Škoda zaradi neuravnoteženosti trifazne obremenitve v distribucijskem transformatorju

I. Škoda zaradi neuravnoteženosti trifazne obremenitve v distribucijskem transformatorju

1. Povečanje izgub v omrežju: izguba obremenitve distribucijskega transformatorja se spreminja s tokom obremenitve transformatorja in je sorazmerna s kvadratom toka obremenitve. V primeru transformatorja z enako zmogljivostjo je trifazna obremenitev neuravnotežena in aktivne izgube se povečajo.

Poleg tega bo prišlo do izgube moči na žici. Večja kot je neravnovesje, večje so izgube v omrežju.

2. Povečanje izgube moči distribucijskega transformatorja: distribucijski transformator je glavna napajalna oprema nizkonapetostnega električnega omrežja. Ko deluje pod neuravnoteženo trifazno obremenitvijo, se izgube distribucijskega transformatorja povečajo, ker se izguba moči distribucijskega transformatorja spreminja s stopnjo neuravnoteženosti obremenitve.

3. Zmanjšana izhodna moč distribucijskega transformatorja: pri načrtovanju distribucijskega transformatorja je njegova struktura navitja zasnovana glede na obratovalne pogoje uravnoteženja obremenitve, njegova zmogljivost navitja pa je v osnovi enaka, nazivna zmogljivost vsake faze pa je enaka.

Največja dovoljena izhodna moč distribucijskega transformatorja je omejena z nazivno zmogljivostjo posamezne faze. Če distribucijski transformator deluje pod neuravnoteženo trifazno obremenitvijo, bo imela faza z manjšo obremenitvijo presežek zmogljivosti, kar bo zmanjšalo izhodno moč distribucijskega transformatorja.

Stopnja zmanjšanja izhodne moči je povezana s stopnjo neuravnoteženosti trifazne obremenitve. Večja kot je neuravnotežena trifazna obremenitev, bolj se zmanjša izhodna moč distribucijskega transformatorja. Zato pri neuravnoteženi trifazni obremenitvi izhodna zmogljivost transformatorja ne more doseči nazivne vrednosti, zato se ustrezno zmanjša njegova rezervna zmogljivost in preobremenitvena zmogljivost.

Če distribucijski transformator deluje pod preobremenitvijo, se lahko transformator pregreje, v resnih primerih pa celo pregori.

4. Distribucijski transformator proizvaja tok ničelnega zaporedja: distribucijski transformator deluje v neuravnoteženem trifaznem stanju obremenitve in proizvaja tok ničelnega zaporedja, ki se spreminja s stopnjo neuravnoteženosti trifazne obremenitve, večja kot je stopnja neuravnoteženosti, večji je tok ničelnega zaporedja.

Ko tok ničelnega zaporedja teče skozi jekleni element, bo povzročil histerezo in izgubo zaradi vrtinčnih tokov, zaradi česar se bo lokalna temperatura jeklenega elementa porazdelitvene spremembe zvišala in segrela, izolacija navitja pa bo pospešila staranje zaradi pregrevanja, kar bo povzročilo skrajšanje življenjske dobe opreme.

5. Vpliv na varno delovanje električne opreme: Distribucijski transformator je zasnovan v skladu s pogoji delovanja trifaznega ravnovesja obremenitve, upornost, upornost uhajanja in vzbujevalna impedanca vsakega faznega navitja pa so v osnovi enake.

Ko transformator deluje v trifaznem ravnovesju obremenitve, je njegov trifazni tok v osnovi enak, padec napetosti na vsaki fazi znotraj transformatorja pa je v osnovi enak, zato je tudi trifazna izhodna napetost transformatorja uravnotežena.

Če distribucijski transformator deluje v trifaznem neravnovesju obremenitve, izhodni tok posamezne faze ni enak in notranji trifazni padec napetosti distribucijskega transformatorja ni enak, kar bo povzročilo trifazno neravnovesje izhodne napetosti distribucijskega transformatorja.

Hkrati distribucijski transformator deluje z neuravnoteženo trifazno obremenitvijo, trifazni izhodni tok je drugačen in skozi nevtralni vod teče tok. Posledično nevtralni vod povzroči padec napetosti impedance, kar povzroči premik nevtralne točke in posledično spremembe fazne napetosti, kar resno ogroža varno delovanje električne opreme.

6. Zmanjšana učinkovitost motorja: distribucijski transformator deluje pod neuravnoteženim trifaznim bremenom, kar povzroči neuravnoteženo trifazno izhodno napetost. Ko se na motor dovede neuravnotežena napetost, negativna zaporedna napetost ustvari vrteče se magnetno polje, ki je nasprotno vrtečemu se magnetnemu polju, ki ga ustvarja pozitivna zaporedna napetost, in deluje kot zavora.

Ker pa je pozitivno magnetno polje veliko močnejše od negativnega magnetnega polja, se motor še vedno vrti v smeri pozitivnega magnetnega polja. Vendar se zaradi zavornega učinka negativnega zaporedja magnetnega polja izhodna moč motorja zmanjša, kar zmanjša tudi učinkovitost motorja.

