Методична розробка для профтехучилищ з електротехнічним профілем - причини зміни напруги електромережі у споживача

Методична розробка для профтехучилищ з електротехнічним профілем - причини зміни напруги електромережі у споживача Міжнародний європейський стандарт CENELEC EN 50160:2010 був прийнятий в Україні 20 травня 2014-го та набрав чинності 1 жовтня того ж року. Цим стандартом установлена напруга 400 В / 230 В ±10% (трифазна/однофазна мережа) за частоти струму 50 Гц. Згідно ГОСТУ напруга в електромережі допускає допуск ±10%, тобто напруга 230 В може бути заниженою до 207 В і завищеною до 253 В – це не є аварійним станом. Від чого ж бувають такі зміни? По перше – буває, що електрики неправильно зробили навантаження на фази трифазної електромережі, тобто електромережа не збалансована. Найкращий варіант – це коли навантаження на фази однакове, але на практиці зробити це важко, тому й отримуємо «перекос» фаз, тобто відносно нейтрального провода («нуля») на одній фазі вища напруга, а на іншій менша, а на третій або більша, або менша. Зменшення напруги буде спостерігатися в тому випадку, якщо на цій фазі буде більше споживачів, або появиться споживач, який буде споживати велику потужність, наприклад включення електрозварювальних апаратів, електронагрівальних приладів великої потужності, електродвигунів великої потужності, тощо. При роботі електрозварювальників іноді спостерігається тимчасове зниження напруги, тобто «моргання» світла. На підприємствах частіше використовують трифазну електромережу змінного струму, що доцільно для живлення потужних перетворювачів напруги (випрямлячів), електродвигунів. Цікаво, що в такому випадку – при однаковому навантаженні на всі три фази струм в нейтральному проводі («нульовому») дорівнює нулю. І якщо навіть буде обрив нейтрального («нульового») провідника, то електродвигун, чи випрямляч не «відчують» цього і будуть працювати нормально, незалежно від того; як ввімкнений споживач – трикутником, чи зіркою. Отже, у ланцюгах із симетричними навантаженнями нульовий провід не потрібний. Такими є, наприклад, електродвигуни. Нульовий провід у чотирипровідній схемі (включення зіркою) призначений для забезпечення симетрії фазних напруг при несиметричному (наприклад, освітлювальному) навантаженні. В теперішній час трифазний струм є основним стандартом приє’днання побутових споживачів (будинків у містах, вулиць у селах) та промислових споживачів. Існують схеми трифазних кіл із нульовим проводом і без нульового дроту. Нульовий провід дає змогу отримувати водночас вищу напругу (лінійну), використовуючи переваги трифазної схеми електропостачання, зберігаючи можливість однофазного під'єднання з меншою напругою (фазною). В схемі з нульовим проводом, споживач може під'єднувати навантаження між нульовим проводом і однією з фаз (фазна напруга) або між двома різними фазами (лінійна напруга). Різницю потенціалів між фазою і нульовим проводом називають фазною напругою, між двома фазами — лінійною. До будинків підводять три фази й нульовий провід, а усередині кожного будинку прагнуть приблизно однаково завантажити кожну з фаз, щоб загальне навантаження було більш-менш симетричним. До кожної квартири підводять нульовий провід й одну з фаз. Установка запобіжників у нульовому проводі на розподільних щитах категорично заборонена, тому що при перегорянні фазні напруги можуть стати нерівними, що приводить до перевищення номінальної напруги в деяких фазах і виходу з ладу освітлювальних і побутових приладів. Розглянемо електромережу з використанням трифазної електромережі в для побутових споживачів – багатоповерховий будинок. Якщо навантаження збалансоване, то «перекосу» фаз немає і всі споживачі отримують фазну напругу в межах норми. Реально на різних фазах споживачі вмикають прилади різної потужності і виникає «перекос» фазної напруги. Розглянемо аварійну ситуацію – обрив нульового дроту на вводі будинку; припустимо, що в цей момент споживачі другої фази споживають більшу потужність, а споживачі першої і третьої фази взагалі вимкнули прилади і під’єднали тільки вольтметри. В такому випадку через малий опір потужних споживачів другої фази напруга другої фази поступить на нульовий провід і вольтметри покажуть напругу в електромережі близьку до 400 В. (лінійну напругу між фазами). Якщо при цьому включити електроприлад, то є велика вірогідність виходу приладу з ладу. Доцільно на вводі електромережі в приміщення ставити пристрій захисту від високої напруги. На практиці, на тій фазі де під’єднано велику потужність буде занижена напруга, а там де ввімкнено мало приладів буде завищена напруга (напруга лінійна перерозподіляється між споживачами). В дійсності, було дуже багато випадків виходу з ладу приладів в споживачів по причині обриву нульового проводу на вводі підприємств, багатоквартирних будинків. Після відновлення пошкодження електриками - споживачам важко доказати вину електриків, незважаючи на представлені фотографії вимірювальних приладів з показниками завищеної напруги більше 252 В, тобто аварійні значення.