Trifazės apkrovos disbalanso žala skirstomajame transformatoriuje

I. Trifazės apkrovos disbalanso žala skirstomajame transformatoriuje

1. Linijos nuostolių padidėjimas: skirstomojo transformatoriaus apkrovos nuostoliai kinta kartu su transformatoriaus apkrovos srove ir yra proporcingi apkrovos srovės kvadratui. Jei transformatorius perduoda tą pačią galią, trifazė apkrova yra nesubalansuota, o aktyvūs nuostoliai padidėja.

Be to, laide bus energijos nuostoliai. Kuo didesnis disbalansas, tuo didesni linijos nuostoliai.

2. Padidinkite skirstomojo transformatoriaus galios nuostolius: skirstomasis transformatorius yra pagrindinė žemosios įtampos elektros tinklo maitinimo įranga. Kai jis veikia esant nesubalansuotai trifazei apkrovai, skirstomojo transformatoriaus nuostoliai padidės, nes skirstomojo transformatoriaus galios nuostoliai kinta priklausomai nuo apkrovos disbalanso laipsnio.

3. Sumažinta skirstomojo transformatoriaus išėjimo galia: projektuojant skirstomąjį transformatorių, jo apvijų konstrukcija projektuojama pagal apkrovos balanso veikimo sąlygas, o jo apvijų našumas iš esmės yra toks pats, o kiekvienos fazės vardinė galia yra lygi.

Didžiausią leistiną skirstomojo transformatoriaus išėjimo galią riboja kiekvienos fazės vardinė galia. Jei skirstomasis transformatorius veikia esant nesubalansuotai trifazei apkrovai, fazė su maža apkrova turės perteklinę galią, todėl sumažės skirstomojo transformatoriaus išėjimo galia.

Išėjimo galios sumažėjimo laipsnis yra susijęs su trifazės apkrovos disbalanso laipsniu. Kuo didesnė nesubalansuota trifazės apkrova, tuo labiau sumažėja skirstomojo transformatoriaus išėjimo galia. Todėl, kai trifazės apkrova nesubalansuota, transformatoriaus išėjimo galia negali pasiekti vardinės vertės, todėl atitinkamai sumažėja jo laisva galia, taip pat sumažėja ir perkrovos galia.

Jei skirstomasis transformatorius veikia perkrovos sąlygomis, jis gali lengvai įkaisti, o rimtais atvejais netgi perdegti.

4. Skirstomasis transformatorius sukuria nulinės sekos srovę: skirstomasis transformatorius veikia esant nesubalansuotai trifazei apkrovai, sukuria nulinės sekos srovę, srovė keisis priklausomai nuo trifazės apkrovos disbalanso laipsnio, kuo didesnis disbalanso laipsnis, tuo didesnė nulinės sekos srovė.

Kai nulinės sekos srovė praeina per plieninį elementą, atsiranda histerezė ir sūkurinių srovių nuostoliai, dėl kurių pakyla ir įkaista paskirstymo kaitos plieninio elemento vietinė temperatūra, o apvijos izoliacija dėl perkaitimo pagreitina senėjimą, todėl sutrumpėja įrangos tarnavimo laikas.

5. Įtaka saugiam elektros įrangos veikimui: Skirstomasis transformatorius yra suprojektuotas pagal trifazės apkrovos balanso veikimo sąlygas, o kiekvienos fazės apvijos varža, nuotėkio reaktyvumas ir sužadinimo varža iš esmės yra vienodi.

Kai transformatorius veikia trifaziu apkrovos balansu, jo trifazė srovė iš esmės yra vienoda, o įtampos kritimas kiekvienoje transformatoriaus fazėje iš esmės yra vienodas, tada transformatoriaus trifazė įtampa taip pat yra subalansuota.

Jei skirstomasis transformatorius veikia esant trifaziam apkrovos disbalansui, kiekvienos fazės išėjimo srovė nėra lygi, o skirstomojo transformatoriaus vidinis trifazis įtampos kritimas nėra lygus, todėl skirstomojo transformatoriaus išėjimo įtampa bus trifazė.

Tuo pačiu metu skirstomasis transformatorius veikia nesubalansuotos trifazės apkrovos sąlygomis, trifazės išėjimo srovė skiriasi, todėl neutraliojoje linijoje teka srovė. Todėl neutraliojoje linijoje susidaro varžos įtampos kritimas, dėl kurio neutraliojo taško poslinkis ir fazės įtampa keičiasi, o tai kelia rimtą pavojų saugiam elektros įrangos veikimui.

6. Sumažėjęs variklio efektyvumas: skirstomasis transformatorius veikia esant nesubalansuotai trifazei apkrovai, dėl kurios išėjimo įtampa bus nesubalansuota trifazė. Kai į variklį tiekiama nesubalansuota įtampa, neigiamos sekos įtampa sukuria sukamąjį magnetinį lauką, priešingą teigiamos sekos įtampos sukuriamam sukamajam magnetiniam laukui, ir veikia kaip stabdys.

Tačiau kadangi teigiamas magnetinis laukas yra daug stipresnis nei neigiamas magnetinis laukas, variklis vis tiek sukasi teigiamo magnetinio lauko kryptimi. Tačiau dėl neigiamos sekos magnetinio lauko stabdymo poveikio sumažės variklio išėjimo galia ir variklio efektyvumas.

Tuo pačiu metu, esant trifazės įtampos disbalansui, padidės variklio temperatūros kilimas ir reaktyviosios galios nuostoliai. Todėl varikliui veikti esant nesubalansuotai trifazei įtampai yra labai neekonomiška ir nesaugu.

