Перекіс фазної напруги в трифазних високовольтних мережах - головна проблема якості електричної енергії. Вона викликає несиметрію струмів, які, в свою чергу, викликають несиметрію напруг і робить негативний вплив на роботу всіх електроприймачів. Особливо несприятливо явище перекосу відбивається на роботі асинхронних двигунів.
Використання всіляких однофазних електротермічних установок високого параметра потужності до 10 мВт і дугових печей, що працюють від трифазної мережі, що веде до підвищення частки несиметричних таких навантажень, що створюють нерівномірні навантаження в мережі. Тому несиметрія повинна усуватися насамперед в трифазних мережах.
Симетрування навантажень - використовувані методи
- Природний шлях вирівнювання навантаження по всьому фазампосредством рівномірного розподілу струмових навантажень, найпростіший спосіб і самий реально нездійсненний.
- Підвищення перетину проводів і значення потужності живлять трансформаторів.
- Зменшення опору нульового проводу в чотирьох провідних ланцюгах.
Всі ці способи не відрізняються ефективністю за рахунок того, що вимагають значного перевитрати і застосування дорогих матеріалів. При використанні цих способів вирівнювання напруги по фазах не вдається повною мірою через збільшення і нерівномірного завантаження фаз підключенням потужних однофазних струмоприймачів.
Більшого успіху досягло застосування симетрувальних пристроїв (СУ), що дозволяють усунути струми нульової і зворотній послідовності.
Градація ефективних способів симетрування
- Перетворення і рекуперація електроенергії, яка виконується за схемою 3-фазна мережу - 3-фазний електродвигун - 1-фазний генератор -пофазная навантаження. Спосіб не поширений через використання високого значення номінальної потужності і високої вартості обладнання, а також втрат електроенергії в мережах.
- Циклічна комутація резистивной однофазного навантаження до фаз мережі за рахунок застосування твердотільних реле і радіаторів.
- Фільтровий метод за рахунок різниці параметрів електричних машин, що використовуються в якості фільтра, задіяних не на повну потужність. Недолік способу в чутливості двигуна до перекосу навантаження і напруг і поява зростаючих мережевих втрат, нагріву обладнання, зменшення показників потужності, зниження експлуатаційних термінів роботи машини.
- Компенсаційна методу заснована на рівномірному підключенні несиметричних навантажень по фазах за рахунок використання симетрувальних трансфораматоров в 4 провідних мережах.
- Переваги компенсаційного способу
Компенсаційний спосіб є найбільш ефективним, має ряд переваг:
- Високі енергетичні показники симетрування.
- Велике значення ККД.
- Низьку встановлену потужність.
- Здатність забезпечити симетрію високої точності за рахунок застосування стандартного устаткування, як: конденсаторні батареї, трансформатори, реактори, усунення перекосу фаз.
- Простота пристрою, невисока вартість.
- Разом виконанням вирівнювання існує можливість поліпшення якості електроенергії.
- Збільшення коефіцієнта потужності електромережі.
- Регулювання напруги.
- Придушення вищих гармонік.
Класи різновидів симетрувальних пристроїв
Сімметрірующіе пристрої підрозділяються на три класи:
- Конденсаторні і електромагнітні шунтосімметрірующіе пристрої (ШБУ), за рахунок підключення в мережу реакторів і конденсаторних батарей, заснованих на мінімальному опорі струмів нульової послідовності, за рахунок шунтування замикання на себе цих струмів.
Недолік - висока ціна реактора.
Застосовуються для вимірювання і управління.
- Компенсаційні СУ - за рахунок включення у розтин нульового проводу трансформатора компенсаційної обмотки СУ. Малий діапазон симетрування.
- Перетворюють СУ - за рахунок використання перетворюють статичних пристроїв якось: випрямлячі, тиристорні регулятори, високочастотні перетворювачі електромашини постійного струму, використання електронних баластів в освітлювальних газорозрядних приладах і так далі.
Рис № 1. Схема пристрою і включення компенсаційних обмоток в основну обмотку силового трансформатора. 1. - магнітопровід трансформатора. 2 - сбмотка високої напруги. 3 - обмотки низької напруги. 4 - компенсаційна обмотка. 5 - дистанційні клини. 6 - висновки компенсаційної обмотки з підключенням до нейтрали. 7 - зовнішній висновок компенсаційної обмотки
Сімметрірующій трансформатор ТСТ
Щоб поліпшити якість електроенергії використовується сімметрірующій трансформатор, принцип роботи яких заснований на перемагнічування обмоток.
Трансформатор сімметрірующій трифазний служить для вирівнювання значень напруги на фазах мережі, сприяє енергозбереженню за рахунок збереження рівня напруги і домагаючись симетричною фазного навантаження.
Рис № 2. Зовнішній вигляд сімметрірующего трансформатора ТСТ
Трансформатор з симетрувальним пристроєм сприяє підвищенню ступеня надійності і тривалості безпечної експлуатації джерел живлення. Відбувається це при використанні захисного занулення, «нуль» трансформатора задіяний як нульовий робочий провідник, а «нуль» мережі напруги застосовується як захисний «нуль» електроустаткування.
При використанні ТСТ навантаження по одній фазі сприймається електричною мережею як трифазна, що сприяє відновленню симетрії навантажень.
Використання ТСТ разом з трифазним ДБЖ підсилює захист 3-фазної мережі від нелінійної 1-фазного навантаження. для додаткового захисту мережі від вищих гармонік використовується регулювання амплітуди вхідної напруги на входах керованих випрямлячів і обгрунтоване обмеження діапазону зміни кута управління α.
Широке застосування моделі симетрувальних трансформаторів знайшли в радіосправою. Так, сімметрірующій трансформатор, 1 1 - служить для симетрування струму в плечах антени і використовується для придушення синфазного струму в оплетке кабелю живлення, де 1: 1 це коефіцієнт трансформації напруги.
При придбанні такої продукції, як сімметрірующій трансформатор, ціна залежить від параметра напруги, на яке він розрахований і коефіцієнта трансформації.
Так, наприклад, вартість ТСТ 63 кВа трифазного сімметрірующего трансформатора складе більше 115 тис. Руб.
Ще матеріали по темі:
