Ano ang mga epekto ng hindi pagkakapantay-pantay ng tatlong phase sa sistema ng kuryente?

Ang three-phase imbalance sa mga sistema ng kuryente ay nagdudulot ng maraming masamang epekto, kabilang ang pagtaas ng pagkawala ng elektrikal sa mga linya, pagtaas ng pagkawala ng elektrikal sa mga distribution transformer, pagbaba ng kapasidad ng output ng mga distribution transformer, paglikha ng zero-sequence current sa mga distribution transformer, pagbawas ng ligtas na operasyon ng mga kagamitang elektrikal, at pagbaba ng kahusayan ng mga motor ng kuryente. Paano maiiwasan ang three-phase imbalance sa mga sistema ng kuryente? Ang sumusunod na bahagi mula sa Nantong Zhifeng Electric Technology Co., Ltd. ay nagbibigay ng detalyadong paliwanag tungkol sa mga pinsalang dulot ng three-phase imbalance at mga paraan upang ito ay mapabuti.

Mga pinsalang dulot ng three-phase imbalance sa mga sistema ng kuryente:

1. Pagtaas ng pagkawala ng elektrikal sa mga linya

Sa isang three-phase four-wire power supply network, kapag dumadaloy ang kuryente sa pamamagitan ng line conductor, ang pagkawala ng elektrikal na enerhiya ay hindi maiiwasang nangyayari dahil sa pagkakaroon ng impedance, at ang pagkawalang ito ay proporsyonal sa square ng kuryente. Kapag binigyan ng three-phase four-wire system ang low-voltage network, ang pagkakaroon ng single-phase loads ay hindi maiiwasang nagdudulot ng three-phase load imbalance. Sa ilalim ng ganitong kondisyon ng hindi balanseng karga, dumadaloy ang kuryente sa pamamagitan ng neutral conductor. Ito ay nagdudulot hindi lamang ng pagkawala sa phase conductors kundi pati sa neutral conductor, kaya't nadadagdagan ang kabuuang pagkawala sa power network lines.

2.Nadagdagan ang pagkawala ng elektrikal na enerhiya sa distribution transformers

Ang distribution transformer ang pangunahing kagamitan sa suplay ng kuryente sa low-voltage network. Kapag gumagana ito sa ilalim ng three-phase load imbalance na kondisyon, nagdudulot ito ng pagtaas ng pagkawala ng transformer dahil ang power loss ng transformer ay nagbabago ayon sa antas ng load imbalance.

3. Pagbaba ng Output ng Distribution Transformer

Sa disenyo ng isang distribution transformer, ang istruktura ng kanyang winding ay nakabase sa balanseng kondisyon ng operasyon ng karga, na may mahalos pantay-pantay na performance ng winding at pantay-pantay na rated capacity sa bawat phase. Ang pinakamataas na maaaring output ng distribution transformer ay limitado ng rated capacity ng bawat phase. Kapag ang distribution transformer ay gumagana sa kondisyon ng hindi balanseng three-phase load, ang phase na may maliit na karga ay may dagdag na kapasidad, na nagdudulot ng pagbawas sa output ng transformer. Ang lawak ng pagbawas sa output ay may kaugnayan sa sukat ng hindi pagkakabalanseng three-phase. Mas malaki ang hindi pagkakabalanseng, mas malaki ang pagbaba ng output ng distribution transformer. Bilang resulta, kapag gumagana ang distribution transformer sa kondisyon ng hindi balanseng three-phase load, ang kanyang output capacity ay hindi makakamit ang kanyang rated na halaga, ang kanyang reserve capacity ay naaapektuhan din, at nabawasan ang kanyang kakayahan sa overload. Kung ang distribution transformer ay gumagana sa kondisyon ng overload, mataas ang posibilidad na magdulot ito ng pag-init ng transformer, na sa matinding kaso ay maaaring magresulta sa pagkasunog ng transformer.