II. Nesubalansuotos trifazės apkrovos priežastys

(1) Nepakankamas trifazės apkrovos balanso svarbos supratimas. Vadovaujantis personalas negriežtai laikėsi taisyklių ir reglamentų, neatliko vertinimo reikalavimų.

(2) daug vienfazės elektros įrangos. Pastaraisiais metais įprastuose namuose atsirado daug aukštos kokybės, didelės galios vienfazių elektros prietaisų. Kai vienfazės apkrovos energijos suvartojimas labai padidėja, o vienalaikio naudojimo tikimybė nėra pastovi, žemos įtampos elektros tinklo trifazės apkrovos disbalanso laipsnis gali padidėti.

(3) Kadangi vadovaujantis personalas nėra susipažinęs su besikeičiančiomis taisyklėmis ir trifazės apkrovos paskirstymu platformos zonoje, naujų vienfazių vartotojų, ypač didelių vienfazės įrangos, naudojimas negali būti subalansuotai paskirstytas pagal trifazės apkrovą.

(4) Laikinas energijos suvartojimas ir sezoninis energijos suvartojimo padidėjimas, pvz., vasarą, žiemą, švenčių dienomis, kiekvieno vartotojo energijos suvartojimo padidėjimas yra nenuoseklus, todėl susidaro trijų fazių apkrovos disbalansas.

III. Tobulinimo priemonės

1. Trifazio įtampos disbalanso, kurį sukelia asimetrinė apkrova, sprendimai elektros tinkle:

(1) Asimetrinė apkrova paskirstoma skirtingiems maitinimo taškams, siekiant sumažinti didelį disbalanso perteklių, kurį sukelia centralizuotas prijungimas.

(2) Kryžminio mainų ir lygybės metodas naudojamas siekiant asimetrinę apkrovą pagrįstai paskirstyti kiekvienai fazei ir pabandyti ją subalansuoti.

(3) Padidinkite apkrovos prieigos taško trumpojo jungimo pajėgumą, pvz., pakeisdami tinklą arba pagerindami maitinimo įtampos lygį, kad pagerintumėte sistemos gebėjimą atlaikyti nesubalansuotą apkrovą.

2. Sustiprinti valdymą

(1) Pasamdyti specialų personalą, kuris kasmet sudarytų transformatorių tinklo schemą ir apkrovos paskirstymo schemą, patogioje ir lengvai peržiūrimoje lentelėje pateiktų atitinkamus duomenis, pvz., elektros energijos vartotojų skaičių kiekvienoje fazėje ir elektros skaitiklio modelį, ir patikrintų, ar nėra trūkstamų ar naujų vartotojų, ir laiku atnaujintų informaciją, atsižvelgiant į apkrovos pokyčius.

(2) Paskirkite asmenį su srovės replėmis ir bent kartą per mėnesį atlikite apkrovos bandymą, kad patikrintumėte nesubalansuotą trifazę apkrovą.

(3) Laikino ir sezoninio energijos suvartojimo atveju vadovaujantys darbuotojai privalo būti susipažinę su pagrindine vartotojų situacija, įrengimo vietomis, energijos suvartojimo pokyčiais ir laiku koreguoti pagal situaciją.

(4) Kreipkitės į naują vienfazę įrangą, kad galėtumėte naudoti elektrą, gerai paskirstykite apkrovos galią, kiek įmanoma tolygiai paskirstydami ją trifazėje grandinėje.

3. Sureguliuokite trifazę nesubalansuotą apkrovą, kad pasiektumėte „keturių fazių balansą“.

„Keturių balansų“ sąvoka apima matavimo taškų balansą, atšakų balansą, pagrindinių linijų balansą ir transformatoriaus žemosios įtampos išvado pusės balansą.

Tarp keturių balansų svarbiausia yra matavimo taškas ir šakų balansas, vidutinis vartotojo elektros energijos suvartojimas gali būti naudojamas kaip koregavimo pagrindas, elektros energijos suvartojimas yra maždaug toks pat kaip klasės, atitinkamai tolygiai pakoreguotas pagal trifazį.

4. Vienu metu prijunkite trifazę liniją prie apkrovos taško

Norint pasiekti trifazės apkrovos simetriją, trifazės linijos į apkrovos tašką turėtų būti įvestos vienu metu, nes tuo pačiu metu į apkrovos tašką įvedant trifazes linijas, nuostoliai žymiai sumažėja.

Kiek įmanoma išplėskite trifazės ir keturlaidės sistemos paskirstymo plotą ir sumažinkite vienfazės maitinimo linijos ilgį. Prieigos linija turėtų būti įvesta iš U, V ir W fazių tame pačiame poliuje, kiek įmanoma. Trijų vienfazės linijos grupių apkrova turėtų būti kuo labiau subalansuota.

5. Pagrįstai suprojektuokite elektros tinklo renovacijos schemą

Norint pasiekti trifazį apkrovos balansą po transformacijos, būtina pagrįstai suprojektuoti elektros tinklo transformacijos schemą. Prieš projektuojant būtina suprasti apkrovos kitimo ir paskirstymo dėsnius, atlikti tyrimus vietoje, įsisavinti apkrovos paskirstymą ir nubraižyti apkrovos paskirstymo laidų schemą.

Laidų klojimas turėtų būti atliekamas griežtai laikantis trifazės apkrovos balanso principo, o trifazis ir keturių laidų laidas turėtų būti kuo labiau įvestas į kiekvieną svarbų apkrovos centrą.

Šaltinis: „Windows on Power“