Serdecznie witamy na stronie firmy
P.P.H.U. M. Piórowicz

Na stronie tej zawarte są pomiary i inne doświadczenia których celem jest przybliżenie zjawisk w sieci, określanych jako SZTUCZNA FAZA.

Sztuczna

Opis KF3-S

Oferta

Jakość sieci

Pliki

Firma

 faza

trójfaz. N.N

 Czym jest przedmiotowa SZTUCZNA FAZA?

Według powszechnego odczucia – wynikiem zaniku jednej z faz, w czasie gdy uszkodzonym obwodem 
zasilany jest jakiś pracujący silnik wytwarzający ową SZTUCZNĄ FAZĘ.
Z takiego opisu jednak niewiele wynika, gdyż nie tłumaczy istoty zjawiska. Przede wszystkim nie wyjaśnia z jakiego powodu (mimo napięcia często niewiele niższego od od tego w nieuszkodzonej sieci) do zasilania silników taka sieć 
ze sztuczną fazą się nie nadaje? Z grubsza – prąd trójfazowy to trzy linie z przemiennym napięciem o określonej wartości 
i fazach przesuniętych względem siebie o 120 stopni. Jest to warunek konieczny umożliwiający uzyskanie jednostajnie wirującego pola magnetycznego w stojanie, co z kolei jest warunkiem koniecznym do poprawnej pracy 
naszego silnika. Mamy więc dwa istotne parametry, czyli: 

              Wartość napięcia i...   
                                      ...wartość kątów międzyfazowych, czyli asymetrię fazową sieci.

Zachowanie się napięcia jest znane i łatwe do zmierzenia, za to wartość kątów międzyfazowych przyjmuje się "na wiarę", 
iż mają te swoje 120°. Rzeczywistość jest jednak zupełnie inna. Potwierdzają to przedstawione przez naszą firmę wyniki naszych badań, które według nas - są odpowiedzią na ewentualne wątpliwości. Przedstawiamy zapis wartości napięć 
i kątów fazowych na zaciskach silnika (1,8kW) zasilanego przez pewien czas niepełnofazowo, badanego na specjalnie stworzonym stanowisku pomiarowym. Dzięki temu możliwe było odłączenie jednej z faz w dowolnej chwili, bezstopniowa regulacja w (znacznych granicach) obciążenia na wale silnika i pomiar prędkości wirowania/poślizgu.

Całkowity czas próby to ok. 3 min. Pomiary rejestrowane co 1/5 sek. Wykresy napięć i kątów są na oddzielnych wykresach by zachować dużą dokładność zmian wartości. Na obu wykresach oś "x" przedstawia ten sam przedział czasu.
Pomiary są numerowane na dolnym wykresie.

Górny wykres przedstawia zmiany napięć fazowych, dolny – wartości błędu fazy. 

Od pomiaru nr 1 do pomiaru nr 70 – załączenie zasilania, stopniowe zwiększane napięcie zasilające silnik. 
Od pomiaru nr 70 do pomiaru nr 150 – zasilanie pełnofazowe, silnik pracuje bez obciążenia. 
Od pomiaru nr 150 do pomiaru nr 200 – praca niepełnofazowa (odłączona faza oznaczona kolorem czerwonym).
Silnik nieobciążony, napięcie spadło do 190V i pojawił się błąd fazy ok. 2 stopnie (na "+" bo silnik przyspieszył).
Od pomiaru nr 200 do pomiaru nr 250 – zadano niewielkie obciążenie które spowodowało zmniejszenie obrotów silnika
do synchronicznych (1500/min.), a błąd fazy zmniejszył się do zera. 
Od pomiaru nr 250 do pomiaru nr 320 – zwiększano obciążenie silnika. Odbierano ok. 0,5 kW max. (z obawy o silnik)
po czym zmniejszono obciążenie do zera i tak zostało do pomiaru nr 520. Napięcie zmieniło się przy zmianach obciążenia
w minimalnym stopniu, za to błąd fazy uzyskał maksymalne w doświadczeniu wartości – do 10stopni.
Wartość poślizgu w tym czasie to ok. 7,5%. 
Od pomiaru nr 520 do pomiaru nr 750 – powtórnie zwiększono obciążenie. Napięcia, poślizg i błąd fazy –  jak wyżej.
Od pomiaru nr 750 do pomiaru nr 810 – wyłączono obciążenie i załączono brakującą fazę.

