего можно сократить до разумных значений сечения проводников. По мере приближения к потребителю происходит ступенчатое снижение напряжения с помощью силовых трансформаторов и постепенное ветвление электросети.

Нет никакой нужды соединять трансформаторы нулевым проводом, с этой задачей прекрасно справляется такой замечательный проводник как земная кора. Поэтому обрыв нуля может произойти только на финальной ступени трансформации: понижающей подстанции 6–0,4 кВ или в любой точке низковольтной распределительной сети.

Чтобы разобраться, в каком месте возможен обрыв нулевого провода, обратимся к классическому примеру — трёхфазной сети электроснабжения многоквартирного дома. В техническом канале, соединяющем этажные площадки, может быть проложен трёхжильный кабель и шина общедомового заземления.

Также возможно подключение нулевой шины к контуру заземления подстанции с помощью четвёртой жилы кабеля. Практически во всех случаях определить место обрыва достаточно просто, достаточно лишь измерить вольтметром электрический потенциал между нулевой шиной и землёй.

Если прибор показывает значения, близкие к отклонению фазного напряжения от нормы, значит место повреждения нужно искать раньше по схеме, продвигаясь в сторону подстанции.

С воздушными линиями электропередач дело обстоит иначе. Нулевой провод следует совместно с фазными на всей протяжённости распределительной сети, начиная от подстанции или трансформатора. Естественно, никто самостоятельно не будет проводить замер напряжения между нулевым проводником и землёй на каждом столбе ВЛЭП.

Обрыв можно определить лишь визуально, а ещё лучше — силами работников аварийной службы.

Дополнительно отметим, что нет смысла самостоятельно заземлять нулевой проводник в своей зоне ответственности, ведь при этом разгрузка всей сети будет происходить по проводнику потребителя, а значит, ток будет протекать через прибор учета.

Инверторные стабилизаторы фаз

От асимметрии напряжений и токов страдают не только потребители с однофазным подключением, но также и трёхфазные абонентские сети, в том числе и промышленные. Одним из наиболее эффективных способов решения проблемы перекоса фаз считается установка фазного стабилизатора. В отличие от обычных бытовых стабилизаторов напряжения, фазные стабилизаторы устраняют асимметрию путём усиления или перераспределения нагрузки.

По сути функцию многофазного симметрирующего стабилизатора может выполнять сборка из трёх однофазных стабилизаторов напряжения. Однако если три устройства объединить в одно, это может сулить существенную выгоду.

Принцип действия трёхфазного прибора заключён в том, что он имеет одно устройство запаса и преобразования энергии, в роли которого выступает импульсный трансформатор.

Если вкратце: однофазный стабилизатор, установленный на наиболее просаженной фазе, вынужден компенсировать повышение напряжения за счёт увеличения потребляемой мощности, что сопровождается сильным снижением КПД преобразователя.

В свою очередь трёхфазные стабилизаторы черпают необходимую для выравнивания энергию с фаз, на которых напряжение выше номинального, за счёт чего размер потерь на преобразование значительно ниже. При этом осуществляется дополнительная нагрузка на ненагруженные фазы, то есть стабилизируется не только потребительская, но также отчасти и питающая сеть. Наличие общего инвертора также позволяет поддерживать трёхфазную сеть при временном отсутствии напряжения на одной из фаз питания.

Трехфазный стабилизатор напряжения FNEX SBW 100

Не обходится и без недостатков. В первую очередь таковым выступает сложность устройства и высокая стоимость приборов трёхфазной стабилизации. По большей части стабилизаторы фаз применяют в электроснабжении небольших предприятий, оснащённых электрооборудованием с общей потребляемой мощностью до 80–100 кВА: котельных, базовых станций мобильной связи, мебельных цехов. Для более мощных потребителей предусмотрены иные способы стабилизации.

Симметрирующие трансформаторы

Другой тип устройств для стабилизации токов и напряжений — симметрирующие трансформаторы. Они имеют более широкий диапазон подключаемой мощности. Для сетей с потребляемой мощностью до 400 кВА рекомендуется установка низковольтных трансформаторов типа ТСТ, для более мощных — симметрирующих трансформаторов 6/0,4 кВ типа ТМГСУ.

Оба типа трансформаторов отличаются от обычных силовых тем, что имеют дополнительную обмотку. Она расположена параллельно первичными обмотками и включена между рабочим нулем и контуром заземления средней точки трансформатора.

Принцип действия прост: при появлении асимметрии нагрузок в нулевом проводе возникает ток, который передаётся магнитному сердечнику трансформатора, а затем подтягивает наиболее нагруженную фазу.

Компенсация осуществляется автоматически за счёт разницы в периодах колебаний разных фаз.

Трансформаторы ТМГСУ практически ничем не отличаются от низковольтных симметрирующих.

Размещение устройства балансировки фаз на ступени понижающей трансформации просто позволяет исключить дополнительную преобразовательную цепочку и, соответственно, избежать дополнительных потерь в магнитопроводе.

Простота, надёжность и низкая стоимость делает симметрирующие трансформаторы лучшим решением для сетей с невысокими требованиями к чистоте синусоиды. Однако трансформаторы не обладают столь широким набором защит и функций стабилизации, которые есть у приборов инверторного типа.

Защита от перенапряжений

Ну а как же быть потребителям с однофазным подключением? К сожалению, каким-то образом повлиять на вероятность возникновения перекоса и вызванного им повышения напряжения не представляется возможным. Такие явления периодически случаются, всему виной недостаточная оснащённость магистральных сетей, отсутствие работ по прогнозированию нагрузок и плачевное техническое состояние систем электрификации.

Однако защитить собственное электрохозяйство все же можно. Простейший способ — установка реле напряжения, которое отключит снабжение объекта при появлении в сети предельных рабочих параметров. Если даже временное отсутствие электроснабжения на объекте недопустимо, существует два способа защиты от перекоса фаз: установка однофазного стабилизатора или оснащение вводно-распределительной группы АВР с автономным источником питания.

рмнт.ру

29.01.18

Источник: https://www.rmnt.ru/story/electrical/perekos-faz-prichiny-izaschita.1493027/

Трёхфазный ток, фаза и ноль – что это такое

Что такое однофазная и трёхфазная электропроводка, чем они отличаются и чем трёхфазная круче? По просьбе френдов пишу небольшой технически-популярный пост.

Предисловие. Почему Алекса решила написать не только про гендер, секс и феминизм

Под завершение 2010-х годов у нас произошло важное событие, к которому мы довольно долго шли. Мы с женой купили старый полузаброшенный дом неподалёку от Москвы и стали его ремонтировать; работы там очень много, но по цене вариант был заметно интереснее и готового загородного коттеджа, и приличной городской квартиры.

А поскольку я по первому образованию физик и до сих пор зарабатываю на жизнь преимущественно научно-популярными текстами, то вот текст о проводке простым языком.

Самые азы. Переменное напряжение. Сколько вольт в розетках

Вообще фазой – вне электротехники – называют то, что описывает всякие колебания. Вот такие:

Это называют синусоидой. По горизонтали время, а по вертикали почти всё, что угодно. Угол отклонения маятника, уровень воды при прохождении волны, напряжение в сети

В случае с электропроводкой колеблется напряжение в сети – поэтому возникающий при подключении чего-либо ток и называют переменным. Когда говорят, что в розетке 220 вольт – это не означает, что там постоянно 220 вольт. Нет, напряжение на самом деле непрерывно меняется с +310 до -310 вольт! А в какой-то момент оно вообще равно нулю; отрицательные значения соответствуют случаю, когда ток течёт “в обратную сторону”, то есть не туда, куда он тёк при положительном напряжении.

Вот уже не просто синусоида – какие угодно колебания – а синусоида переменного тока. По вертикали отмечено напряжение в вольтах:

Рисунок: Pieter Kuiper / Wikimedia

Если вы в США, то у вас напряжение такое, как показано красной линией. А в Беларуси, России, Украине и в большинстве стран мира – синяя линия.

