Штета од неуравнотежености трофазног оптерећења у дистрибутивном трансформатору

I. Штета од неуравнотежености трофазног оптерећења у дистрибутивном трансформатору

1. Повећање губитака у линији: губитак оптерећења дистрибутивног трансформатора мења се са струјом оптерећења трансформатора и пропорционалан је квадрату струје оптерећења. У случају да трансформатор преноси исти капацитет, трофазно оптерећење је неуравнотежено, а активни губитак се повећава.

Поред тога, доћи ће до губитка снаге на жици. Што је већи дисбаланс, већи су губици на линији.

2. Повећање губитка снаге дистрибутивног трансформатора: дистрибутивни трансформатор је главна опрема за напајање нисконапонске електроенергетске мреже. Када ради под небалансираним трофазним оптерећењем, губитак дистрибутивног трансформатора ће се повећати. Јер се губитак снаге дистрибутивног трансформатора мења са степеном небаланса оптерећења.

3. Смањена снага дистрибутивног трансформатора: када се пројектује дистрибутивни трансформатор, његова структура намотаја је пројектована према условима рада са балансом оптерећења, а перформансе намотаја су у основи исте, а номинални капацитет сваке фазе је једнак.

Максимална дозвољена снага дистрибутивног трансформатора ограничена је номиналним капацитетом сваке фазе. Ако дистрибутивни трансформатор ради под небалансираним трофазним оптерећењем, фаза са малим оптерећењем ће имати вишак капацитета, што ће смањити снага дистрибутивног трансформатора.

Степен смањења излаза повезан је са степеном неуравнотежености трофазног оптерећења. Што је веће неуравнотежено трофазно оптерећење, то је више смањен излаз дистрибутивног трансформатора. Стога, када је трофазно оптерећење неуравнотежено, излазни капацитет трансформатора не може достићи номиналну вредност, па се његов резервни капацитет сходно томе смањује, а смањује се и капацитет преоптерећења.

Ако дистрибутивни трансформатор ради у условима преоптерећења, лако је проузроковати његово прегревање, а у озбиљним случајевима чак и његов прегоревање.

4. Дистрибутивни трансформатор производи струју нулте секвенце: дистрибутивни трансформатор ради под условима небалансираног трофазног оптерећења, производиће струју нулте секвенце, струја ће се мењати са степеном небаланса трофазног оптерећења, што је већи степен небаланса, већа је струја нулте секвенце.

Када струја нулте секвенце прође кроз челични елемент, произвешће хистерезу и губитак вртложних струја, што ће довести до пораста локалне температуре челичног елемента дистрибутивне промене и загревања, а изолација намотаја ће убрзати старење услед прегревања, што ће довести до смањења века трајања опреме.

5. Утицај на безбедан рад електричне опреме: Дистрибутивни трансформатор је пројектован према радним условима трофазног баланса оптерећења, а отпор, реактанса цурења и импеданса побуде сваког фазног намотаја су у основи исти.

Када трансформатор ради у трофазном балансу оптерећења, његова трофазна струја је у основи једнака, а пад напона сваке фазе унутар трансформатора је у основи исти, тада је и трофазни излазни напон трансформатора такође уравнотежен.

Ако дистрибутивни трансформатор ради у трофазном неравнотеженом оптерећењу, излазна струја сваке фазе није једнака, а унутрашњи пад напона у трофазном окружењу дистрибутивног трансформатора није једнак, што ће довести до трофазне неравнотеже излазног напона дистрибутивног трансформатора.

Истовремено, дистрибутивни трансформатор ради са небалансираним трофазним оптерећењем, трофазна излазна струја је различита, а кроз неутралну линију ће тећи струја. Стога неутрална линија производи пад напона импедансе, што доводи до померања неутралне тачке, што доводи до промена фазног напона, озбиљно угрожавајући безбедан рад електричне опреме.

6. Смањена ефикасност мотора: дистрибутивни трансформатор ради под условима небалансираног трофазног оптерећења, што ће узроковати небалансирани трофазни излазни напон. Када се небалансирани напон доведе на улаз мотора, напон негативне секвенце производи обртно магнетно поље супротно од обртног магнетног поља генерисаног напоном позитивне секвенце, делујући као кочница.

Али пошто је позитивно магнетно поље много јаче од негативног магнетног поља, мотор се и даље окреће у смеру позитивног магнетног поља. Међутим, због кочионог ефекта магнетног поља негативне секвенце, излазна снага мотора ће бити смањена, а ефикасност мотора ће бити смањена.

