Dengesiz Üç Fazlı Yükün Zararları ve İyileştirme Önlemleri Üzerine Analiz
◴ 2024-08-28
3 faz dengelenmezse ne olur?
Üç fazlı güç sistemlerindeki yük dengesizliği, güç ekipmanlarının güvenliği ve ekonomisi ile ilgili bir dizi soruna yol açabilir. Üç fazlı dengesizliğin en belirgin riskleri şunlardır:
1. Dağıtım transformatörlerinde artan güç kaybı
Düşük voltajlı elektrik şebekesi çekirdek ekipmanı dağıtım transformatörleridir ve üç fazlı yük dengesizliği kayıplarını artıracaktır. Transformatör kayıpları ikiye ayrılır: yüksüz kayıp olarak da bilinen demir kaybı ve yük kaybı olarak adlandırılan bakır kaybı. Dengesiz koşullarda, yüklerdeki değişiklikler bakır kaybının artmasına neden olacaktır. Bunun açık sonuçları şunlardır:
Sargı aşırı ısınması: Yalıtım malzemesinin yaşlanma hızı artar ve yalıtım performansı düşer.
Kısaltılmış ömür: Sıcaklıktaki her 8°C'lik artış için transformatör hizmet ömrü yarıya düşebilir.
2. Dağıtım transformatörlerinin çıkışında azalma
Bu dağıtım transformatörleri yük dengeleme prensibine göre tasarlanmıştır. Üç faz dengesizliği, fazlardan birinde hafif bir yüke ve diğerinde fazla kapasiteye neden olacaktır. Bu durum, transformatörün izin verilen maksimum çıkışına yansıyacak ve aşağıdaki sorunlara neden olabilecektir:
Aynı zamanda çıkış kapasitesini de azaltır. Çıkış kapasitesi nominal değerde üretilemez ve ayrıca yedek kapasiteyi azaltır.
Aşırı yük riski: Transformatör, yanmayı tetikleyebilecek olası aşırı yük koşulları nedeniyle aşırı ısınır.
3. Sıfır dizi akımının üretilmesi
Dengesiz üç fazlı bir yük için transformatör büyüklüğü dengesizlik seviyesiyle orantılı olan sıfır dizi akımı üretir. Sıfır dizi akımının varlığı aşağıdaki sorunları ortaya çıkaracaktır:
Sıfır dizi akısı üretimi: Transformatörün demir çekirdeğinde üretilen sıfır dizi akısı artar ve yerel sıcaklık artışına neden olur.
İzolasyon yaşlanması: Aşırı ısınma, sargı yalıtım malzemesinin yaşlanmasını hızlandıracaktır. Bu nedenle, ekipmanın kullanım ömründeki azalmayı artırır.
4. Hattaki güç kaybını artırın
Üç fazlı dört telli bir güç kaynağı sisteminde empedans, hattan her akım geçtiğinde güç kaybına yol açar. Bu kayıp akımın karesi ile orantılıdır. Üç fazlı yükte herhangi bir dengesizlik olduğunda, akım nötr hatta akmaya başlar; bu da güç şebekesindeki hat kaybını daha da artırır. Akımın akması için dengesizlik seviyesi ne kadar fazla olursa, hattaki kayıp miktarı da o kadar fazla olacaktır.
5. Elektrikli ekipmanın güvenli çalışmasını etkilemek
Dengesiz faz gerilimi aşağıdaki gibi çeşitli sorunlara yol açar:
Nötr noktası kayması: Ağır yüklü faz gerilimi düşer ve hafif yüklü faz artar, bu da ekipmanın dengesiz çalışmasına neden olur.
Ekipman hasarı: gerilim dengesizliği ekipmana zarar verebilir, daha çok yüksek gerilime sahip faza zarar verebilir
Dengesizlik olgusu, elektrikli ekipmanın güvenliğini ve dengesini ciddi şekilde tehdit eder.
6. Motor verimliliğini azaltır
Dengeli üç fazlı yük, motor ucunda dengesiz gerilim girişi yaratacaktır. Negatif sıra voltajının etkisi, motorun fren gibi çalışmasını sağlar ve bu da aşağıdaki etkilere sahiptir.