Пресловутые 220 (на самом деле уже давно 230, если смотреть на картинку и на новый стандарт*) вольт – это так называемое действующее напряжение. Которое, будь ток не переменным, а постоянным, оказывало бы такое же действие, как меняющееся 50 раз в секунду переменное напряжение от минус 325 до плюс 325 вольт.

Переменное, то есть постоянно меняющееся напряжение было выбрано не случайно.

Этому предшествовала настоящая “война токов” (с показательными казнями слонов) и в пользу переменного решающим аргументом оказалось то, что переменное проще преобразовывать – легче сделать напряжение повыше или пониже.

Повыше для передачи в другой город или для какого-нибудь завода, пониже для использования в квартирах. Ну и ещё пресловутая трёхфазная система, но про неё чуть позже, а пока давайте посмотрим на переменное напряжение поближе.

*) ГОСТ 29322-2014 в Беларуси и в России, CENELEC EN 50160:2010 в Украине; всё это по сути европейские стандарты.

Самые азы. Ремарка про напряжение

Выше я писала про напряжение. Напряжение – это такая физическая величина, которая выражает – если цитировать Википедию – “работу по переносу заряда между теми точками, между которыми мы измеряем напряжение”.

Слова про “перенос заряда” не случайны, так как электрический ток это поток заряженных частиц – как правило, электронов*. Чем больше переносится по проводу электронов, тем больше сила тока; а вот напряжение показывает то, какую работу может совершить ток.

При малом напряжении точно такой же ток совершит меньшую работу, чем при напряжении побольше; сила тока измеряется в амперах.

*) если говорить о металлических проводах, а не о погружённых в банку с солёной водой электродах. В воде будут не только электроны, но и ионы. Ток внутри наших нервных клеток, кстати, тоже ионный.

Что такое “фаза” и где она в проводах. Для тока нужно два провода

Для того, чтобы потёк ток – нужно минимум два провода. Ну или один провод и земля, куда уйдёт ток – но последний вариант, прямо скажем, не очень подходит для большинства случаев в силу требований техники безопасности. Посмотрим на какой-нибудь простой кабель поближе – вот я открою соседнюю вкладку браузера, где как раз выбираю всё для обустройства электропроводки в нашем новом доме:

Скриншот из магазина “Петрович”. 2х4 означает “две жилы по 4 мм² каждая”, а ВВГ – это марка кабеля, расшифровывать которую я сейчас не буду.

По одной жиле ток пришёл, по второй ушёл. Затем напряжение поменялось и стало наоборот – в одну жилу ток “всосало”, из второй “высосало”. А потом снова поменялось – и так 50 раз в секунду, так как напряжение переменное и частота его 50 герц, 50 колебаний туда-сюда за секунду.

Самое важное место во всём тексте. Провод под напряжением относительно земли – это и есть фаза

Напряжение, как я уже сказала, измеряется между двумя точками. Но ещё его можно измерять относительно земли – что, кстати, чаще всего и делают.

220 вольт* – это напряжение на одной из жил относительно земли! Вторая же жила, если померять напряжение между ней и землёй, покажет ноль вольт: поэтому я и написала выше, что ток из неё “высосет”.

Это ни разу не электротехнический термин, я специально его закавычила, но он позволяет понять физику процесса: когда в первой жиле окажется отрицательное напряжение, ток потечёт в обратную сторону подобно тому, как вода течёт не только в сторону от нагнетания, но и в сторону разрежения.

*) далее я буду говорить про действующее напряжение и не упоминать больше то, что оно меняется от -310 до +310 вольт.

Всё, что находится относительно земли под напряжением – называют “фазой”. Фазный провод – тот, где напряжение относительно земли не равно нулю. А где относительно земли ноль – это “ноль” и есть. Соединяем “фазу” с “нулём” какой-нибудь лампочкой – цепь замыкается и течёт ток, лампочка зажигается.

Ноль очень важно отделять от фазы на практике так, чтоб их нельзя было спутать. Синяя жила кабеля на фотографии предполагает, что там будет ноль. “Нулевые” провода можно, в принципе, брать за неизолированные участки руками – напряжение между ними и землёй должно в норме быть равным нулю и никакого удара током вы не получите. А вот “фаза” – однозначно ударит током, если вы ещё как-то будете прикасаться к земле, нулевому проводу или всему, что связано с землей проводящими ток частями.

Занимательная пауза: что будет при замыкании фазы с нулём

Если замкнуть фазу на ноль (с этого места я перестаю заключать эти термины в кавычки), соединив провода напрямую – будет короткое замыкание. Через провода потечёт очень большой ток и сработают защитные устройства в щитке после того, как у вас в руках как следует пыхнет и хлопнет.

Вот что бывает, если высоковольтная линия с очень высоким напряжением оказывается соединена с землёй неудачно выросшим деревом. Это вариант короткого замыкания. “Короткое” оно в силу того, что ток вместо “длинного” пути через какое-либо устройство идёт к земле (или к нулевому проводу – где такое же напряжение, как на земле) через что-то с гораздо меньшим сопротивлением, по “короткому” пути. И раз сопротивление меньше, то и ток много больше, причём в неподобающем месте.

Почему она “фаза” и что такое “трёхфазная система”

Но почему провод под напряжением называется именно “фазой”? Откуда такое название? В самом начале я сказала, что фаза это такая физическая величина, которая описывает колебания, причём тут провода?

Одни колебания могут запаздывать относительно других. Этот сдвиг – буква θ на графике ниже – называют сдвигом фаз.

Иллюстрация: Peppergrower / Wikimedia

Колебаться может электрическое напряжение между проводом-фазой и тем проводом, который называют нулём. А ещё у нас может быть не один фазовый провод, а несколько – и тогда в них колебания как раз могут не совпадать друг с другом, то есть иметь сдвиг фаз. Реальные электросети устроены как раз так, что в них не один фазовый провод, а три, причём именно со сдвигом колеблющегося напряжения по фазе.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Как рассчитать мощность трехфазной цепи

Поэтому и говорят о трёхфазной системе электроснабжения. Снова рисунок:

Источник: http://freeresearcher.net/2019/12/30/3phases/

Высокое напряжение в сети

Высокое напряжение в электросети — достаточно частое явление. Достаточно частое и достаточно опасное. Повышение сетевого напряжения может привести к поломке подключенных электрических приборов, к перегреву домовой электропроводки, к аварийным ситуациям.

Причины повышения напряжения в сети

Давайте выясним, по какой причине может возникать высокое напряжение в сети. Все причины можно разделить на две группы:

аварийное повышение напряжения в сети;
повышенное напряжение в сети в результате плохой регулировки или неравномерности нагрузки.

Высокое напряжение в результате аварии

Напряжение в электросети может резко вырасти в результате различных аварий:

обрыв нуля в результате плохого соединения проводки;
попадание высокого напряжения в результате аварии соседней линии высокого напряжения;
быстрое отключение нагрузки большой мощности в этой линии сети;
аварии на электрораспределительной подстанции.

Наиболее частой причиной резкого повышения напряжения является «обрыв нуля», происходит это в случае «обгорания» нулевого провода или потери контакта нулевого провода в месте коммуникации. В этом случае в подключенных домах или квартирах может оказаться до 380 Вольт.

Высокое напряжение в результате неверного регулирования или планирования

Напряжение в сети может стать высоким в следующих случаях:

неверная работа трансформаторов на распределительной подстанции;
значительная неравномерность подключения нагрузок по фазам;
недостаточная мощность линии электропередач или оборудования подстанции;
сезонные значительные колебания мощности потребления электроэнергии летом и зимой;
повышение напряжения на выходе с подстанции для обеспечения приемлемого напряжения в самом конце линии электроснабжения.

Наиболее частой причиной повышенного напряжения в сети является неравномерность подключенной нагрузки по фазам. Происходит это, как правило, в частном секторе, в сельских поселениях, дачных поселках. Подключение домов в таких местах происходит часто, без предварительного планирования, к ближайшей линии электропередач.

В результате таких подключений к одной фазе может быть подключено потребителей значительно больше, чем к другой фазе. А значит, у потребителей на одной фазе будет пониженное напряжение, а у потребителей на другой фазе будет повышенное напряжение.

