Для оптимальной работы двигателя фазные напряжения должны быть равными или очень близкими к равному значению. Кроме снижения производительности электродвигателя, несимметрия напряжений сокращает срок его службы.
Несимметрия напряжений рассчитывается умножением на 100 максимального отклонения напряжения от среднего, деленного на среднее напряжение трех фаз. Этот расчет показывает несимметрию в %. Например, если измеренные линейные напряжения составляют 462 В, 463 В и 455 В, то среднее значение составляет 460 В. Таким образом, несимметрия напряжений 1,1%:
[(460 – 455) x 100] ÷ 460 = 1,1%
В целом,несимметрия напряжений должна быть менее 1% и никогда не превышать 5%. Несимметрия напряжений в точке общего присоединения должна быть менее 2%. Например, стандарт NEMA указывает менее 5% для нагрузки двигателей, и рекомендует не более 1%несимметрии напряжений на клеммах электродвигателя. Если применяются более высокиепроценты, то необходимоиспользовать электродвигатели с пониженным номиналом.
Следует регулярно проводить измерение несимметрии напряжений на клеммах электродвигателя с помощью анализатора качества электроэнергии, несимметрия напряжений должна быть ниже 5 %.
Кроме того, для выявлениявысокоомных соединений в распределительном устройстве, разъединителях или соединительных коробках электродвигателя необходимо проводить регулярные тепловые проверки, т.к. онимогутвызватьнесимметрию напряжений.
Другие возможные источники несимметрии напряжений включают неисправные устройства коррекции коэффициента мощности, несбалансированные или несогласованные напряжения питания, несбалансированные группы трансформаторов, неравномерно распределенные однофазные нагрузки, однофазные КЗ на землю или разомкнутую цепь на первичной цепи распределительной системы.
Рекомендуется проводить корректировки с проверкой напряжения питания от привода с регулируемой скоростью (если используется в системе). Кроме того, проверьте входы энергосистемы общего пользования на предприятие и выходы трансформатора в систему. Если в этих “источниках” естьфазы с одинаковой нагрузкой, то лучше всего начать с электродвигателя и идти в обратном порядке к исходному источнику-электроснабжению предприятия.
Рекомендуем базовый расчет экономии и рентабельности корректирующих мер с использованием формулы ежегодной экономии энергии. Приведем пример (примерные значения указаны в скобках):
- Нагрузка на двигатель (100%)
- Мощность (100 л. с.)
- Время работы (8000 часов в год)
- КПД при номинальном дисбалансе нагрузки (94,4%)
- КПД при фактическом дисбалансе и нагрузке (93%)
- 1л.с. преобразуется в 0,746 кВт
Используя приведенные примерные значения, ежегодная экономия энергии после принятия корректирующих мер составит:
ЭЭ = 100 л. с. x 0,746 кВт/л. с. x 8000 ч/год x (100 ÷ 93 – 100 ÷ 94.4) = 9,517 кВтч
Если электроэнергия стоит 3 ден.ед. за киловатт-час, годовая экономия составит:
ЭЭ руб. = 9 517 кВт * ч x 3 ден.ед./кВт * ч = 28551ден.ед./год
В промышленных условиях многие электродвигатели могут быть подключены к одному и тому же несбалансированному источника питания.
Потенциальная экономия будет намного больше, чем для одного электродвигателя, а фактическая экономия зависит от нагрузки, времени работы, мощности и т. д.
Рекомендуем проводить проверку фазных напряжений для оптимизации производительности электродвигателя и продления срока его службы.
