A monitorozási technológia alapjai kisfeszültségű rendszerekben

Mit jelent az aszimmetria (egyensúlyhiány) a háromfázisú rendszerekben? A leggyakoribb rendszer a 400 V háromfázisú rendszer (1. ábra), amely három váltakozó feszültségből áll, amelyek időben 120 ° -kal mozognak (2. ábra). Az L1, L2 és L3 fázisok között 3 UL1-L2, UL2-L3, UL3-L1 fázis-fázis feszültség van, amelyeket vonal-feszültség néven is ismerünk. A fázisdiagramon grafikusan ábrázolva ezek a feszültségek egyenlő szárú háromszöget eredményeznek (3. ábra). A transzformátor semleges N-vel szembeni 3 feszültsége az UL1-N, UL2-N, UL3-N csillagfeszültség (fázis-semleges feszültség), amelyek az egyenlő szárú háromszögben is meghúzhatók.

Normál körülmények között egy háromfázisú rendszerben az összes feszültség nagysága egyenlő, az összes szög pedig 120 °. Ettől való eltérést aszimmetriának (egyensúlyhiánynak) nevezzük.

háromfázisú rendszer

Az aszimmetriának két típusa van:

1. eset: Merev rendszerre tekintettel, vagyis a fázis-fázis feszültségek állandóak, a fázis-semleges feszültségek a terhelésnél (A mérési pont) a külső szimmetria megváltoztatása nélkül változhatnak (4. ábra). Ez a helyzet a csillagkapcsolatok aszimmetrikus terhelésével és a megszakított semleges vezetővel, vagyis nyitott semleges ponttal (csillag).

Ügy két: Ha azonban a fázis-fázis feszültségek változnak, akkor ez mindig a fázis-semleges feszültségeket változtatja meg. Ez a motorteljesítmény terhelésekor fordul elő, amikor egy fázis meghibásodik (1b ábra). Az U és V motor tekercsek feszültséget indukálnak a leválasztott W tekercsben, amely már nem felel meg a rendszer eredeti feszültségének. Ezért a háromfázisú rendszer a B mérési pontnál a biztosítéktól lefelé most aszimmetrikus lett. Ezt fordított teljesítménynek nevezik.

A rendszer aszimmetriájának kimutatásához az első esetben meg kell mérni a csillagfokkal (N semleges vezetővel) szemben a 3 fázis-fázis feszültséget és összehasonlítani egymással. A legkisebb feszültségkülönbségek is aszimmetriát okoznak. Kiszámítható:

A második esetben elegendő összehasonlítani a fázis-fázis feszültség nagyságát és meghatározni az aszimmetriát (kiegyensúlyozatlanságot) a fenti egyenlettel.

Az aszimmetria (egyensúlyhiány) következményei a háromfázisú rendszerekben

  1. Semleges vezető megszakítás

Eleinte a törött semleges vezető esetét vizsgálják. Ábra szerint A 4. ábrán a fázis-semleges feszültségek veszélyesen magas értékeket érhetnek el, extrém esetekben a fázis-fázis feszültség nagyságáig. Nyilvánvaló, hogy ez károsíthatja vagy megsemmisíti a csatlakoztatott terheléseket. Ezek a hullámok a magán- vagy a kereskedelmi rendszerekben gyakran tapasztalható súlyos egyensúlyhiány következményei. Ennek oka az a tény, hogy az ott használt elektromos készülékek főleg egyfázisú fogyasztók, eltérő energiafogyasztással.

Bár az épület létesítményeiben figyelmet fordítanak a terhelések szimmetrikus elosztására a 3 fázisban, az aszimmetrikus terhelés nem kerülhető el az elektromos berendezések mindennapi használatakor. Erősen aszimmetrikus terhelésre példa lehet egy mosógép (2000 W) az L1 fázisban, izzók (100 W) az L2 fázisban és egy rádió (20 W) az L3 fázisban (6a ábra).

Normál rendszerüzemben a megfelelő rendszerfeszültség (230V) érvényes minden terhelésre. Ha azonban a semleges vezetőt például a telepítés után végzett munka után nem csatlakoztatják újra, és a rendszert újra csatlakoztatják, akkor a terhelés kis terheléseknél nagyon magas értékeket érhet el. Példánkban a rádió nagy veszélynek lenne kitéve (az áramforrás megsérülne), és az izzók kiégnének.