Hkrati se bosta z neuravnoteženostjo trifazne napetosti povečala dvig temperature in izguba jalove moči motorja. Zato je delovanje motorja v pogojih neuravnotežene trifazne napetosti zelo neekonomično in nevarno.

II. Vzroki za neuravnoteženo trifazno obremenitev

(1) Nezadostno razumevanje pomena trifaznega uravnoteženja obremenitve. Vodstveno osebje v upravljanju ni strogo upoštevalo pravil in predpisov, niti ni izvajalo zahtev glede ocenjevanja.

(2) veliko število enofaznih električnih naprav. V zadnjih letih se je v skupne domove vneslo veliko število visokokakovostnih enofaznih električnih naprav z veliko močjo. Ko se poraba energije enofazne obremenitve močno poveča in verjetnost hkratne uporabe ni konstantna, se lahko stopnja neuravnoteženosti trifazne obremenitve nizkonapetostnega električnega omrežja poveča.

(3) Ker vodstveno osebje ni seznanjeno s spreminjajočimi se pravili in porazdelitvijo trifazne obremenitve na območju perona, uporabe novih enofaznih uporabnikov, zlasti velike enofazne opreme, ni mogoče uravnoteženo porazdeliti glede na trifazno obremenitev.

(4) Začasno in sezonsko povečanje porabe energije, na primer poleti, pozimi in med prazniki, je povečanje porabe energije vsakega uporabnika nedosledno, kar povzroči neravnovesje trifazne obremenitve.

III. Izboljševalni ukrepi

1. Rešitve za trifazno napetostno neravnovesje električnega omrežja, ki ga povzroča asimetrična obremenitev:

(1) Asimetrična obremenitev se razprši na različne napajalne točke, da se zmanjša problem resnega presežka neravnovesja, ki ga povzroča centralizirana povezava.

(2) Za zagotovitev smiselne porazdelitve asimetrične obremenitve na vsako fazo in za njeno uravnoteženje se uporablja metoda navzkrižne izmenjave in enakosti.

(3) Povečajte kratkostično zmogljivost dostopne točke do obremenitve, na primer s spremembo omrežja ali izboljšanjem napajalne napetosti, da izboljšate sposobnost sistema, da prenese neuravnoteženo obremenitev.

2. Okrepiti upravljanje

(1) Organizirati posebno osebje, ki bo vsako leto izrisalo diagram transformatorskega omrežja in diagram porazdelitve obremenitve, ustrezne podatke, kot so število uporabnikov električne energije v vsaki fazi in model števca električne energije, zbralo v priročni in enostavno pregledni tabeli ter preverilo, ali so prisotni manjkajoči ali novi uporabniki, in jih pravočasno posodobilo skupaj s spremembami obremenitve.

(2) Dodelite osebi tokokrog in vsaj enkrat mesečno opravite preizkus obremenitve, da preverite neuravnoteženo trifazno obremenitev.

(3) Pri začasni in sezonski porabi energije mora vodstveno osebje poznati osnovne razmere uporabnikov, mesta namestitve, spremembe porabe energije in se nato pravočasno prilagoditi razmeram.

(4) Za uporabo nove enofazne opreme uporabite električno energijo in dobro porazdelite obremenitev, da se čim bolj enakomerno porazdeli po trifaznem tokokrogu.

3. Prilagodite trifazno neuravnoteženo obremenitev, da dosežete "štiri ravnovesje"

"Štiri ravnovesja" so ravnovesja merilnih točk, ravnovesja vej, ravnovesja glavnih vodov in ravnovesja na strani nizkonapetostnih izhodov transformatorjev.

Med štirimi bilancami je ključna merilna točka in bilanca vej, povprečna poraba električne energije uporabnika pa se lahko uporabi kot osnova za prilagoditev, poraba električne energije pa je približno enaka kot v razredu, oziroma enakomerno prilagojena trifazni.

4. Trifazni vod hkrati priključite na točko obremenitve

Da bi dosegli simetrijo trifazne obremenitve, je treba trifazne vode hkrati priključiti na točko obremenitve, saj se izgube znatno zmanjšajo, če so trifazni vodi hkrati priključeni na točko obremenitve.

Čim bolj razširite območje distribucije trifaznih in štirižičnih sistemov ter skrajšajte dolžino enofaznega glavnega napajalnega voda. Dostopni vod je treba čim bolj napeljati iz faz U, V in W na isti drog. Obremenitev treh skupin enofaznega voda mora biti čim bolj uravnotežena.

5. Razumno načrtujte shemo prenove električnega omrežja

Da bi dosegli trifazno ravnovesje obremenitve po transformaciji, je treba razumno zasnovati shemo transformacije električnega omrežja. Pred načrtovanjem je treba razumeti zakon spremembe obremenitve in porazdelitve obremenitve, opraviti preiskavo na kraju samem, obvladati porazdelitev obremenitve in narisati shemo ožičenja za porazdelitev obremenitve.

Ožičenje je treba izvajati strogo v skladu z načelom trifaznega ravnovesja obremenitve, trifazne in štirižične žice pa je treba čim bolj prodreti v vsako pomembno središče obremenitve.

Vir: Windows napajalnik