faasitasapainon

Faasitasapainon on termi, jota käytetään kolmi- tai monivaihejärjestelmissä kuvaamaan vaiheiden jännitteiden ja virtojen tasapainoa. Täydellinen faasitasapaino tarkoittaa, että kaikkien kolmen vaiheen jännitteet ovat yhtä suuria ja 120 asteen kulmissa toisiinsa nähden, sekä kuormat jakautuvat tasan niin, että neutraalivirta on käytännössä pieni tai nolla.

Mittaus ja tunnusluvut: Faasitasapainon tilaa arvioidaan usein jännitteiden epätasapainon avulla, jonka ilmentymä ilmoitetaan prosentteina (volt- unbalance factor, VUF). Laskennassa käytetään kolmen vaiheen jännitteitä Va, Vb ja Vc: VUF = (max(Va, Vb, Vc) - min(Va, Vb, Vc)) / Vavg × 100%, jossa Vavg on kolmen vaiheen jännitteiden keskiarvo. Myös virtojen epätasapainoa seurataan ja käytetään samaa periaatetta.

Syy ja vaikutukset: Faasitasapainoa heikentävät epäyhtäiset kuormat, yksivaiheiset kuormat, muuntajien kytkentävirheet, asennusvirheet sekä harmoniset häiriöt. Epätasapaino aiheuttaa ylimääräistä lämmitystä ja häviöitä, suurentaa neutraliin johtoon kohdistuvaa virtaa sekä voi heikentää moottorien suorituskykyä ja käyttöikää. Teollisuus- ja rakennusympäristöissä epäbalanssi voi heikentää sähkönlaadun yleistä tasoa.

Hallinta ja ehkäisy: Faasitasapainoa pyritään ylläpitämään jakamalla kuormat tasaisesti kaikille kolmelle vaiheelle sekä käyttämällä mahdollisuuksien mukaan kolme- tai useampivaiheisia kuormia. Oikea muuntajatyypin ja johdotusten valinta, johdon mitoitus sekä tarvittaessa aktiivinen tai passiivinen kompensointi (esim. reaktori- tai kapsutankkikomite ja muut sähkönlaadun parantimet) auttavat vähentämään epätasapainoa.

Sovellukset ja merkitys: Faasitasapainon hallinta on keskeistä sekä sähköntuotannon että suurten teollisuuslaitosten sähkönlaadun hallinnassa, erityisesti moottorikäytöissä ja vaihtovirtajärjestelmissä, joissa tasapainon puute voi lyhentää laitteiden käyttöikää ja pienentää järjestelmän tehokkuutta.