Metódy úsudku a protiopatrenia pre trojfázovú nerovnováhu (3)
(3) Aké sú riziká trojfázovej nerovnováhy
1. Strata výkonu rastúceho vedenia
V trojfázovej štvorvodičovej napájacej sieti, keď prúd prechádza vodičmi vedenia, dôjde k strate výkonu v dôsledku existencie impedancie a strata je úmerná druhej mocnine prechádzajúceho prúdu. Keď je nízkonapäťová elektrická sieť napájaná trojfázovým štvorvodičovým systémom, kvôli existencii jednofázovej záťaže je nevyhnutné, že trojfázová záťaž bude nevyvážená. Keď trojfázová záťaž beží nevyvážene, cez neutrálnu linku preteká prúd. Týmto spôsobom sa stratí nielen fázová čiara, ale aj neutrálna čiara, čím sa zvýši strata čiary siete.
2. Zvýšte stratu výkonu distribučných transformátorov
Distribučný transformátor je hlavným napájacím zariadením nízkonapäťovej elektrickej siete. Keď pracuje pod nevyváženým trojfázovým zaťažením, zvýši stratu distribučného transformátora. Pretože strata výkonu distribučného transformátora sa mení s nevyváženosťou záťaže.
3. Zníženie spracovania distribučného transformátora
Keď je distribučný transformátor navrhnutý, jeho štruktúra vinutia je navrhnutá podľa podmienok prevádzky vyváženia zaťaženia, výkon vinutia je v podstate rovnaký a menovitá kapacita každej fázy je rovnaká. Maximálny povolený výkon distribučného transformátora je obmedzený menovitou kapacitou každej fázy. Ak je distribučný transformátor prevádzkovaný v stave nesymetrického trojfázového zaťaženia, slabo zaťažená jedna fáza má nadbytočnú kapacitu, čo znižuje výkon distribučného transformátora. Miera zníženia výkonu súvisí s nevyváženosťou trojfázového zaťaženia. Čím väčšie sú nevyváženosti trojfázového zaťaženia, tým viac je znížený výkon distribučného transformátora. Z tohto dôvodu, keď distribučný transformátor beží pri nevyváženom trojfázovom zaťažení, jeho výstupná kapacita nemôže dosiahnuť menovitú hodnotu, zodpovedajúcim spôsobom sa zníži aj jeho voľná kapacita a tiež sa zníži kapacita preťaženia. Ak distribučný transformátor pracuje v podmienkach preťaženia, ľahko to spôsobí zahriatie distribučného transformátora av závažných prípadoch dokonca vyhorenie distribučného transformátora.
4. Distribučný transformátor produkuje prúd s nulovou sekvenciou
Keď distribučný transformátor pracuje pri nevyváženej trojfázovej záťaži, generuje sa nulový prúd. Tento prúd sa bude meniť s nevyváženým stupňom trojfázového zaťaženia. Čím väčší je nevyvážený stupeň, tým väčší je prúd nulovej sekvencie. Ak je v prevádzkovom distribučnom transformátore prúd nulovej sekvencie, v jeho železnom jadre sa vytvorí magnetický tok s nulovou sekvenciou. Na vysokonapäťovej strane nie je nulový prúd, čo núti magnetický tok s nulovou sekvenciou prechádzať len cez stenu nádrže a oceľové komponenty. Magnetická permeabilita oceľových komponentov je však nízka. Keď prúd nulovej sekvencie prechádza oceľovými komponentmi, vzniknú hysterézie a straty vírivými prúdmi, takže lokálna teplota distribučne transformovaných oceľových komponentov sa zvýši a vytvorí teplo. Izolácia vinutia distribučného transformátora rýchlo starne v dôsledku prehriatia, čo vedie k zníženiu životnosti zariadenia. Zároveň existencia nulového prúdu tiež zvýši stratu distribučného transformátora.
5. Ovplyvniť bezpečnú prevádzku elektrických zariadení
Distribučný transformátor je navrhnutý podľa prevádzkových podmienok trojfázového zaťaženia a odpor, zvodová reaktancia a budiaca impedancia každého fázového vinutia sú v podstate rovnaké. Keď distribučný transformátor pracuje v trojfázovom zaťažení, jeho trojfázové prúdy sú v podstate rovnaké a pokles napätia každej fázy vo vnútri distribučného transformátora je v podstate rovnaký, takže výstup trojfázového napätia distribučného transformátora je tiež vyvážené. Ak distribučný transformátor pracuje, keď je trojfázová záťaž nevyvážená, výstupný prúd každej fázy nie je rovnaký a trojfázový pokles napätia vo vnútri distribučného transformátora nie je rovnaký, čo nevyhnutne povedie k trojfázovej nevyváženosti výstupné napätie distribučného transformátora.
Súčasne distribučný transformátor pracuje, keď je trojfázové zaťaženie nevyvážené, trojfázový výstupný prúd je odlišný a neutrálnym vedením prechádza prúd. Výsledkom je, že neutrálne vedenie vytvára pokles impedančného napätia, ktorý spôsobuje posun neutrálneho bodu a spôsobuje zmenu napätia každej fázy. Napätie jednej fázy s veľkou záťažou klesá, zatiaľ čo napätie jednej fázy s malou záťažou sa zvyšuje. Napájanie v podmienkach napäťovej nerovnováhy, to znamená, že je ľahké spôsobiť vyhorenie elektrického zariadenia užívateľa s vysokonapäťovým jednofázovým pripojením, zatiaľ čo elektrické zariadenie užívateľa s nízkonapäťovým jednofázovým pripojením môže byť nepoužiteľné. Preto pri nevyváženej trojfázovej záťaži bude vážne ohrozená bezpečná prevádzka elektrického zariadenia.
6. Znížená účinnosť motora
Distribučný transformátor pracuje v podmienkach nesymetrického trojfázového zaťaženia, čo spôsobí trojfázovú nesymetriu výstupného napätia. Keďže nevyvážené napätie má tri zložky napätia: kladnú sekvenciu, zápornú sekvenciu a nulovú sekvenciu, keď je toto nesymetrické napätie na vstupe motora, rotujúce magnetické pole generované napätím zápornej sekvencie je opačné ako rotujúce magnetické pole generované kladnou sekvenciou. napätie, ktoré pôsobí ako brzdný účinok. Ale keďže magnetické pole s kladnou sekvenciou je oveľa silnejšie ako magnetické pole so zápornou sekvenciou, motor sa stále otáča v smere magnetického poľa s kladnou sekvenciou. Avšak v dôsledku brzdného účinku negatívneho sekvenčného magnetického poľa sa výstupný výkon motora zníži, čím sa zníži účinnosť motora. Súčasne s nevyváženosťou trojfázového napätia sa zvýši aj nárast teploty a strata jalového výkonu motora. Preto je veľmi neekonomické a nebezpečné prevádzkovať motor v podmienkach trojfázovej nerovnováhy napätia.