Célnak kell lennie a legkisebb egyensúlyhiányok jelzésére mérőrelék használatával, és szükség esetén a terhelések leválasztására, mielőtt azok veszélyessé válhatnak. A hagyományos túlfeszültség/túlfeszültség relék nem alkalmasak a korai felismerésre. Az 5% -os aszimmetria detektálásához például az (1) egyenlet szerint, csak feszültség relék használatával, 2,5% -os túlfeszültségre vagy alulfeszültségre kellett beállítani őket. Ez azonban nem lenne hasznos, mivel nem szükséges legalább 2,5% -os minimális feszültség mellett leválasztani.

Ezért a DOLD IL 9069 monitor megfelelő mérőeszköz lenne erre az esetre, mert érzékeli a fázis és a semleges feszültség közötti aszimmetriát. Mivel a fázis-semleges feszültségek hiba esetén magas értékeket érhetnek el, a relének képesnek kell lennie arra, hogy ellenálljon.

  1. Záróirányú feszültség

A fordított feszültség, amelyet fordított teljesítménynek is neveznek, problémává válik, amikor az elektromos berendezés vezetője megszakad. Ilyen megszakítást okozhat egy kiégett biztosíték, egy törött vezető vagy egy kapcsolóeszköz érintkezési hibája (1b. Ábra). Viszont fordított feszültség csak akkor fordul elő, ha háromfázisú motor vagy transzformátor van jelen.

Mivel a megszakítás miatt két fázisban működő motorok jellemzői, hogy önmagukban regenerálják a hiányzó rendszerfázist. Ennek a feszültségnek a nagysága és szöge azonban nem egyezik meg az eredeti rendszerfeszültséggel. Ezért a háromfázisú rendszer aszimmetrikusvá vált a megszakítási ponttól lefelé (B intézkedés, 1b. Ábra). Az aszimmetria mértéke a motor típusától, méretétől és terhelésétől függ.

Korábban a fenti viselkedést szándékosan alkalmazták egy háromfázisú rendszer létrehozására egy meglévő egyfázisú rendszerből. Ma, a teljesítményelektronika korában erre már nincs szükség. Esetünkben még az is káros lenne, ha az elektromos meghajtású rendszerekben megszakad egy fázis.

A probléma az, hogy az egyfázisú működés nem észlelhető azonnal, mert az egységek változatlanul továbbra is működnek. Csak akkor észlelhető, ha az üzemi állapotot szándékosan megváltoztatják, de lehet, hogy már késő. A háromfázisú motorok nem indulhatnak el például egyfázisú rendszerben.

Ezenkívül a forgásirány megfordítása már nem lehetséges, mert a motor a csatlakozás után is az eredeti irányban fog működni. Ez veszélyes lehet, ha biztonsági okokból, például présekhez és naptárakhoz szükséges visszagörgetés. A felvonók és daruk motorjai a húzóterhelés miatt az ellenkező irányba indulnának.

Ismét aszimmetria (kiegyensúlyozatlanság) relék használhatók az ilyen típusú állapotok megelőzésére. De ebben az esetben olyan eszközökre van szükség, amelyek összehasonlítják a három fázisfázisú feszültséget, és kiértékelik őket az 1. egyenlet szerint. Amint a semleges vezetőnél leírtuk, kis mennyiségű aszimmetriát észlelnek, amelyeket a feszültség relék nem képesek felismerni.

A 7. ábra példaként a motoradagoló helyes csatlakoztatását mutatja. Itt az IL 9071/011 integrált kiegyensúlyozatlanság-érzékelővel ellátott kisfeszültségű relét használják. Ne feledje, hogy az aszimmetria relé és a motor közötti szakasz nincs felügyelet alatt. Ha ez biztonsági okokból szükséges, az IP 9271 aláram relét ráadásul fel kell helyezni a motor tápegységére. Ezzel az intézkedéssel az egész rendszer optimálisan védett a fázishibák és a vezetékek törése ellen.

Megjegyzés: Az aszimmetria detektálásához a BA 9040 is megfelelő lenne, és az AI 940 törött nyomtávú relé alacsony áram érzékeléséhez.