Истовремено, пораст температуре и губитак реактивне снаге мотора ће се повећавати са неуравнотеженошћу трофазног напона. Стога је веома неекономично и небезбедно да мотор ради у условима неуравнотеженог трофазног напона.

II. Узроци неуравнотеженог трофазног оптерећења

(1) Недовољно разумевање важности трофазног баланса оптерећења. Руководно особље у управљању није се стриктно придржавало правила и прописа, нити је спроводило захтеве за процену.

(2) велики број једнофазних електричних уређаја. Последњих година, велики број висококвалитетних, снажних једнофазних електричних уређаја ушао је у заједничке домове. Када се потрошња енергије једнофазног оптерећења значајно повећа, а вероватноћа истовремене употребе није константна, степен неуравнотежености трофазног оптерећења нисконапонске електричне мреже може се повећати.

(3) Пошто руководно особље није упознато са променљивим правилима и расподелом трофазног оптерећења у подручју перона, примена нових једнофазних корисника, посебно велике једнофазне опреме, не може се расподелити на уравнотежен начин према трофазном оптерећењу.

(4) Привремено повећање потрошње енергије и сезонско повећање потрошње енергије, као што су лето, зима, празници, повећање потрошње енергије сваког корисника је недоследно, што резултира неравнотежом оптерећења у три фазе.

III. Мере за побољшање

1. Решења за трофазни неравнотежу напона електроенергетске мреже изазвану асиметричним оптерећењем:

(1) Асиметрично оптерећење се распоређује на различите тачке напајања како би се смањио проблем озбиљног вишка неравнотеже изазваног централизованим повезивањем.

(2) Метода унакрсне размене и једнакости се користи да би се асиметрично оптерећење разумно распоредило на сваку фазу и покушало га уравнотежити.

(3) Повећајте капацитет кратког споја тачке приступа оптерећењу, као што је промена мреже или побољшање нивоа напона напајања како бисте побољшали способност система да поднесе неуравнотежено оптерећење.

2. Ојачати управљање

(1) Организовати специјално особље за цртање дијаграма трансформаторске мреже и дијаграма расподеле оптерећења сваке године, уносити релевантне податке као што су број корисника електричне енергије на свакој фази и модел бројила електричне енергије у практичну и лако проверљиву табелу, проверавати да ли постоје нестали или нови корисници, и благовремено ажурирати у комбинацији са променама оптерећења.

(2) Доделите особу са клештастим мерним уређајем и извршите тест оптерећења најмање једном месечно како бисте проверили небалансирано трофазно оптерећење.

(3) За привремену потрошњу електричне енергије и сезонску потрошњу електричне енергије, руководно особље је дужно да буде упознато са основним стањем корисника, местима инсталације, променама у потрошњи електричне енергије, а затим да се благовремено прилагоди ситуацији.

(4) Пријавите се за нову једнофазну опрему за коришћење електричне енергије, добро обавите посао расподеле снаге оптерећења, колико год је то могуће да бисте је равномерно распоредили у трофазно коло.

3. Подесите трофазно небалансирано оптерећење да бисте постигли „четвороструку равнотежу“

„Четири биланса“ је биланс мерних тачака, биланс грана, биланс главних водова и биланс стране нисконапонског излаза трансформатора.

Међу четири биланса, кључни је тачка мерења и биланс грана, просечна потрошња електричне енергије корисника може се користити као основа за подешавање, потрошња електричне енергије је отприлике иста као и у класи, односно равномерно прилагођена трофазној.

4. Истовремено повежите трофазну линију са тачком оптерећења

Да би се постигла симетрија трофазног оптерећења, трофазне водове треба увести у тачку оптерећења истовремено јер се губици значајно смањују када се трофазне водове уведу у тачку оптерећења истовремено.

Проширите дистрибутивно подручје трофазних и четворожилних система колико год је то могуће и смањите дужину главне једнофазне линије напајања. Приступна линија треба да буде уведена из U, V и W фаза на истом полу колико год је то могуће. А оптерећење три групе једнофазних линија треба да буде што је више могуће уравнотежено.

5. Разумно пројектовати шему реновирања електроенергетске мреже

Да би се постигло трофазно равнотежно оптерећење након трансформације, неопходно је разумно пројектовати шему трансформације електроенергетске мреже. Пре пројектовања, неопходно је разумети закон промене оптерећења и расподеле оптерећења, извршити испитивање на лицу места, савладати расподелу оптерећења и нацртати дијаграм ожичења за расподелу оптерећења.

Ожичење треба изводити строго према принципу трофазног баланса оптерећења, а трофазне и четворожилне жице треба продирати у сваки важан центар оптерећења колико год је то могуће.

Извор: Windows on Power