Balanserende transformatorer

Spenningen mellom hver fase i det trefasede AC-nettverket og den nøytrale ledningen er ideelt sett 220 volt. Men når forskjellige belastninger, forskjellige i natur og størrelse, er koblet til hver av fasene i kraftnettet, oppstår noen ganger en ganske betydelig ubalanse i fasespenninger.

Hvis belastningsmotstandene var like, ville strømmene som strømmet gjennom dem også være lik hverandre. Deres geometriske sum ville være null. Men som et resultat av ulikheten mellom disse strømmene i den nøytrale ledningen, oppstår en utjevningsstrøm (nullpunktet forskyves) og en avviksspenning vises.

Fasespenningene endres i forhold til hverandre og det blir funnet en faseubalanse... Konsekvensen av en slik faseubalanse er en økning i strømforbruket fra nettet og feil drift av elektriske mottakere, noe som fører til havari, skader og for tidlig slitasje på isolasjonen. I en slik situasjon blir brukernes sikkerhet kompromittert.

For autonome trefasede strømkilder er den ujevne belastningen av fasene fulle av alle slags mekaniske skader. Som et resultat er det en funksjonsfeil på elektriske mottakere, forringelse av strømkilder, økt forbruk av olje, drivstoff og kjølevæske for generatoren. Til slutt øker kostnadene for både strøm generelt og forbruksvarer til generatoren.

For å eliminere faseubalansen, utjevne fasespenningene, må du først beregne belastningsstrømmene for hver av de tre fasene. Det er imidlertid ikke alltid mulig å gjøre dette på forhånd. I industriell skala kan tap på grunn av fasespenningsubalanse ganske enkelt være kolossale, og den økonomiske effekten til en viss grad ødeleggende.

For å eliminere negative trender må du bruke fasebalansering... Til dette formål brukes såkalte baluntransformatorer.

I en trefasetransformator er faseviklingene til både høyere og lavere spenning stjernekoblet, en ekstra balanseringsanordning er innebygd i form av en ekstra vikling som omgir høyspentviklingene. Denne ekstra viklingen er designet for å motstå den kontinuerlige strømmen til transformatorens nominelle belastning, dvs. for merkestrømmen til én fase. Viklingen er inkludert i det nøytrale ledningsbruddet til transformatoren fra følgende beregning.

Ved utjevningsstrøm i nøytrallederen, på grunn av en ubalansert belastning, vil nullsekvensfluksene i magnetkretsen (viklingene til driftstransformatorene) bli fullstendig kompensert av de motsatt rettede nullsekvensfluksene til balanseringsviklingen. Tross alt er fasespenningsubalanse fullstendig forhindret.

Koblingsskjemaet til viklingene til en trefaset fasebalanserende transformator er vist i figur 1.

Ris. 1. Enheten til balansetransformatoren

1) Tre-trinns magnetisk krets av en trefase transformator.

2) Høyspentspoler.

3) Lavspenningsviklinger.

4) Vikling fra kompenserende svinger.

5) Avstandskiler.

6) Enden av kompensasjonsviklingen koblet til den nøytrale delen av lavspenningsviklingene.

7) Enden på kompensasjonsspolen som tas ut.

Energikarakteristikkene til slike transformatorer, ledige tap, kortslutning og andre, siden tillegg av en balanseringsenhet, nesten ikke endres, men elektrisitetstapene i nettverket reduseres betydelig. Med ujevn fasebelastning er fasespenningssystemet symmetrisk på samme måte som ved tilkobling av viklingene i henhold til stjerne-sikksakk-skjemaet.

Balanseringstransformator TST

Beregningene og eksperimentene til forskerne viste at med riktig tilpasning av svingene til kompensasjons- og arbeidsviklingene, når spenningen på kompensasjonsviklingen til transformatoren med balanseringsanordningen, lik merkestrømmen i nøytrallederen, verdien av nominell fasespenningsbalansering på den nøytrale delen av viklingene med lav nullsekvens EMF-spenning som oppstår fra driftsviklingene til null.

Denne utformingen reduserer nullsekvensmotstanden til en trefase krafttransformator betydelig. Dette gir en betydelig økning i enfase kortslutningsstrømmer og er en av hovedfordelene med baluntransformatorer, da det gir pålitelig og enkel justering relébeskyttelse og dens pålitelige kortslutningsdrift.

I tillegg er den destruktive effekten av en stor enfase kortslutningsstrøm på viklingene til en slik balanserende transformator mye mindre enn kortslutningsstrømmen i fravær av en balanserende vikling, siden den destruktive kraftige nullsekvens asymmetriske fluksen er nå fullt kompensert.