4. Henerasyon ng zero-sequence current ng distribution transformer

Kapag ang distribution transformer ay gumagana sa ilalim ng kondisyon ng hindi pantay na three-phase load, nabubuo ang zero-sequence current. Ang kuryenteng ito ay nagbabago ayon sa antas ng hindi pagkakapantay ng three-phase load; mas mataas ang imbalance, mas malaki ang zero-sequence current. Kung may umiiral na zero-sequence current sa gumagana ng distribution transformer, nabubuo ang zero-sequence flux sa kanyang core. (Walang zero-sequence current sa high-voltage side.) Ito ay nagpapahintulot sa zero-sequence flux na dumaan lamang sa oil tank wall at sa mga steel structural components. Dahil ang magnetic permeability ng mga steel component ay relatibong mababa, kapag dumadaan ang zero-sequence current sa mga steel component na ito, nangyayari ang hysteresis at eddy current losses, na nagdudulot ng lokal na pagtaas ng temperatura at pag-init ng mga steel component ng transformer. Dahil sa sobrang init, mabilis na tumatanda ang insulation ng distribution transformer winding, na nagreresulta sa pagbawas ng haba ng buhay ng kagamitan. Bukod dito, ang pagkakaroon ng zero-sequence current ay nagdaragdag sa mga losses ng distribution transformer.

5. Epekto sa Ligtas na Operasyon ng Kagamitang Pangkuryente

Ang distribution transformer ay idinisenyo batay sa balanseng kondisyon ng three-phase load, kung saan ang resistance, leakage reactance, at magnetizing impedance ng bawat phase winding ay karaniwang magkakatulad. Kapag ang distribution transformer ay gumagana sa ilalim ng balanseng three-phase loads, ang three-phase currents ay karaniwang pantay-pantay, at ang voltage drops sa bawat phase ng transformer ay karaniwang pareho rin; kaya ang three-phase output voltages ng transformer ay balanseng-balanso. Kung ang distribution transformer ay gumagana sa ilalim ng hindi balanseng three-phase load, ang output currents ng bawat phase ay hindi magkakapareho, at ang internal voltage drops ng mga phase ng transformer ay magkakaiba, na magreresulta nang hindi maiiwasan sa imbalance ng three-phase voltage sa output ng transformer.

Nang sabay-sabay, kapag ang distribution transformer ay gumagana habang may three-phase load imbalance, ang three-phase output currents ay hindi pantay, nagreresulta sa pagdaloy ng kuryente sa neutral conductor. Ito ay nagdudulot ng impedance voltage drop sa neutral conductor, na nagiging sanhi ng neutral point displacement, na nagbabago sa phase voltages ng bawat phase. Ang voltage ng mabigat na naka-load na phase ay bumababa, samantalang ang voltage ng magaan na naka-load na phase ay tumataas. Ang pagbibigay ng kuryente sa ilalim ng kondisyon ng voltage imbalance ay maaaring madaling makapinsala sa kagamitang elektrikal na nakakonekta sa mas mataas na voltage phase, habang ang mga kagamitan naman na nakakonekta sa mas mababang voltage phase ay maaaring hindi gumana. Samakatuwid, ang pagpapatakbo sa ilalim ng three-phase load imbalance ay direktang nakakaapekto sa ligtas na pagpapatakbo ng mga kagamitang elektrikal.

6. Bawasan ang Kahusayan ng Electric Motor

Kapag ang isang distribution transformer ay gumagana sa ilalim ng kondisyon ng hindi pantay na three-phase load, nagdudulot ito ng hindi pantay na three-phase sa output voltage. Dahil ang hindi balanseng voltage ay binubuo ng positive-sequence, negative-sequence, at zero-sequence na mga bahagi ng voltage, kapag ang ganitong hindi balanseng voltage ay ipinipilit sa isang electric motor, ang negative-sequence voltage ay nagbubuo ng isang rotating magnetic field na kabaligtaran ng nabuo ng positive-sequence voltage, na nagdudulot ng braking effect. Gayunpaman, dahil ang positive-sequence magnetic field ay mas malakas kaysa negative-sequence magnetic field, ang electric motor ay patuloy na bumubuka sa direksyon ng positive-sequence magnetic field. Dahil sa braking effect ng negative-sequence magnetic field, ang output power ng electric motor ay tiyak na bumababa, na nagreresulta sa pagbaba ng kahusayan ng motor. Nang sabay-sabay, ang pagtaas ng temperatura at reactive power losses ng electric motor ay tumataas din depende sa antas ng three-phase voltage imbalance. Samakatuwid, ang pagpapatakbo ng isang electric motor sa ilalim ng kondisyon ng three-phase voltage imbalance ay lubhang hindi ekonomiko at hindi ligtas.