По этой причине в двух соседних дачных домах может быть напряжение в сети 250 и 180 Вольт.

Чем опасно высокое напряжение в электросети

Высокое напряжение в сети может быть очень опасным. Существенное повышение напряжения несет опасность здоровью человека, опасность развития аварийной ситуации, опасность воспламенения и пожара.

Что происходит при повышении напряжения?

Первая опасность — это нагрев элементов электрической проводки, нагрев изоляции проводников, нагрев элементов электрических приборов. Дополнительный нагрев, может быть, сразу и не приведет к поломке оборудования или аварии, но, в любом случае, скажется на прочности и долговечности изоляции проводников и существенно снизит сроки эксплуатации приборов.

Высокое напряжение очень опасно для приборов, имеющих магнитные трансформаторы, электромагнитные излучатели, микроволновые излучатели, индукционные катушки. При увеличении напряжения в сети в таких устройствах существенно растет мощность магнитного или индукционного потока, что приводит к поломке прибора. По этой причине, при повышенном напряжении быстро выходят из строя микроволновые печи, индукционные варочные панели, индукционные котлы отопления и другие подобные приборы.

Высокое напряжение опасно для приборов, имеющих электродвигатели и компрессоры. К таким прибором относятся холодильники, стиральные машины, пылесосы, электрические насосы, кондиционеры, сплит-системы, кухонные миксеры, мясорубки, кофемолки. При повышении напряжения растет нагрузка на подвижные части этих приборов, на обмотки и контакты электродвигателей, что приводит к их поломке и дорогостоящему ремонту.

Большую опасность высокое напряжение представляет для электронных приборов и электронных схем управления. Достаточно высокое напряжение приводит к полному уничтожению элементов электронных плат.

Существенное повышение напряжения выше 300-400 Вольт может приводить к взрывам конденсаторов и других емкостных элементов, к перегреву электрических проводников и короткому замыканию. Такие аварии могут приводить к воспламенению и пожару.

Как понизить напряжение в электросети

Прежде всего необходимо выяснить причины повышения напряжения в сети.

Если причиной высокого напряжения является неравномерность нагрузки в вашей линии электропередач, то можно рассмотреть вопрос о переключении части абонентов на другую линию.

Если причиной повышения напряжения стала некорректная работа электрораспределительного оборудования, то необходимо обратиться в сервисную службу городских или поселковых электросетей.

Если устранить причину повышения напряжения административным путем не удается, то необходимо использовать стабилизаторы напряжения для обеспечения безопасного и эффективного электроснабжения.

В зависимости от значения напряжения, мощности подключаемых устройств, возможности установки дополнительного оборудования, следует выбрать необходимый стабилизатор напряжения.

Наиболее эффективным решением является установка мощного стабилизатора напряжения на входе в дом. Если установка такого прибора невозможна, можно использовать отдельные локальные стабилизаторы для защиты наиболее чувствительного оборудования и приборов.

При выборе стабилизатора напряжения следует обратить внимание на следующие параметры:

номинальная мощность стабилизатора;
фактическая мощность стабилизатора во всем диапазоне входных напряжений;
скорость стабилизации напряжения;
возможность эксплуатации в круглосуточном режиме;
надежность прибора.

Мы рекомендуем использовать стабилизаторы напряжения серии SKAT ST. Стабилизаторы этой серии имеют высокую мощность, высокую скорость стабилизации, не боятся перегрузок, могут работать круглосуточно. Более подробную информацию о технических параметрах смотрите в разделе «Стабилизаторы напряжения»

Стабилизаторы напряжения SKAT ST являются надежными устройствами, заводская гарантия — 5 лет!

Стабилизаторы напряжения SKAT ST помогут Вам эффективно решить проблемы низкого и высокого напряжения в сети. Стабилизаторы будут служит Вам долго и надежно.

Источник: https://volt-amper.ru/articles/vysokoe-napryazhenie-v-seti

Что такое перекос фаз, как исправить эту проблему

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. Одной из проблем многих частных владений, общественных заведений и производственных мощностей является перекос фаз.

Что это такое, и как его исправить?

Что такое перекос фаз: Перекос фаз – это состояние электрической сети, при котором одна или две из трех фаз нагружены сильнее, чем остальные. При этом наблюдается значительное снижение мощности трехфазных электрических приборов, преимущественно двигателей и трансформаторов. Но это, что касается промышленных сетей.

В бытовых условиях перекос наблюдается более выражено, при этом может даже возникать риск выхода из строя электроприборов с преобладающей реактивной нагрузкой. К таким относятся компрессоры холодильников, вентиляторы, приборы с простыми силовыми трансформаторными источниками питания. То все то, что не имеет четкой гальванической развязки с сетью и схему защиты от перенапряжений и просадок.

Следует отметить, что существуют разные виды перекоса в электросети. В зависимости от типа проблемы, выбирается наиболее оптимальный способ ее решения. Остановимся на наиболее распространенной и, в то же время, самой простой ситуации – перекос фаз, вызванный неравномерным распределением внутрисетевой нагрузки.

Большинство сетей являются трехфазными. Если в них нагрузка распределена неравномерно, в следствии чего одна или две фазы перегружены, а третья (или же две) недогружена, происходит перекос. На практике это может выглядеть следующим образом: подавляющее большинство однофазных нагрузок питаются от одной фазы, тогда как остальные могут быть вовсе не задействованы либо использоваться по минимуму.

Наиболее часто встречаются ситуации неисправности, в которых при подключении электропитания к трансформаторам не учитывается их потребляемая мощность. Таким образом, бывает, что физически фазы имеют приблизительно одинаковое количество подключений, но вот потребляемая этими подключениями мощность существенно отличается.

Сосредоточие на одной из фаз приборов с высоким потреблением электричества неизбежно вызывает неравномерную нагрузку между фазами. То же самое можно сказать и об общественных и промышленных объектах – во всех случаях очень важно следить за равномерным распределением нагрузки между имеющимися фазами, это позволит предотвратить возникновение сложностей.

Что же собой представляет перекос фаз с точки зрения электротехники?

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

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.

Чем опасен перекос фаз

Во время перекоса наблюдается неравномерная нагрузка на фазы – на задействованной напряжение падает ниже нормы, тогда как недогруженная фаза испытывает скачок напряжения, превышающий допустимые показатели.

Результаты такого положения могут быть плачевными для многих электроприборов. Это вызвано тем, что отдельный прибор может либо недополучать требующейся мощности, либо получать ее в избытке.

Особенно такое положение опасно для приборов, потребляющих много энергии: двигателей для ворот, насосов, оборудования, использующегося в бассейнах и при поливе.

Вернемся: как исправит проблему с перекосом фаз?

Предотвратить негативные последствия для оборудования от перекоса между фазами позволяет трехфазный автомат. Если мощность в одной фазе превышаю предусмотренную нагрузку, автоматически отключается электричество во всем доме/линии.

Это не является решением ситуации, потому что лишь подобный подход не позволяет использовать всю доступную мощность.

К примеру, при трехфазном автомате на 16А, при превышении нагрузки на одной фазе 16А – система отключится, но это не позволяет полностью использовать всю возможную мощность 48А (16Х3).

Идеальным вариантом является планирование всех мощностей на начальном этапе проектирования здания, таким образом можно равномерно распределить напряжение между всеми фазами, предотвратив тем самым перекос. Если же здание уже сдано в эксплуатацию – можно замерить напряжение на каждой фазе в отдельности, для этого используется вольтметр, и при необходимости осуществить перераспределение.

Реальные рабочие условия

При стандартном распределении на дом с тремя подъездами обычно одна фаза используется для питания одного подъезда, вторая для второго и третья, соответственно, для третьего. Это позволяет равномерно нагрузить развязывающий понижающий трансформатор на подстанции и обеспечить ему оптимальные режимы работы. Но это справедливо, только если нагрузка примерно одинакова, притом как в активной, так и реактивной составляющей.

Но, к сожалению, потребителю не объяснишь, что необходимо придерживаться норм расхода электричества, а если рассматривать сельскую местность, то многие умельцы в сеть подключают очень большую активную нагрузку, что существенно ухудшает условия работы трансформатора на подстанции. Через одно плечо начинает течь больший ток, чем через остальные, тем самым разогревая магнитопровод, а это приводит к возникновению в нем паразитных вихревых токов, нарушающих режим работы источника еще сильнее.

