Опасность работы двигателя асинхронного трёхфазного при превышении допустимого дисбаланса трёхфазных токов
2025-11-13
Когда в двигателе асинхронном трёхфазном сопротивление обмоток и токи трёх фаз превышают допустимые значения, происходит перекос фаз, что негативно влияет на срок службы двигателя асинхронного трёхфазного, может привести к быстрому перегоранию обмоток и создать угрозу безопасности электрической сети. Во время работы неравномерность трёхфазных токов увеличивает потери электроэнергии в линиях.
В трёхфазной четырёхпроводной системе электроснабжения при прохождении тока по проводам из-за наличия сопротивления возникают потери электроэнергии, которые пропорциональны квадрату протекающего тока. Когда трёхфазная нагрузка работает неравномерно, по нулевому проводу также проходит ток. Таким образом, не только фазные провода, но и нулевая линия создают дополнительные потери, что увеличивает потери энергии в электрической сети.
Если токи трёх фаз двигателя асинхронного трёхфазного не сбалансированы, это также увеличивает потери электроэнергии в распределительном трансформаторе. Распределительный трансформатор является основным элементом низковольтной сети, и его потери мощности зависят от степени неравномерности нагрузки. При работе в условиях неравномерной трёхфазной нагрузки потери трансформатора возрастают. Несбалансированные токи трёх фаз снижают выходную мощность распределительного трансформатора.
Конструкция обмоток распределительного трансформатора рассчитана на работу при сбалансированной нагрузке, каждая фаза имеет одинаковую номинальную мощность. Максимальная допустимая мощность трансформатора ограничивается номинальной мощностью каждой фазы. Степень снижения мощности зависит от степени неравномерности трёхфазной нагрузки: чем больше неравномерность, тем сильнее снижается мощность трансформатора. В результате, при работе трансформатора в условиях неравномерной нагрузки его выходная мощность не достигает номинального значения, уменьшается резерв мощности и снижается способность к перегрузкам.
Если распределительный трансформатор работает в условиях перегрузки, это может вызвать его перегрев, а в тяжёлых случаях — привести к повреждению или возгоранию.
Несбалансированные токи трёх фаз двигателя асинхронного трёхфазного вызывают появление нулевой последовательности тока в распределительном трансформаторе. При этом в сердечнике трансформатора появляется поток нулевой последовательности (на стороне высокого напряжения нулевой последовательности тока нет). Этот поток вынужден проходить через стенки бака и металлические конструкции, которые имеют низкую магнитную проницаемость. Проходя через них, нулевая последовательность тока вызывает потери на гистерезис и вихревые токи, что приводит к локальному нагреву и даже перегреву металлических частей.
Изоляция обмоток трансформатора при перегреве может стареть быстрее, что сокращает срок службы оборудования. Кроме того, наличие тока нулевой последовательности увеличивает общие потери трансформатора.
Несбалансированные токи трёх фаз двигателя асинхронного трёхфазного также влияют на безопасную работу электрического оборудования. При работе трансформатора с неравномерной трёхфазной нагрузкой токи фаз различаются, что приводит к неравномерным падениям напряжения внутри трансформатора и, как следствие, к неравномерности выходного напряжения по фазам.
Кроме того, при неравномерной нагрузке по нулевому проводу протекает ток, вызывающий падение напряжения на его сопротивлении и смещение нейтральной точки. Это приводит к изменению фазных напряжений: у более нагруженной фазы напряжение снижается, а у менее нагруженной — повышается.
При подаче питания в условиях несбалансированного напряжения возможно повреждение оборудования, подключённого к фазе с повышенным напряжением, и некорректная работа оборудования, подключённого к фазе с пониженным напряжением.
Таким образом, работа при неравномерной трёхфазной нагрузке представляет серьёзную угрозу безопасной эксплуатации электрооборудования.