Verimsizlik: Motorun genel verimliliğinin düşük olmasından kaynaklanan motor ucundaki daha düşük güç çıkışı.
Daha hızlı sıcaklık artışı ve reaktif güç kaybı: Üç fazlı dengesiz gerilimle birlikte sıcaklık artışı ve motorun reaktif güç kaybı artar, bu da ekipmanlara herhangi bir güçlük çekmeden zarar verebilir.
Bu nedenle, üç fazlı gerilimler dengesiz olmaya devam ettiğinde motorun kullanılması tehlikeli olmakla birlikte ekonomik olarak da uygun değildir.
Üç fazlı dengesizliği iyileştirmenin yolları nelerdir?
1. Üç fazlı yüklere uygun dağıtım verilmelidir
Elektrik enerjisi çalışanları yük verilerini çok dikkatli bir şekilde toplamalı ve yük gücünün durumunu tahmin etmek için bunları kaydetmelidir. Dört telli üç fazda, özellikle alçak gerilimde, dengeleme ekipmanı kullanıldıktan sonra, reaktif kompanzasyon olanlar dönüştürülmüş dengesiz akımları uygun şekilde değiştirebilir. Ayrıca, farklı bir durumda, akım momentinin kablolama yöntemi uygun bir şekilde değişir, buna göre bu yöntem de üç fazlı yükün makul bir şekilde dağıtılması için uygun bir önlemdir.
2. Dengesiz akımı kontrol edin
Topraklı yük hariç her türlü dengesiz yük, dengesiz akımın kompanzasyon prensibine dayalı olarak bazı dirençler ve kapasitörlerle paralel bağlanabilir. Aşağıdaki ilkeler dengesiz akımın kontrolüne rehberlik etmelidir:
Güç faktörü kompanzasyonu ve üç fazlı akımdaki dengesizliğin düzenlenmesi.
Aşırı kompanzasyondan kaçınmak için tam kapasitif kontrol benimsenmelidir.
Tazminat miktarı da zaman içinde ayarlanmalıdır.
Gün boyunca maksimum yönetim sağlamak için anahtarlama cihazlarının ve kompanzasyon ekipmanlarının sayısı azaltıldı.
3. Üç fazlı yüklerin rutin kontrolü ve ayarlanması
Üç fazlı yüklerin düzenli olarak test edilmesi gereklidir. Ulusal standartlara göre, test sonuçları belgelenmeli ve dengesizliklerin derhal tespit edilip kalibre edilmesi için kontrol edilmelidir. Arıza bulunmayan kısımlarda da dikkatli olunması gerekmektedir. Test edildikten sonra, gerekli ayarlamaların ve teknik uygulama olanaklarının çıkarımına izin vermek için veriler sıralanmalı ve sisteme beslenmelidir.
Özet
Üç fazlı yük dengesizliğinin güç sistemi üzerinde önemli bir etkisi vardır. Sadece dağıtım transformatörlerinin ve hatlarının enerji tüketimini artırmakla kalmaz, aynı zamanda ekipmanın aşırı ısınmasına neden olur ve güvenli çalışmayı etkileyecek şekilde hizmet ömrünü azaltır. Motor verimliliği de ciddi şekilde etkilenecektir. Bu nedenle, üç fazlı yük dengesizliğini önlemek için etkili önlemler alınmalıdır.
Kullanımı üç fazlı dengesiz gerilim dengeleyici etkili bir çözümdür. Bu arada, her üç fazda da dengeli yük sağlamak için voltajı gerçek zamanlı olarak ölçebilir ve ardından enerji tüketimini ve tüm ekipmanların verimliliğini azaltır. Bu arada, dengesiz akım yüklemenin makullüğü, bu fenomeni önlemek için kontrol ile birlikte olabilir. Son olarak, yukarıdaki tüm iyileştirme önlemlerine eşlik eden üç fazlı voltaj dengeleyici, güç sistemini optimize etmek ve stabilize etmek için önemli bir role sahiptir.