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Источник: https://elektronchic.ru/elektrotexnika/chto-takoe-perekos-faz.html

Перекос фаз в трехфазной сети: что это такое, причины, последствия, защита

Самая распространенная проблема, порождающая массу деструктивных последствий – перекос фаз в трехфазной сети (до 1,0 кВ) с глухозаземленной нейтралью. При определенных условиях такое явление может вывести из строя электрические приборы и создать угрозу для жизни. Учитывая актуальность проблемы, будет полезным узнать, что представляет собой несимметрия токов и напряжений, а также причины ее возникновения. Это позволит выбрать наиболее оптимальную стратегию защиты.

Что такое перекос фаз?

Данный термин используется для описания состояния сети, при котором возникают неравномерные нагрузки между фазами, что приводит к возникновению перекоса. Если составить векторную диаграмму идеальной трехфазной сети, то она будет выглядеть так, как показано на рисунке ниже.

Диаграмма напряжений в идеальных трехфазных сетях

Как видно из рисунка, в данном случае равны как линейные напряжения (АВ=ВС=СА=380,0 В), так и фазные (АN=ВN=СN=220,0 В). К сожалению, на практике добиться такого идеального равенства нереально. То есть, линейные напряжения сети, как правило, совпадают, в то время как в фазных наблюдаются расхождения. В некоторых случаях они могут превысить допустимый предел, что приведет к возникновению аварийной ситуации.

Пример диаграммы напряжений при возникновении перекоса

Допустимые нормы значений перекоса

Поскольку в трехфазных сетях предотвратить и полностью устранить перекосы невозможно, существуют нормы несимметрии, в которых установлены допустимые отклонения. В первую очередь это ГОСТ 13109 97, ниже приведена вырезка из него (п. 5.5), чтобы избежать разночтения документа.

Нормы несимметрии напряжения ГОСТ 13109-97

Поскольку, основная причина перекоса фаз напрямую связана с неправильным распределением нагрузок, существуют нормы их соотношения, прописанные в СП 31 110. Вырезку из этого свода правил также приведем в оригинале.

Вырезка из СП 31-110 (п 9.5)

Здесь необходимы пояснения в терминологии. Для описания несимметрии используются три составляющих, это прямая, нулевая и обратная последовательность. Первая считается основной, она определяет номинальное напряжение. Две последние можно рассматривать в качестве помех, которые приводят к образованию в цепях нагрузки соответствующих ЭДС, которые не участвуют в полезной работе.

Причины перекоса фаз в трехфазной сети

Как уже упоминалось выше, данное состояние электросети чаще всего вызвано неравномерным подключением нагрузки на фазы и обрывом нуля. Чаще всего это проявляется в сетях до 1, кВ, что связано с особенностями распределения электроэнергии, между однофазными электроприемниками.

Обмотки трехфазных силовых трансформаторов подключаются «звездой». Из места соединения обмоток отводится четвертый провод, называемый нулевым или нейтралью. Если происходит обрыв нулевого провода, то в сети возникает несимметрия напряжений, причем перекос напрямую будет зависеть от текущей нагрузки. Пример такой ситуации приведен ниже. В данном случае RН это сопротивления нагрузок, одинаковые по значению.

Перекос фаз, вызванный обрывом нейтрали

В данном примере напряжение на нагрузке, подключенной к фазе А, превысит норму и будет стремиться к линейному, а на фазе С упадет ниже допустимого предела. К подобной ситуации может привести перекос нагрузки, выше установленной нормы. В таком случае напряжение на недогруженных фазах повысится, а на перегруженных упадет.

К перекосу напряжений также приводит работа сети в неполнофазном режиме, когда происходит замыкание фазного провода на землю. В аварийных ситуациях допускается эксплуатация сети в таком режиме, чтобы обеспечить электроснабжение потребителям.

Исходя из вышесказанного, можно констатировать три основные причины перекоса фаз:

Неравномерная нагрузка на линии трехфазной сети.
При обрыве нейтрали.
При КЗ одного из фазных проводов на землю.

Несимметрия в высоковольтных сетях

Вызвать подобное состояние в сети 6,0-10,0 кВ иногда может подключенное к ней оборудование, в качестве характерного примера можно привести дугоплавильную печь.

Несмотря на то, что она не относится к однофазному оборудованию, управление тока дуги в ней производится пофазно. В процессе плавки также могут возникнуть несимметричные КЗ.

Учитывая, что существуют дугоплавильные установки запитывающиеся от напряжения 330,0 кВ, то можно констатировать, что и в данных сетях возможен перекос фаз.

В высоковольтных сетях перекос фаз может быть вызван конструктивными особенностями ЛЭП, а именно, разным сопротивлением в фазах. Чтобы исправить ситуацию выполняется транспозиция фазных линий, для этого устанавливаются специальные опоры. Эти дорогостоящие сооружения не отличаются особой прочностью. Такие опоры не особо стремятся устанавливать, предпочитая пожертвовать качеством электроэнергии, чем надежностью ЛЭП.

Опасность и последствия

Считается, что наиболее значимые последствия несимметрии связаны с низким качеством электроэнергии. Это, безусловно, так, но нельзя забывать и о других негативных воздействиях. К таковым относится образование уравнительных токов, вызывающих увеличение расхода электрической энергии. В случае с трехфазным автономным электрическим генератором это также приводит к повышенному расходу дизеля или бензина.

При равномерном подключении нагрузки, геометрическая сумма проходящих через нее токов была бы близкой к нулю. Когда возникает перекос, растет уравнительный ток и напряжение смещения. Увеличение первого приводит к росту потерь, второго – к нестабильному функционированию бытовых приборов или другого оборудования, срабатыванию защитных устройств, быстрому износу электроизоляции и т.д.

Перечислим, какие последствия можно ожидать, когда появляется перекос:

Отклонение фазного напряжения. В зависимости от распределения нагрузок возможно два варианта:

Напряжение выше номинального. В этом случае большинство электрических устройств, оставленных включенными в бытовые розетки, с большой вероятностью выйдут из строя. При срабатывании защиты результат будет менее трагическим.
Напряжение падает ниже нормы. Увеличивается нагрузка на электродвигатели, происходит падение мощности электромашин, растут пусковые токи. Наблюдаются сбои в работе электроники, устройства могут отключиться и не включаться пока перекос не будет устранен.

Увеличивается потребление электричества оборудованием.
Нештатная работа электрооборудования приводит к уменьшению эксплуатационного срока.
Снижается ресурс техники.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Что называется основным изолирующим Электрозащитным средством

Не следует забывать, что перекос может создать угрозу для жизни. При превышении номинального напряжения вероятность КЗ в проводке не велика, при условии, что она не ветхая, а кабель подобран правильно. Более опасны в этом случае электроприборы, подключенные к сети. Когда появляется перекос, может произойти КЗ на корпус или возгорания электроприбора.

Защита от перекоса фаз в трехфазной сети

Наиболее простой, но, тем не менее, эффективный способ минимизировать негативные последствия описанного выше отклонения — установить реле контроля фаз. С внешним видом такого устройства и примером его подключения (в данном случае после трехфазного счетчика), можно ознакомиться ниже.

Реле контроля фаз (А) и пример схемы его подключения (В)

Данный трехфазный автомат может обладать следующими функциями:

Производить контроль амплитуды электротока. Если параметр выходит за установленные границы, нагрузка отключается от питания. Как правило, диапазон срабатывания прибора можно настраивать в соответствии с особенностями сети. Данная опция имеется у всех приборов данного типа.
Проверка очередности подключения фаз. Если чередование неправильное питание отключается. Данный вид контроля может быть важен для определенного оборудования. Например, при подключении трехфазных асинхронных электромашин от этого зависит, в какую сторону будет происходить вращение вала.
Проверка обрыва на отдельных фазах, при обнаружении такового нагрузка отключается от сети.
Функция отслеживает состояние сети, как только появляется перекос, происходит срабатывание.

