Kokie yra trijų fazių nesibalanso elektros sistemose žalos padariniai?

Trijų fazių nebalansas elektros sistemose sukelia daugybę neigiamų pasekmių, įskaitant padidėjusias elektros energijos linijų nuostovis, padidėjusias elektros transformatorių nuostovis, sumažėjusią transformatorių išvesties galia, nulio sekvencinės srovės generavimą transformatoriuose, pažeidžiamą elektros įrenginių saugų veikimą ir sumažėjusį elektros variklių efektyvumą. Kaip galima sumažinti trijų fazių nebalansą elektros sistemose? Sekančioje Nantong Zhifeng Elektros Technologijų Įmonės, Ltd., skirsnis pateikia išsamią informaciją apie trijų fazių nebalanso pasekmes ir būdus jį taisyti.

Trijų fazių nebalanso elektros sistemose sukeltos žalos:

1. Padidėjusios elektros energijos nuostovės linijose

Trijuose fazėse esančioje keturių laidų energijos tiekimo sistemoje, kai srovė teka per linijos laidą, elektros energijos nuostoliai neišvengiamai atsiranda dėl impedanso buvimo, ir šie nuostoliai yra proporcingi srovės kvadratui. Kai žemos įtampos tinklą tiekia trijų fazių keturių laidų sistema, vienos fazės apkrovų buvimas neišvengiamai sukelia trijų fazių apkrovos disbalansą. Esant tokioms apkrovos sąlygoms, srovė teka per neutralųjį laidą. Tai sukelia ne tik fazinių laidų nuostolius, bet ir neutraliojo laidų nuostolius, taip padidinant bendrus elektros tinklo linijų nuostolius.

2.Didėjusios elektros energijos nuostoliams skirstymo transformatoriuose

Skirstymo transformatorius yra pagrindinė žemos įtampos tinklo elektros tiekimo įranga. Veikiant trijų fazių apkrovos disbalanso sąlygoms, transformatoriaus nuostoliai padidėja, nes transformatoriaus galios nuostoliai kinta priklausomai nuo apkrovos disbalanso laipsnio.

3. Žemės ūkio transformatoriaus išvesties sumažinimas

Projektuojant paskirstymo transformatorių, jo apvijų struktūra pagrįsta subalansuotų apkrovų darbo sąlygų, su esmininkai vienodų apvijų savybių ir vienodų nominalių galimybių kiekvienai fazei. Maksimalus paskirstymo transformatoriaus išėjimas yra ribojamas kiekvienos fazės nominalia galia. Kai paskirstymo transformatorius veikia esant trijų fazių apkrovų disbalansui, švelniai apkrauta fazė turi perteklinę galimybe, dėl ko transformatoriaus išėjimas sumažėja. Išėjimo sumažėjimo laipsnis priklauso nuo trijų fazžių apkrovų disbalanso dydžio. Kuo didesnis disbalansas, tuo labiau sumažėja paskirstymo transformatoriaus išėjimas. Atitinkamai, veikiant trijų fazžių apkrovų disbalansui, paskirstymo transformatoriaus išėjimo galimybės negali pasiekti nominalios reikšmės, jo atsarginė galimybė sumažėja, o perkrovos galimybės mažėja. Jei paskirstymo transformatorius veikia esant perkrovos sąlygoms, yra didelė tikimybė, kad transformatorius įkaistų, o sunkiais atvejais tai gali netgi sukelti transformatoriaus perdegimą.

