Co to jest „wada nierównowagi faz” w silniku indukcyjnym?

Definicja niezrównoważonej awarii fazowej

W silniku indukcyjnym "awaria niezrównoważenia fazowego" zwykle odnosi się do sytuacji, w której amplituda prądów trójfazowych (lub napięć) jest niezgodna, a różnica amplitudy przekracza określony zakres. W idealnych warunkach wielkość wektorów napięcia trójfazowego powinna być równa i ułożona w kolejności A, B, C, z kątem 2π/3 między każdą parą. Jednak ze względu na różne czynniki wpływające na rzeczywiste działanie, to zrównoważone stan może zostać zaburzony, prowadząc do niezrównoważenia fazowego.

Przyczyny awarii niezrównoważenia fazowego

Niezrównoważone napięcie trójfazowe: Jeśli napięcie trójfazowe jest niezrównoważone, w silniku wystąpią odwrócone prądy i odwrócone pole magnetyczne, generując duże odwrócone momenty obrotowe, co powoduje niezrównoważenie rozkładu prądów trójfazowych w silniku i zwiększenie prądu w jednej z fazy.

Przeciążenie: Przy pracy w stanie przeciążenia, zwłaszcza podczas startu, prąd w statorze i rotora silnika zwiększa się, powodując wydzielanie ciepła. Jeżeli ten stan utrzymuje się przez dłuższy czas, bardzo prawdopodobne jest, że dojdzie do niezrównoważenia prądów w oplotach.

Awarie oplotów statora i rotora silnika: Gdy oplot statora ma krótkie połączenie między zwitkami, lokalne ziemienie lub przewód otwarty, spowoduje to zbyt duży prąd w jednej fazie lub dwóch oplotach rotora, prowadząc do poważnego niezrównoważenia prądu trójfazowego.

Nieprawidłowe obsługa i konserwacja przez personel: Operatorzy nie przeprowadzają regularnych kontroli i konserwacji sprzętu elektrycznego, co prowadzi do ludzkich błędów takich jak przecieki lub brak fazy w sprzęcie elektrycznym.

Szczegóły zagrożeń wynikających z awarii niezrównoważenia fazowego

Zwiększone straty energii elektrycznej: W sieci zasilania trójfazowej czteroprzewodowej, gdy prąd płynie przez przewody liniowe, straty energii są nieuniknione ze względu na istnienie impedancji, a te straty są proporcjonalne do kwadratu płynącego prądu. Gdy niskonapiętna sieć zasila w konfiguracji trójfazowej czteroprzewodowej, nieuniknione są niezrównoważenia obciążeń trójfazowych ze względu na obecność obciążeń jednofazowych. Podczas niezrównoważonej pracy obciążeń trójfazowych, przewód neutralny również nosi prąd. To nie tylko powoduje straty w przewodach fazowych, ale także powoduje straty w przewodzie neutralnym, co zwiększa straty linii w sieci energetycznej.

Zwiększone straty energii w transformatorach dystrybucyjnych: Transformatory dystrybucyjne są głównym sprzętem zasilającym w niskonapiętnych sieciach. Przy pracy w warunkach niezrównoważonego obciążenia trójfazowego, nastąpi zwiększenie strat w transformatorach dystrybucyjnych.

Zmniejszenie pojemności transformatora dystrybucyjnego: Podczas projektowania transformatora dystrybucyjnego, jego struktura oplotów jest zaprojektowana dla warunków pracy przy zrównoważonym obciążeniu, z ogólnie zgodną wydajnością oplotów i równe moc nominalną dla każdej fazy. Maksymalna dopuszczalna moc transformatora dystrybucyjnego jest ograniczona przez moc nominalną każdej fazy. Jeśli transformator dystrybucyjny pracuje w warunkach niezrównoważonego obciążenia trójfazowego, faza mniej obciążona będzie miała nadmiar pojemności, co prowadzi do zmniejszenia wydajności transformatora. Stopień tego zmniejszenia zależy od stopnia niezrównoważenia obciążenia trójfazowego. Im większa jest nierównowaga obciążenia trójfazowego, tym bardziej zmniejsza się pojemność transformatora dystrybucyjnego.

Generowanie prądu zerowego przez transformator dystrybucyjny: Gdy transformator dystrybucyjny działa w warunkach niezrównoważonego obciążenia trójfazowego, powstaje prąd zerowy, który zmienia się w zależności od stopnia niezrównoważenia obciążenia trójfazowego. Im większa jest nierównowaga, tym większy jest prąd zerowy.

Podsumowanie

"Awaria niezrównoważenia fazowego" w silnikach indukcyjnych to skomplikowany problem obejmujący wiele czynników. Zrozumienie jej przyczyn i zagrożeń jest kluczowe dla zapewnienia normalnej pracy silnika i przedłużenia jego żywotności. Poprzez wprowadzenie odpowiedniego utrzymania i stosownych środków ochronnych, można efektywnie zredukować występowanie awarii niezrównoważenia fazowego.