Совместно с реле контроля фаз можно использовать трехфазные стабилизаторы напряжения, с их помощью можно несколько улучшить качество электроэнергии. Но данный вариант не отличается эффективностью, поскольку такие приборы сами могут взывать нарушение симметрии, помимо этого на стабилизаторах возникают потери.

Лучший способ симметрировать фазы – использовать для этой цели специальный трансформатор. Этот вариант выравнивания фаз может дать результаты, как при неправильном распределении однофазных нагрузок на автономный 3-х фазный генератор электроэнергии, так и в более серьезных масштабах.

Защита в однофазной сети

В данном случае повлиять на внешние проявления системы электроснабжения не представляется возможным, например, если фазы перегружены, потребители электроэнергии не могут исправить ситуацию. Все, что можно сделать, это обезопасить электрооборудование путем установки реле напряжения и однофазного стабилизатора.

Имеет смысл установить общее стабилизирующее устройство на всю квартиру или дом. В этом случае необходимо высчитать максимальную нагрузку, после этого добавить запас 15-20%.. Это запас на будущее, поскольку со временем количество электрооборудования может увеличиться.

Совсем не обязательно подключать к стабилизатору сети все оборудование, некоторые виды приборов (например, электропечи или бойлеры), могут быть подключены к реле напряжения (через АВ) напрямую. Это позволит сэкономить, поскольку устройства меньшей мощности стоят дешевле.

Источник: https://www.asutpp.ru/perekos-faz-v-trehfaznoj-seti.html

Перекос фаз. Причины возникновения и устранение. Защита

В трехфазной электрической сети на каждой фазе должно быть одно и то же напряжение, с допустимым отклонением. Если напряжение распределено по фазам неравномерно, то возникает перекос фаз. В результате такого явления в промышленном оборудовании (электродвигатели, трансформаторы) происходит значительное уменьшение мощности. В бытовых условиях такой перекос между фазами может привести к неисправностям электрических устройств и других потребителей энергии.

Когда электрические устройства подключены на одну фазу, то есть риск возникновения перекоса между фазами. Чтобы не допускать нарушения снабжения электрической энергией, необходимо разобраться в том, от чего возникает такое отрицательное явление.

Причины возникновения

Существуют разные причины перекоса по напряжению между фазами. Основной популярной причиной стало неравномерное и неграмотное распределение нагрузки по фазам сети. При появлении перекоса на участке с трехфазным питанием, можно говорить о том, что некоторые фазы эксплуатируются с чрезмерной нагрузкой, а третья фаза нагружена незначительно.

Чаще всего однофазные нагрузки в виде бытовых электрических устройств подключают на одну фазу. Поэтому перекос фаз появляется при одновременном запуске нескольких мощных устройств. Начальными признаками перекоса являются работающие бытовые приборы, у которых заметно снизилась мощность, либо они совсем отключились. При этом приборы освещения стали выдавать тусклый свет, а лампы дневного света при этом мерцают.

Для более точного определения того, есть ли перекос фаз, нужно вызвать специалиста, и на месте провести тщательную проверку. Только путем проведения измерений можно выявить разницу в напряжении на разных фазах.

Последствия и опасность

опасность этого явления состоит в некорректной работе бытовых устройств, и возникновения возможности выхода их из строя. Максимальная часть отрицательных последствий приходится на разные виды электрических двигателей, установленных в различной бытовой технике.

Отрицательные факторы влияния перекоса фаз делятся на три вида:

Возникновение неисправностей подключенных электрических устройств, оборудования и приборов, снижение их срока эксплуатации.
Неисправности источников электроэнергии: повреждения, повышение расхода энергии, снижение срока службы источника.
Негативные факторы для потребителей энергии: повышение затрат на оплату электроэнергии, вероятность получения травм, необходимость проведения ремонта и обслуживания электрооборудования.

Если перекос фаз образовался на автономной отдельной электростанции, то потребление топлива и смазочных материалов в этом случае существенно повысится, а генератор может выйти из строя.

Если на одной фазе напряжение выше, чем на двух других фазах, то нарушается электробезопасность, что может привести к возгоранию электропроводки и оборудования.

В результате видно, что последствия этого отрицательного явления существенные, их устранение и решение может привести к значительному материальному ущербу. Для предотвращения таких негативных ситуаций, необходимо заблаговременно принять соответствующие меры.

Способы защиты

Для нормальной эксплуатации трехфазной сети, а также чтобы напряжение на отдельной фазе соответствовала номинальному значению, необходимо применять специальные приборы и устройства. Обычно для этого подключают стабилизатор напряжения.

В быту применяются однофазные исполнения, способные защитить электрооборудование. В производственных условиях используется 3-фазный стабилизатор, включающий в себя три однофазных устройства. Однако полностью устранить фазные перекосы эти приборы не способны, так как они выравнивают напряжение в одной фазе.

Иногда такие устройства сами создают условия для неравномерного распределения электроэнергии. Эта проблема может решиться только с помощью специальных технологий, выравнивающих напряжение между всеми фазами.

Существует несколько способов защиты:

Использование устройств, выравнивающих нагрузку по фазам в автоматическом режиме.
Создание проекта снабжения электрической энергией объекта с учетом предполагаемых значений нагрузок.
Изменение электрической схемы цепи с учетом мощности потребителей.
Подключение специального реле, которое будет контролировать величину напряжения на фазах, и отключать питание при выявлении несимметрии.

Такими методами можно защитить электрические устройства от неисправностей, и исключить перекос напряжения.

Симметрирующий трансформатор

Чтобы предотвратить перекос напряжений между фазами и поддерживать определенное значение фазного напряжения, следует применять специальную технологию, позволяющую выравнивать значение напряжения не отдельно на некоторой фазе, а обеспечивать симметричность всех трех фаз, то есть всю трехфазную сеть. Такая альтернативная технология реализована в симметрирующем трансформаторе.

Такой инновационный прибор может работать при 100-процентном перекосе напряжения и способен устранить фазный перекос напряжений в широком интервале их изменений, при любых причинах возникновения этого негативного явления:

Перекос во входной сети пинания, возникший вследствие повреждений распределительной сети.
Неравномерное разделение нагрузок между фазами.
Включение в работу мощного устройства.
Смешанные причины перекоса.

Задачами, разрешаемыми путем включения в работу симметрирующего трансформатора, являются:

Равномерное распределение потребителей между фазами.
Устранение перекоса фазных напряжений (выравнивание всех фаз между собой в трехфазной сети).
Поддержание заданного значения напряжения на каждой фазе.
Преобразование трехфазной электрической сети питания в 1-фазную сеть: — с гальванической развязкой сети питания и потребителя электроэнергии; — без гальванической развязки;— с изменением (повышением или снижением) напряжения на его выходе.
Преобразование трехфазной сети, состоящей из трех проводов, в трехфазную сеть с четырьмя проводами (создание рабочего нулевого провода для возможности подсоединения нагрузки на фазу).
Возможность получения 50% 3-фазной мощности с одной фазы.
Применение генераторов с меньшей мощностью для такой же группы потребителей.
Включение в работу более мощных нагрузок при ограничениях на допустимую мощность из общей государственной сети, либо при работе от автономного источника.
Во время промерзания трубопроводов или обледенения проводов возможен отогрев этих коммуникаций, а также другого оборудования.

Допустимые нормы на перекос фаз

Основным рабочим документом, регламентирующим качество электрической энергии, и нормы несимметрии в трехфазной сети считается ГОСТ13109-97, а допускаемое отклонение нагрузок определяется по документу СП31-110, в котором для вводно-распределительных устройств допускаются разница величины нагрузок между фазами не более 15%, а для распределительных щитов – не более 30%.

Высокое или повышенное напряжение. Как понизить напряжение в сети

Как в наших электросетях могут появиться высокое или повышенное напряжение? Как правило к повышению напряжения могут привести некачественные электрические сети или аварии в сетях.

К недостаткам сетей можно отнести: устаревшие сети, низкокачественное обслуживание сетей, высокий процент амортизации электрооборудования, неэффективное планирование линий передач и распределительных станций, не управляемый рост количества потребителей.