nulinės sekos srovės generavimas naudojant skirstomąjį transformatorių

Kai skirstomasis transformatorius veikia esant trijų fazės apkrovos nebalansui, generuojama nulinės sekos srovė. Ši srovė kinta priklausomai nuo trijų fazės apkrovos nebalanso laipsnio; kuo didesnis nebalansas, tuo didesnė nulinės sekos srovė. Jei veikiančiame skirstomajame transformatoriuje yra nulinės sekos srovės, jo šerdyje generuojamas nulinės sekos srautas. (Aukštos įtampos pusėje nulinės sekos srovės nėra.) Tai verčia nulinės sekos srautą praeiti tik per aliuminio baką ir konstrukcinius plieno komponentus. Kadangi plieno komponentų magnetinė skvarba yra gana žema, praeinant nulinės sekos srovei per šiuos plieno komponentus, atsiranda histereziniai ir sūkurinės srovės nuostoliai, dėl kurių vietomis pakyla temperatūra ir įkaitinami transformatoriaus plieno komponentai. Dėl perkaitimo transformatoriaus apvijų izoliacija sensta greičiau, todėl įrenginio tarnavimo laikas sutrumpėja. Be to, nulinės sekos srovės buvimas padidina skirstomojo transformatoriaus nuostolius.

5. Poveikis elektros įrenginių saugiam veikimui

Skirstomasis transformatorius yra sukurtas remiantis subalansuotų trijų fazės apkrovų veikimo sąlygomis, kai kiekvienos fazės apvijų varža, sklaidos reaktyvinė varža ir įtampos nuosmukis yra esmingai vienodi. Kai skirstomasis transformatorius veikia esant subalansuotoms trijų fazių apkrovoms, trijų fazės srovių vertės yra esmingai vienodos, o transformatoriaus kiekvienos fazės vidiniai įtampos nuosmukiai taip pat yra esmingai vienodi; todėl transformatoriaus trijų fazės išvesties įtampa yra subalansuota. Jei skirstomasis transformatorius veikia esant trijų fazių apkrovų disbalansui, kiekvienos fazės išvesties srovių vertės bus nevienodos, o transformatoriaus fazės vidiniai įtampos nuosmukiai bus skirtingi, neišvengiamai sukeldami trijų fazių įtampos disbalansą transformatoriaus išvadoje.

Tuo pačiu, kai skirstymo transformatorius veikia esant trijų fazės apkrovos disbalansui, trijų fazės išvesties srovių dydžiai yra nevienodi, todėl per neutralųjį laidą pradeda tekėti srovė. Tai sukelia impedansinį įtampos kritimą neutraliajame laidė, dėl ko pasislenka neutralusis taškas, keičiantis kiekvienos fazės fazinę įtampą. Smarkiai apkrautos fazės įtampa mažėja, o švelniai apkrautos fazės įtampa didėja. Jei įtampa tiekiama esant įtampos disbalansui, tai gali lengvai sugadinti prie aukštesnės įtampos fazės prijungtą elektrinę įrangą, tuo tarpu prie žemesnės įtampos fazės prijungta įranga gali neveikti. Todėl veikiant trijų fazių apkrovos disbalansui rimtai kyla grėsmė elektrinės įrangos saugiam veikimui.

6. Elektros variklio našumo sumažėjimas

Kai skirstomasis transformatorius veikia esant nesimetriškai apkrovai, išvesties įtampa tampa nesimetriška. Kadangi nesimetriškoji įtampa sudaryta iš teigiamosios, neigiamosios ir nulinės sekos įtampų, taikant tokią įtampą elektros varikliui, neigiamosios sekos įtampa sukuria priešingą magnetinį lauką, lyginant su teigiamosios sekos įtampos sukurtu magnetiniu lauku, todėl atsiranda stabdymo efektas. Tačiau kadangi teigiamosios sekos magnetinis laukas yra daug stipresnis nei neigiamosios sekos magnetinis laukas, elektros variklis toliau sukasi teigiamosios sekos magnetinio lauko kryptimi. Dėl neigiamosios sekos magnetinio lauko stabdymo efekto, elektros variklio išvesties galia neišvengiamai mažėja, todėl sumažėja variklio naudingumo koeficientas. Tuo pačiu elektros variklio temperatūros kilimas ir reaktyviosios galios nuostoliai taip pat didėja priklausomai nuo trijų fazių įtampos nesimetrijos laipsnio. Todėl elektros variklio eksploatacija esant trijų fazių įtampos nesimetrijai yra labai neekonomiška ir nepatogi.