Dağıtım trafosunda üç fazlı yük dengesizliğinin zararları

I. Dağıtım trafosunda üç fazlı yük dengesizliğinin zararları

1. Hat kayıplarında artış: Dağıtım transformatörünün yük kaybı, transformatörün yük akımıyla değişir ve yük akımının karesiyle orantılıdır. Aynı kapasiteyi taşıyan transformatör durumunda, üç fazlı yük dengesizdir ve aktif kayıp artar.

Ayrıca, kabloda güç kaybı da olacaktır. Dengesizlik ne kadar büyük olursa, hat kaybı da o kadar büyük olur.

2. Dağıtım trafosunun güç kaybını artırır: Dağıtım trafosu, alçak gerilim elektrik şebekesinin ana güç kaynağı ekipmanıdır. Dengesiz üç fazlı yük altında çalıştığında, dağıtım trafosunun kaybı artacaktır. Çünkü dağıtımın güç kaybı, yükün dengesizlik derecesiyle değişir.

3. Dağıtım transformatörünün düşük çıkış gücü: Dağıtım transformatörü tasarlanırken, sargı yapısı yük dengeleme çalışma koşullarına göre tasarlanır ve sargı performansı temelde aynıdır ve her fazın nominal kapasitesi eşittir.

Dağıtım transformatörünün izin verilen maksimum çıkışı, her bir fazın nominal kapasitesiyle sınırlıdır. Dağıtım transformatörü dengesiz üç fazlı yük altında çalıştırılırsa, düşük yüke sahip fazda fazla kapasite oluşacak ve bu da dağıtım transformatörünün çıkışını azaltacaktır.

Çıkış gücündeki azalma derecesi, üç fazlı yükün dengesizlik derecesiyle ilişkilidir. Üç fazlı yük ne kadar dengesiz olursa, dağıtım transformatörünün çıkışı da o kadar azalır. Bu nedenle, üç fazlı yük dengesiz olduğunda, transformatörün çıkış kapasitesi nominal değere ulaşamaz ve buna bağlı olarak yedek kapasitesi ve aşırı yük kapasitesi de azalır.

Dağıtım trafosu aşırı yük altında çalışırsa, kolayca ısınabilir ve ciddi durumlarda trafo yanabilir.

4. Dağıtım transformatörü sıfır dizi akımı üretir: Dağıtım transformatörü dengesiz üç fazlı yük koşullarında çalıştığında sıfır dizi akımı üretir; bu akım, üç fazlı yük dengesizliğinin derecesine bağlı olarak değişir; dengesizlik derecesi ne kadar büyükse, sıfır dizi akımı da o kadar büyük olur.

Sıfır sekans akımı çelik elemandan geçtiğinde, histerezis ve girdap akımı kaybına neden olur; bu da dağıtım ünitesinin çelik elemanının yerel sıcaklığının yükselmesine ve ısınmasına yol açar ve aşırı ısınma nedeniyle sargı izolasyonu hızla yaşlanarak ekipman ömrünün kısalmasına neden olur.

5. Elektrikli ekipmanların güvenli çalışmasını etkilemesi: Dağıtım transformatörü, üç fazlı yük dengeleme çalışma koşullarına göre tasarlanmıştır ve her faz sargısının direnci, kaçak reaktansı ve uyarma empedansı temelde aynıdır.

Transformatör üç fazlı yük dengesinde çalıştığında, üç fazlı akımı temelde eşittir ve transformatör içindeki her fazın gerilim düşümü de temelde aynıdır; bu durumda transformatörün üç fazlı gerilim çıkışı da dengeli olur.

Dağıtım trafosu üç fazlı yük dengesizliği altında çalıştırılırsa, her fazın çıkış akımı eşit olmaz ve dağıtım trafosunun içindeki üç fazlı gerilim düşümü de eşit olmaz; bu da dağıtım trafosunun çıkış geriliminde üç fazlı dengesizliğe yol açar.

Aynı zamanda, dağıtım transformatörü dengesiz üç fazlı yük altında çalıştırıldığından, üç faz çıkış akımı farklıdır ve nötr hat üzerinden akım geçer. Bu nedenle nötr hat, empedans gerilim düşüşüne neden olur, bu da nötr nokta kaymasına ve faz gerilim değişikliklerine yol açarak elektrikli ekipmanların güvenli çalışmasını ciddi şekilde tehlikeye atar.

6. Motor verimliliğinin azalması: Dağıtım transformatörü dengesiz üç fazlı yük koşulu altında çalışır ve bu da dengesiz üç fazlı çıkış voltajına neden olur. Dengesiz voltaj motora girdiğinde, negatif dizi voltajı, pozitif dizi voltajının oluşturduğu dönen manyetik alanın tersine dönen bir manyetik alan üretir ve bu da fren görevi görür.

Ancak pozitif manyetik alan negatif manyetik alandan çok daha güçlü olduğu için motor yine de pozitif manyetik alan yönünde döner. Bununla birlikte, negatif manyetik alanın frenleme etkisi nedeniyle motorun çıkış gücü azalacak ve motorun verimliliği düşecektir.

Aynı zamanda, üç fazlı gerilim dengesizliğiyle birlikte motorun sıcaklık artışı ve reaktif güç kaybı da artacaktır. Bu nedenle, motorun üç fazlı gerilim dengesizliği koşullarında çalışması son derece ekonomik olmayan ve güvensiz bir durumdur.