Это приводит к тому, что сотни тысяч потребителей, получают высокое или повышенное напряжение. Значение напряжения в таких сетях может достигать 260, 280, 300 и даже 380 Вольт.

https://www.youtube.com/watch?v=spZpkiTXT_s

Одной из причин повышенного напряжения, как ни странно, может быть пониженное напряжение потребителей, находящихся далеко от трансформаторной подстанции. В этом случае часто электрики умышленно повышают выходное напряжение электрической подстанции, чтобы добиться удовлетворительных показателей тока у последних в линии передач потребителей. В итоге, у первых в линии напряжение будет повышенным.

По этой же причине можно наблюдать повышенное напряжение в дачных поселках. Здесь изменение параметров тока связаны с сезонностью и периодичностью потребления тока. Летом мы наблюдаем рост потребления электроэнергии. В этот сезон на дачах находится много людей, они используют большое количество энергии, а зимой потребление тока резко падает.

В выходные дни потребление на дачных участках растёт, а в рабочие дни падает. В результате имеем картину неравномерного потребления энергии. В этом случае, если установить выходное напряжение на подстанции (а они, как правило, недостаточной мощности) нормальным (220 Вольт), то летом и в выходные напряжение резко просядет и будет пониженным.

Поэтому электрики изначально настраивают трансформатор на повышенное напряжение. В итоге зимой и в рабочие дни напряжение в поселках высокое или повышенное.

Вторая большая группа причин появления высокого напряжения — это перекосы по фазам при подключении потребителей. Часто бывает так, что подключение потребителей происходит хаотично без предварительного плана и проекта. Или в ходе реализации проекта или развития поселений происходит изменение значения потребления на разных фазах линии передач. Это может привести к тому, что на одной фазе напряжение будет пониженным, а на другой фазе — повышенным.

Третья группа причин повышенного напряжения в сети — это аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Здесь следует выделить две основные причины — обрыв нуля и попадание тока высокого напряжения в обычные сети. Второй случай — это редкость, случается в городах в сильный ветер, ураган. Бывает, что линия питания электротранспорта (трамвая или троллейбуса) попадает при обрыве на линии городских сетей. В этом случае в сеть может попасть и 300, и 400 Вольт.

Теперь рассмотрим, что происходит при пропадании «нуля» во внутренние домовые сети. Этот случай бывает довольно часто. Если в одном подъезде дома используется две фазы, то при пропадании нуля (например, нет контакта на нуле) происходит изменение значения напряжения на разных фазах.

На той фазе, где сейчас нагрузка в квартирах меньше, напряжение будет завышенным, на второй фазе — заниженным. Причем напряжение распределяется обратно пропорционально нагрузке.

Так, если на одной фазе нагрузка именно в этот момент в 10 раз больше, чем на другой, то мы можем получить на первой фазе 30 Вольт (низкое напряжение), а на второй фазе — 300 Вольт (высокое напряжение). Что приведет к сгоранию электрических приборов и, возможно, пожару.

Чем опасно высокое и повышенное напряжение

Высокое напряжение опасно для электрических приборов. Значительное повышение напряжения может привести к сгоранию приборов, их перегреву, дополнительному износу. Особенно критичны к высокому напряжению электронное оборудование и электромеханические приборы.

Повышенное напряжение может привести к пожару в доме, нанести большой ущерб.

Как защититься от высокого напряжения и как понизить напряжение в сети

Чтобы защитить свои сети от повышенного напряжения, пиков высокого напряжения, скачков тока и перенапряжения необходимо использовать устройства защиты от скачков напряжения.
Подробнее смотрите в разделе «Устройства защиты от импульсных перенапряжений». Чтобы понизить напряжение, нормализовать параметры тока необходимо использовать стабилизаторы. Подробнее смотрите в разделе «Стабилизаторы напряжения».

Источник: https://skat-ups.ru/articles/vysokoe-povyshenoe-napryazhenie-seti/

Что делать, если в розетке напряжение 240-250 вольт?

Кто-то мучается с низким напряжением, а у кого-то совсем наоборот — в розетке напряжение достигает и 240 и 250 вольт, а то и выше (270 или даже 280)
По статистике, проблема высокого напряжения возникает гораздо реже, чем противоположная крайность (низкое напряжение) и больше является уделом тех, кто живет рядом с подстанцией.
Решение сделать замеры напряжения часто происходит после того, как одна за другой перегорают лампочки в люстрах или по непонятным причинам начинает быстро выходить из строя бытовая техника.

Высокое сетевое напряжение: причины

3 основные причины появления в сети высокого напряжения

неравномерное распределение нагрузки между фазами или «перекос» фаз. При увеличении нагрузки на одной фазе происходит падение напряжения на ней, а на другой фазе напряжение растет
умышленное повышение электриками выходного напряжения электрической подстанции. Делается для того, чтобы повысить напряжение у потребителей, находящихся далеко от линии передач. В результате у потребителей, находящихся недалеко от трансформаторной подстанции, напряжение будет выше 220 вольт.
аварии на линиях электропередач и внутренних линиях. Происходят из-за обрыва нулевого провода и попадание тока высокого напряжения в бытовые сети 220В.

Высокое сетевое напряжение: факты

Согласно ГОСТу, «отклонения напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10% номинального или согласованного значения напряжения». Норма качества электроэнергии — 220 вольт.
Следовательно, если напряжение в розетке выше 242 вольт, то такая ситуация не является нормальной.

Это проблема, которую нужно решать.

факты о высоком сетевом напряжении

при работе на повышенном напряжении уменьшается рабочий ресурс блоков питания бытовой техники (особенно импортной) при повышении напряжения до 250 вольт срок службы бытовой техники уменьшается примерно наполовину
значительное превышение уровня входного напряжения приводит к выходу техники из строя, нередко — к возгоранию
наиболее чувствительные к высокому напряжению — электроника и все приборы с электронным управлением
при повышенном сетевом напряжение расход электроэнергии увеличивается

Как защититься от высокого напряжения в сети?

Итак, что же делать, если в розетке напряжение выше 240 вольт?
Вначале можно попытаться обратиться к электрикам, объяснить ситуацию и попытаться ее исправить.
По каким-то причинам проблема не поддается быстрому и эффективному решению? Тогда стоит задуматься о самостоятельной защите своего дома от опасного напряжения в розетке.

Две основные группы устройств

Реле напряжения.Защищают от скачков напряжения в сети, импульсных, кратковременных и длительных перенапряжений. Включаются между электросетью и бытовой техникой и отключают нагрузку от сети при появлении любой опасности. Таким образом, реле не вносят изменения во входное напряжение, а лишь отключают его при превышении заданного уровня. Обычно верхний предел для реле популярных марок (Новатек, Digitop, Меандр, ABB и т.п.) установлен на уровне 270-280 вольт.
Стабилизаторы напряжения. Защищают технику от скачков напряжения, могут понизить его уровень, в отличии от реле. Работают в более широком диапазоне напряжений (большинство китайских — до 280 вольт, отдельные модели российских стабилизаторов — до 320 вольт). Если входное напряжение превысит допустимый уровень, то стабилизатор произведет отключение нагрузки и автоматическое подключение при восстановлении сети. Т.е. важное отличие стабилизатора от реле — возможность работы в более широких пределах за счет того, что высокое напряжение понижается, делается безопасным для подключенной бытовой техники. Если же уровень входного напряжения достигнет совсем аномальных значений, то стабилизатор, по аналогии с реле, произведет защитное отключение нагрузки. После понижения напряжения до определенного уровня, в зависимости от конкретной модели, нагрузка будет подключена к питанию.

ЭТО ИНТЕРЕСНО: Почему для передачи электроэнергии используют переменный а не постоянный ток

Как выбрать стабилизатор при повышенном напряжении?

Итак, если стоит задача не только защитить технику от высокого напряжения, но и сделать так, чтобы она нормально работала в таких условиях, то выбор очевиден — установка стабилизатора напряжения.