Co z tego wynika?     
W doświadczeniu, w uszkodzonej linii istniejąca SEM jest zależna od parametrów związanych z ruchem wytwarzającego ją silnika. Tak więc faza tego napięcia będzie opóźniona przynajmniej o wartość zależną od wartości poślizgu z jakim pracuje ten silnik. Opóźnienie to ujawnia się jedynie wtedy gdy linia nie ma połączenia z resztą sieci (elektrownią) czyli w klasycznym przypadku "zaniku" fazy i obecności "sztucznej" fazy. Wartość napięcia mimo oczywistego uszkodzenia zasilania - nie spadła poniżej wartości akceptowanej przez Normy. Niestety wartość poślizgu nie była rejestrowana przez miernik, ale w trakcie ustaleń z osobą zawiadująca stanowiskiem pomiarowym - stwierdzono dokładną zależność między poślizgiem a błędem fazy w odłączonej linii, szczególnie dobrze widoczne gdy obsługa stanowiska korygowała hamulcem niewłaściwe Jej zdaniem odczyty miernika obrotów. Działanie owo polegało na takim operowaniu hamulcem by sprowadzając ponadsynchroniczną prędkość wirowania do wartości oczekiwanej, czyli bliskiej synchronicznej (efekty tych działań widoczne na wykresie
 w okolicach pomiarów nr 210 - 250). 

Kolejny przykład ilustrujący istotę SZTUCZNEJ FAZY.

Ten zestaw wykresów - to to samo stanowisko doświadczalne, różnica jest jedynie w podłączeniu silnika: W tym przypadku środek uzwojeń łączonych w gwiazdę nie został jak w poprzedniej próbie - połączony z przewodem "N"

 

Okres pracy niepełnofazowej od pomiaru nr 70 do pomiaru nr 550. W czasie testu zmieniano jedynie moment hamujący obserwując zmiany kątów międzyfazowych i napięć w poszczególnych liniach zasilających 

Należy zaznaczyć, że im większy (o wyższej sprawności) będzie silnik, tym zmiany napięcia będą mniej zauważalne, więc i stwierdzenie stanu awarii na podstawie pomiaru napięcia (czy asymetrii napięć) okaże się jeszcze trudniejsze, stąd kolejny wniosek, że działanie zabezpieczeń bazujących na pomiarze napięć czy asymetrii napięć - staje się coraz bardziej niepewne. 

 

SZTUCZNA FAZA to: 
Stan awarii będący następstwem uszkodzenia jednej z linii, gdzie SEM w uszkodzonej linii wytwarzana jest przez zasilany z pozostałych dwóch linii silnik. Wytwarzane napięcie zależne od wielu czynników może przyjmować różne wartości, a faza...
 ...faza jest opóźniona najmniej o wartość wynikającą z poślizgu 
wytwarzającego ją silnika.

 

Kolejnym wnioskiem jest więc także to, iż właściwą metodą wykrywania sztucznej fazy jest:
kontrolowanie wartości asymetrii FAZOWEJ sieci, 
nie zaś pomiar jej asymetrii NAPIĘCIOWEJ. 

 

 Porównanie reakcji różnych czujników na typowe awarie sieci:

Na czerwono           - Działanie błędne, czyli brak reakcji na brak fazy lub nieuzasadnione odłączenie maszyny.

Na jasno czerwono - Działanie czujnika niepewne

Na zielono              - Działanie prawidłowe czujnika.

Na żółto                  - Mimo braku reakcji czujników, nie ma zagrożenia silnika.

 

Ostatnia zmiana 09.10.2009r