II. Dengesiz üç fazlı yükün nedenleri

(1) Üç fazlı yük dengelemesinin önemine ilişkin yetersiz anlayış. Yönetim personeli, kurallara ve düzenlemelere sıkı sıkıya uymamış, değerlendirme gerekliliklerini yerine getirmemiştir.

(2) çok sayıda tek fazlı elektrikli ekipman. Son yıllarda, çok sayıda yüksek kaliteli, yüksek güçlü tek fazlı elektrikli cihaz yaygın evlere girmiştir. Tek fazlı yükün güç tüketimi büyük ölçüde arttığında ve eş zamanlı kullanım olasılığı tutarlı olmadığında, alçak gerilim güç şebekesinin üç fazlı yükünün dengesizlik derecesi artabilir.

(3) Yönetim personeli platform alanındaki üç fazlı yükün değişen kuralları ve dağılımına aşina olmadığından, yeni tek fazlı kullanıcıların, özellikle büyük tek fazlı ekipmanların, üç fazlı yüke göre dengeli bir şekilde dağıtılması mümkün değildir.

(4) Geçici güç tüketimi ve mevsimsel güç tüketimi artışı, örneğin yaz, kış, tatiller gibi, her kullanıcının güç tüketimindeki artış tutarsızdır ve bu da üç fazlı yük dengesizliğine yol açar.

III. İyileştirme önlemleri

1. Asimetrik yükten kaynaklanan elektrik şebekesindeki üç fazlı gerilim dengesizliğine yönelik çözümler:

(1) Asimetrik yük, merkezi bağlantıdan kaynaklanan aşırı dengesizlik sorununu azaltmak için farklı güç kaynağı noktalarına dağıtılır.

(2) Asimetrik yükün her faza makul bir şekilde dağıtılması ve dengelenmesi için çapraz değişim ve eşitlik yöntemi kullanılır.

(3) Sistemin dengesiz yüke dayanma yeteneğini artırmak için şebekeyi değiştirmek veya güç kaynağı voltaj seviyesini iyileştirmek gibi yük erişim noktasının kısa devre kapasitesini artırın.

2. Yönetimi güçlendirin

(1) Her yıl trafo şebekesi şemasını ve yük dağıtım şemasını çizmek üzere özel personel görevlendirin, her fazdaki elektrik kullanıcı sayısı ve elektrik sayacı modeli gibi ilgili verileri kullanışlı ve kolay kontrol edilebilir bir tabloya dönüştürün ve eksik veya yeni kullanıcıların olup olmadığını kontrol edin ve yük değişiklikleriyle birlikte zamanında güncelleyin.

(2) Kişiye bir pens ampermetre verin ve dengesiz üç fazlı yükü kontrol etmek için ayda en az bir kez yük testi yapın.

(3) Geçici güç tüketimi ve mevsimsel güç tüketimi için, yönetim personelinin kullanıcıların, kurulum yerlerinin, güç tüketimindeki değişikliklerin temel durumuna aşina olması ve ardından duruma göre zamanında ayarlamalar yapması gerekmektedir.

(4) Elektrik kullanımı için yeni tek fazlı ekipman başvurusunda bulunun, yük gücü dağıtımını iyi bir şekilde yapın ve mümkün olduğunca üç fazlı devreye eşit olarak dağıtın.

3. Üç fazlı dengesiz yükü "dört fazlı denge" sağlayacak şekilde ayarlayın.

"Dörtlü denge"; ölçüm noktalarının dengesi, dalların dengesi, ana hatların dengesi ve transformatörün alçak gerilim çıkış tarafının dengesini ifade eder.

Dört dengeleyici unsur arasında en önemlisi ölçüm noktası ve dalların dengesidir; ortalama kullanıcı elektrik tüketimi ayarlama için temel olarak kullanılabilir, elektrik tüketimi kabaca bir sınıfla aynıdır ve üç faza eşit olarak ayarlanır.

4. Üç fazlı hattı yük noktasına aynı anda bağlayın.

Üç fazlı yükün simetrisini elde etmek için, üç fazlı hatların yük noktasına aynı anda bağlanması gerekir, çünkü üç fazlı hatların aynı anda yük noktasına bağlanması durumunda kayıplar önemli ölçüde azalır.

Üç fazlı ve dört telli sistemin dağıtım alanını mümkün olduğunca genişletin ve tek fazlı güç kaynağı ana hattının uzunluğunu azaltın. Erişim hattı, mümkün olduğunca aynı direk üzerinde u, V ve W fazlarından getirilmelidir. Ayrıca, üç grup tek fazlı hattın yükü mümkün olduğunca dengelenmelidir.

5. Elektrik şebekesi yenileme planını makul bir şekilde tasarlayın.

Dönüşüm sonrasında üç fazlı yük dengesini sağlamak için, güç şebekesi dönüşüm şemasının makul bir şekilde tasarlanması gerekmektedir. Tasarımdan önce, yük değişiminin ve yük dağılımının kanununu anlamak, yerinde inceleme yapmak, yük dağılımını kavramak ve yük dağıtım kablolama şemasını çizmek gereklidir.

Kablolama, üç fazlı yük dengeleme prensibine kesinlikle uygun olarak yapılmalı ve üç fazlı ve dört telli kablolar, mümkün olduğunca her önemli yük merkezine kadar ulaştırılmalıdır.

Kaynak: Windows on Power