Если в сети часто бывает повышенное напряжение, то нужно более внимательно подойти к выбору стабилизатора, чем в случае с пониженным напряжением. Это связано с тем, что высокое напряжение гораздо быстрее выведет электробытовые приборы из строя.
Встроенная защита дешевых китайских стабилизаторов релейного типа может не сработать.

Тогда произойдет выход из строя или самого стабилизатора или подключенной к нему техники. Также нередки и случаи их возгорания.

рекомендованные для работы в условиях повышенного напряжения

Стабвольт — релейные модели способны эффективно работать при напряжении до 305 вольт.
Бастион — верхняя граница входного напряжения для мощных моделей этой марки — 295 вольт.
Энерготех — модификации HV выдерживают скачки напряжения до 300 вольт
Вольт Инжиниринг — бюджетная серия Гибрид (12-ти ступенчатая)с расширенным диапазоном гарантирует работу электроприборов даже при напряжении 325 вольт в розетке. Симисторная серия Ампер работает до 295 вольт

Источник: https://staby.ru/page.php?page=chto_delat_v_rozetke_napryazhenie_240volt

Фаза тока

У новичков в мире электрики и домовладельцев иногда возникает вопрос: что такое фаза тока в бытовой электропроводке. Связано это с необходимостью починить какой-либо электроприбор.

В возникшей ситуации наиболее приоритетной задачей мастера должно стать соблюдение правил техники безопасности, а не проявление прикладных навыков и умений. Знание элементарных законов функционирования тока и процессов, проходящих внутри бытовых электроприборов не только поможет справиться с большинством неисправностей, возникающих в них, но и сделает этот процесс наиболее безопасным.

Конструкторы и инженеры делают все возможное, чтобы предотвратить несчастный случай при работе с электричеством в быту. Задача потребителя сводится к соблюдению предписанных норм.

Далее мы рассмотрим:

однофазный ток;
двухфазный ток;
трехфазный ток.

Однофазный ток

Переменный ток, который получают при помощи вращения в магнитном потоке проводника или системы проводников, соединенных в одну катушку, называется однофазным переменным током.

Как правило, для передачи однофазного тока используют 2 провода. Называются они фазным и нулевым соответственно. Напряжение между этими проводами составляет 220 В.

Однофазное электропитание. Однофазный ток можно подвести к потребителю двумя различными способами: 2-проводным и 3-проводным. При первом (двухпроводном), для подведения однофазного тока используют два провода. По одному протекает фазный ток, другой предназначен для нулевого провода.

Таким образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, дома. При втором способе для подведения однофазного тока — добавляют ещё один провод. Называется такой провод заземлением (РЕ).

Он предназначен для предотвращения поражения человека электрическим током, а так же для отвода токов утечки и предотвращения приборов от поломки.

Двухфазный ток

Двухфазным электрическим током называется совокупность двух однофазных токов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол Pi2 или на 90 °.

Наглядный пример образования двухфазного тока. Возьмем две катушки индуктивности и расположим их в пространстве таким образом, чтобы их оси были взаимно перпендикулярны, после чего запитаем систему катушек двухфазным током, как результат получим в системе два магнитных потока.

Вектор результирующего магнитного поля будет вращаться с постоянной угловой скоростью, как следствие, возникает вращающееся магнитное поле.

Ротор с обмотками, изготовленными в виде короткозамкнутого «беличьего колеса» или представляющий собой металлический цилиндр на валу, будет вращаться, приводя в движение механизмы.

Передают двухфазные токи при помощи двух проводов: двумя фазными и двумя нулевыми.

Трехфазный ток

Трехфазной системой электрических цепей называется система, которая состоит из трех цепей, в которых действуют переменные, ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 1/3 периода(φ=2π/3).

Каждую отдельную цепь такой системы коротко называют ее фазой, а систему трех сдвинутых по фазе переменных токов в таких цепях называют просто трехфазным током. Трехфазный ток легко передаётся на дальние расстояния. Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В.

Пара — фазный провод и нуль — имеет напряжение 220 В.

Распределение трёхфазного тока по жилым домам выполняется двумя способами: 4-проводным и 5-проводным. Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После распределительного щита для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами будет составлять 220В.

Пятипроводное подключение трехфазного тока — в схему добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ). В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно, в противном случае может произойти перекос фаз. От того, какая электропроводка используется в доме, зависит какое электрооборудование можно в неё включать.

К примеру, заземление обязательно, если в сеть включаются приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели, электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры, устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока).

Трехфазный ток необходим для электропитания двигателей (актуальных для частного дома).

Устройство бытовой электропроводки

Вначале электроэнергия вырабатывается на электростанции. Затем через промышленную электросеть она попадает на трансформаторную подстанцию, где напряжение преобразуется в 380 вольт. Соединение вторичных обмоток понижающего трансформатора выполнено по схеме «звезда»: три контакта подключены к общей точке «0», а три оставшихся присоединены к клеммам «A», «B» и «C» соответственно. Для наглядности приводится картинка.

Объединенные контакты «0» подсоединяются к заземлительному контуру подстанции. Также здесь ноль расщепляется на:

Рабочий ноль (на картинке изображен синим)
PE-проводник, выполняющий защитную функцию (линия желто-зеленого цвета)

Нули и фазы тока с выхода понижающего трансформатора подводятся к распределительному щитку жилого дома. Полученная трехфазная система разводится по щиткам в подъездах. В конечном итоге, в квартиру попадает фазовое напряжение 220 В и проводник PE, выполняющий защитную функцию.

Итак, что же такое фаза тока и ноль? Нулем называют проводник тока, присоединенный к заземлительному контуру понижающего трансформатора и служащий для создания нагрузки от фазы тока, подсоединенной к противоположному концу обмотки трансформатора. Кроме того, существует так называемый «защитный ноль» — это PE-контакт, описанный ранее. Он служит для отвода токов при возникновении технической неисправности в цепи.

Этот метод подключения жилых домов к городской электросети отработан десятилетиями, но все же он не идеален. Иногда в вышеописанной системе появляются неисправности. Чаще всего, они связаны с низким качеством соединения на определенном участке цепи или полным обрывом электрического провода.

Что происходит в нуле и фазе при обрыве провода

Обрыв электрического провода часто обусловлен элементарной рассеянностью мастера – забыть присоединить к определенному прибору в доме фазу тока или ноль – проще простого. Кроме того, нередки случаи отгорания нуля на подъездном щитке в связи с высокой нагрузкой на систему.

В случае обрыва соединения любого электроприбора в доме со щитком, этот прибор перестает работать – ведь цепь не замкнута. При этом не имеет значения, какой именно провод разорван – ноль или фаза тока.

Аналогичная ситуация происходит, когда разрыв наблюдается между распределительным щитком многоквартирного дома и щитом конкретного подъезда – все квартиры, подключенные к щиту подъезда, окажутся обесточены.

Вышеописанные ситуации не вызывают серьезных сложностей и не представляют опасности. Они связаны с обрывом лишь одного проводника и не несут в себе угрозы безопасности электроприборов или людей, находящихся в квартире.

Самая опасная ситуация – исчезновение соединения между заземлительным контуром подстанции и средней точкой, к которой подключена нагрузка внутридомового электрощита.

В этом случае электрический ток пойдет по контурам AB, BC, CA, а общее напряжение на этих контурах – 380 В. В связи с этим возникнет очень неприятная и опасная ситуация – на одном электрощитке может вовсе не быть напряжения, так как хозяин квартиры посчитал нужным отключить электроприборы, а на другом возникнет высокое напряжение близкое к 380 вольтам. Это вызовет выход из строя большинства электроприборов, ведь номинальное напряжение работы для них – 240 вольт.

Конечно, такие ситуации можно предотвратить – существуют достаточно дорогостоящие решения для защиты от скачков напряжения. Некоторые производитель встраивают их в свои приборы.

Как определить ноль и фазу собственными силами

Для определения нуля и фазы тока существуют специальные отвертки-тестеры.

Она работает по принципу прохождения тока низкого напряжения через тело человека, использующего ее. Отвертка состоит из следующих частей:

Наконечник для подключения к фазовому потенциалу розетки;
Резистор, снижающий амплитуду электротока до безопасных пределов;
Светодиод, загорающийся при наличии потенциала фазы тока в цепи;
Плоский контакт для создания цепи сквозь тело оператора.

