Elektrik şəbəkəsində cərəyan və gərginlik asimmetriyası - səbəbləri və nəticələri

Azad enerji bazarının nəticəsi olaraq, enerji təchizatçıları istehlakçıların ödəniş etdiyi elektrik enerjisinin düzgün keyfiyyətdə olmasını təmin etməlidirlər. Düzgün parametrlər müvafiq standartlar və qaydalarla müəyyən edilir. Bununla belə, elektrik şəbəkəsində enerji sisteminin fəaliyyətinə təsir edən mənfi hadisələr baş verə bilər. Belə hadisələrdən biri elektrik şəbəkəsində asimmetriyadır. Bu nədir, nədən yaranır və hansı təsirləri ola bilər?

Gərginlik və cərəyan asimmetriyası nədir?

Elektrik şəbəkəsində baş verən üç növ asimmetriya mövcuddur: gərginlik asimmetriyaları, cərəyan asimmetriyaları və eyni zamanda baş verən gərginlik və cərəyan asimmetriyaları. Enerji sisteminin düzgün işləməsinin şərtlərindən biri üçfazalı sistemlərdə gərginliklərin simmetriyasının təmin edilməsidir. Bu o deməkdir ki, faza gərginliklərinin birləşmiş dəyərlərinin cəmi sıfır olmalı və ayrı-ayrı fazalar arasındakı bucaqlar bərabər olmalıdır (faza gərginliyi vektorları bir-birinə nisbətən 120 dərəcə sürüşdürülmüş olmalıdır).

Çoxfazalı şəbəkədə faza gərginliklərinin rms dəyərlərinin və ya bu gərginliklər arasındakı sürüşmə bucaqlarının fərqli olduğu vəziyyətə elektrik şəbəkəsində asimmetriya deyilir. Əlbəttə ki, tərifdə göstərilən dəyərlər ideal dünyaya aiddir. Praktikada standartlar müəyyən sapmalara icazə verir. Asimmetrik gərginlik o zaman baş verir ki, asimmetriya əmsalının 10 dəqiqəlik orta dəyəri həftə ərzində vaxtın 95%-dən çoxunda 2%-i keçsin.

Elektrik şəbəkəsində asimmetriyanın mənbələri

Şəbəkədə asimmetriyaya səbəb olan pozuntuların mənbələri müxtəlif ola bilər və baxdığımız elektrik xətlərindən asılıdır. Asimmetriya generatorlar, ötürmə və paylayıcı xətlər, transformatorlar kimi şəbəkə komponentlərinin daxili quruluşundakı fərqlərdən yarana bilər. Bu halda biz struktur asimmetriyası ilə qarşılaşırıq. Onun mənbəyi həmçinin asimmetrik cərəyanlar ola bilər. Məsələn, yüksək gərginlikli xəttə gəldikdə, asimmetriya dayaq dirəyində faza keçiricilərinin yerləşdirilməsinə görə hər bir fazanın fərqli öz və qarşılıqlı impedansları səbəbindən yarana bilər. Digər tərəfdən, orta və ya aşağı gərginlikli xətt elektrik istehlakçıları tərəfindən çoxsaylı birfazalı yüklərin istifadəsi və ya yük tərəfində müxtəlif nasazlıqlar səbəbindən asimmetrik gərginliyə malik ola bilər.

Bundan əlavə, bərpa olunan enerji mənbələrinin (RES) inkişafı, prosumer enerji istehsalı və fərdi fotovoltaik qurğular və ya istilik nasosları kimi aşağı gərginlikli şəbəkələrə qoşulma imkanları kontekstində elektrik şəbəkələrinin hazırkı fəaliyyəti gərginlik və cərəyan asimmetriyasının əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb ola bilər. Bu, enerji istehsalı prosesində hava şəraitindən yüksək dərəcədə asılı olan böyük dəyişkənlik, eləcə də istehlakçı tərəfində enerji tələbatı ilə bağlıdır. Bu riski azaltmağın yollarından biri RES sistemlərinin fazalar üzrə bərabər şəkildə qoşulmasını təmin etməkdir.

Asimmetriyanın təsirləri

Asimmetriya istehlakçılara verilən elektrik enerjisinin keyfiyyətinə təsir edir. Bu, gərginlik düşmələrinə və hətta enerji kəsintilərinə və şəbəkə nasazlıqlarına səbəb ola bilər. Asimmetriya həmçinin bütün enerji sisteminin səmərəliliyinə, elektrik enerjisinin ötürülməsi və paylanması prosesinə təsir edir və bu, daha yüksək enerji qiymətlərinə səbəb ola bilər. Bundan əlavə, asimmetriya mühərriklər və transformatorlar kimi avadanlıqlar üçün zərərsiz deyil və məsələn, həddindən artıq qızma vasitəsilə onların xidmət müddətinin əhəmiyyətli dərəcədə azalmasına səbəb olur. Ötürmə xətlərinə gəldikdə, asimmetriyalar onların ötürmə qabiliyyətini azaldır, güc və enerji itkilərini artırır və həmçinin güc və elektrik enerjisi ölçmə səhvlərini artıra bilər. Elektrik istehlakçıları üçün asimmetriyalar, məsələn, çox yüksək və ya çox aşağı faza gərginliyi ilə qidalanma səbəbindən soyuducular, paltaryuyan maşınlar və ya televizorlar kimi məişət cihazlarının zədələnməsi riskini yaradır.

Asimmetriyanın mənfi təsirlərinin ölçülməsi və azaldılması

Asimmetriyanın mənfi təsirlərinin qarşısını almaq üçün şəbəkədə elektrik enerjisinin düzgün keyfiyyətini təmin edən müvafiq standartlar və qaydalar hazırlanır. Onların yaradılmasında yalnız asimmetriyanın tərifi deyil, həm də elektrik şəbəkəsi komponentlərinin impedansındakı müəyyən asimmetriya kimi təbii olaraq baş verən hadisələr nəzərə alınır. Bu səbəbdən həm milli, həm də beynəlxalq standartlar 1%-dən aşağı gərginlik asimmetriyası səviyyəsini qəbul etmir, çünki belə bir standart həddindən artıq sərt olardı.

Bundan əlavə, məsələn, üçfazalı elektrik mühərriklərinin qorunması halında, şəbəkə parametrlərini davamlı ölçmək və təhlükə müəyyən edildikdə nasazlıq baş verməzdən əvvəl enerji təchizatını söndürərək mühərriki qorumaq üçün faza asimmetriyası sensorundan istifadə olunur.