Принцип работы с отверткой-тестером показан на картинке ниже.

Кроме тестовых отверток, существуют и другие способы определить, к какому контакту розетки подключена фаза тока, а к какому – ноль. Некоторые электрики предпочитают пользоваться более точным тестером, используя его в режиме вольтметра.

Показания стрелки вольтметра означают:

1. Наличие напряжения 220 В между фазой и нулем

2. Отсутствие напряжения между землей и нулем

3. Отсутствие напряжения между фазой и нулем

Вообще-то, в последнем случае стрелка должна показывать 220 В, но в данном конкретном случае центральный контакт розетки не подключен к потенциалу земли.

Источник: https://www.calc.ru/Faza-Toka.html

3 фазное реле контроля напряжения: принцип работы, устройство, как используется

В результате резкого повышения напряжения чаще сгорает мелкая бытовая техника. От внезапного понижения ломаются электродвигатели дорогостоящего габаритного оборудования – стиральных машин, холодильников, кондиционеров. Недостаток напряжения провоцирует увеличение пусковых токов, вследствие чего выходят из строя обмотки мотора.

Подобные сбои чаще всего возникают по одной из следующих причин:

оборвался или перегорел нулевой провод, соединяющий нейтрали;
одна из фаз замкнулась на нейтраль;
нагрузка по фазам стала распределяться неравномерно (произошел перекос), что привело к падению напряжения на самой загруженной фазе.

Уберечь свою домашнюю технику от капризов электроснабжения можно, установив 3 фазное реле для контроля напряжения. Перед началом эксплуатации устройства вы задаете две уставки. Они срабатывают, когда напряжение опускается ниже определенного уровня (170В по умолчанию) или поднимается выше максимальной границы (250В). Размыкается силовой контакт и внутренняя сеть отключается от внешней. Как только напряжение стабилизируется, система возобновляет подачу.

Принцип работы

Реле – это устройство, состоящее из электронного «мозга», который отслеживает уровень напряжения, и силовой части разъединителя. Последняя срабатывает сразу после получения соответствующей команды. «Умная» составляющая представляет собой микропроцессор или компаратор. Модели первого типа удобнее и надежнее в эксплуатации, но стоят дороже.

Одним из главных критериев при выборе реле контроля напряжения для 3 фазной сети является быстродействие. Отдельные приборы способны реагировать на нарушение в течение десятков наносекунд. Настройки уставок осуществляются цифровым или электромеханическим способом. У «продвинутых» моделей параметры задаются посредством кнопок. Данные отображаются на небольшом экране. У электромеханических реле для этого используется переменный резистор на лицевой панели.

Важной характеристикой устройства является токовая нагрузка. Этот показатель отображает, какую мощность реально способен пропустить через себя прибор. При выборе техники учитывайте, что значение, которое указывает производитель, может отображать не максимально допустимое безаварийное отключение контактов, а рабочий уровень пропускания нагрузки. Нужно иметь в виду, что эта цифра меньше.

Эксперты рекомендуют приобретать реле, пропускаемая мощность которого на 20-30% выше той, что требуется для вашей сети. Если при вводе в квартиру установлен, например, автоматический выключатель 16 А, то устройство контроля напряжения должно быть на 25 А – на ступень или две выше стандартного ряда. Такая предосторожность позволит уберечься от неприятных сюрпризов.

Реле контроля фаз является достаточно дорогим прибором, поэтому в процессе монтажа стоит применить некоторые меры предосторожности. Прежде всего, следует строго придерживаться инструкции. Если есть хоть малейшие сомнения в том, что удастся произвести установку правильно, лучше доверить ее профессионалам. Самовольное вмешательство в электрическую схему может закончиться трагически.

Чтобы защитить устройство от короткого замыкания, рекомендуется установить перед ним автоматический выключатель. Токовая нагрузка последнего должна быть на 20-30% (одну ступень ряда) ниже по сравнению с реле. Если скачки происходят регулярно, стоит обзавестись таким средством защиты как стабилизатор. В отличие от описываемого нами прибора, он не отключает напряжение при нарушении установленных пределов, а выравнивает. Таким образом, приборы не подвергаются частым стрессам.

Отметим, что ни реле 3 фазное контроля напряжения, ни стабилизатор не защищают от импульсных скачков. Они настолько кратковременны, что устройства элементарно не успевают среагировать. Чтобы обезопасить электролинию от попадания молнии, используют разрядники и молниеотводы. Для защиты приборов от коммутационных скачков или остаточных «молниевых» импульсов применяются варисторы.

Трехфазное или однофазное реле

Перед покупкой реле напряжения предстоит определиться с типом устройства – однофазное или трехфазное. Принцип понятен уже из названия. Однофазные приборы обслуживают одну фазу, трехфазные – три. В последнем случае при выходе одной фазы из строя автоматически отключаются две остальные. Это не очень практично, поэтому для бытового использования рекомендуется использовать однофазные реле.

Если речь идет о трехфазном оборудовании или двигателе, применение трехфазного устройства оправдано. Оно прекрасно защитит от перенапряжения холодильники и кондиционеры, станки, компрессорные установки и прочие системы, оснащенные электроприводом. Также подобные реле нашли широкое применения в различных системах контроля сети.

Когда в дом заходит три фазы, есть возможность выбирать, но оптимальным вариантом считается установка отдельного реле для каждой из фаз. Это позволит избежать многих внеплановых отключений электроприборов. Зачастую проблема заключается в одной фазе, тогда как остальные продолжают функционировать нормально. Но вместо того, чтобы отключить только приборы, пребывающие в группе риска, вырубается все.

Трехфазное реле может срабатывать даже при незначительном перекосе фаз, так как это может быть опасным для двигателя или другого оборудования. Например, одна фаза работает на 220 В, у второй показатель на 10 В выше. Это нормальное напряжение для большинства бытовых приборов, но реле все равно сработает. Резкие отключения и так не удлиняют жизнь электронике, так зачем же подвергать ее ненужным испытаниям, если этого можно легко избежать?

Разновидности

В зависимости от способа исполнения различают три основных разновидности реле контроля напряжения для трехфазной сети:

включаемое непосредственно в розетку;
удлинитель, подключаемый к розетке;
устанавливаемое в распределительный шкаф.

Розетка

Подобное реле оснащено вилкой и розеткой. Первая подключается к электросети, ко второй подсоединяют шнур питания конкретного электроприбора. Таким образом, потребитель может защитить только одну единицу техники, например, телевизор. Остальные участники сети остаются под угрозой. Современные модели оснащены экраном и кнопками, с помощью которых можно выставить минимальное и максимально значение, а также время задержки перед обратным включением.

Удлинитель

Данное устройство работает по тому же принципу, только вместо одной розетки удлинитель оснащен двумя и больше. С помощью такого устройства можно защитить сразу несколько дорогостоящих приборов. Вследствие этого оцениваются подобные модели дороже. Величина номинального тока для однофазных реле, подключаемых к розетке, не превышает 16 А.

В шкаф

Эти реле контроля напряжения 3 фазной сети устанавливаются на DIN-рейку, расположенную в распределительном шкафу или щитке. Главным плюсом моделей является их способность защитить сразу всю систему квартиры или дома, а не только отдельных потребителей электроэнергии. Нагрузка мощностью до 8,5 кВА коммутируется контактами реле. Если показатель превышает 8,5 кВА, отключение осуществляется автоматическим выключателем, контактором или магнитным пускателем.

Подобные устройства выпускаются как в однофазном исполнении (номинальные токи от 16 до 80 А), так и в трехфазном (не выше 16 А). Некоторые модели оснащены датчиком температуры, защищающим их от перегрева.

Подобное может произойти в случае нарушения контактов. Как только температура превысит заданный уровень, прибор автоматически отключится.

Многофункциональные реле могут работать в нескольких режимах: стандарт, как контроллер максимального или минимального напряжения, с задержкой на включение.

Источник: https://techtrends.ru/resources/articles/3-faznoe-rele-kontrolya-napryazheniya/