Transformatoare de echilibrare

Tensiunea dintre fiecare fază a rețelei trifazate de curent alternativ și firul neutru este în mod ideal de 220 de volți. Cu toate acestea, atunci când sarcini diferite, diferite ca natură și dimensiune, sunt conectate la fiecare dintre fazele rețelei de alimentare, uneori apare un dezechilibru destul de semnificativ al tensiunilor de fază.

Dacă rezistențele de sarcină ar fi egale, curenții care curg prin ele ar fi, de asemenea, egali între ei. Suma lor geometrică ar fi zero. Dar, ca urmare a inegalității acestor curenți în firul neutru, apare un curent de egalizare (punctul zero este deplasat) și apare o tensiune de abatere.

Tensiunile de fază se modifică unele față de altele și se constată un dezechilibru de fază... Consecința unui astfel de dezechilibru de fază este o creștere a consumului de energie electrică din rețea și funcționarea necorespunzătoare a receptoarelor electrice, ceea ce duce la defecțiuni, deteriorare și uzură prematură a izolația. Într-o astfel de situație, siguranța utilizatorilor este compromisă.

Pentru sursele de alimentare autonome trifazate, sarcina neuniformă a fazelor este plină de tot felul de daune mecanice. Ca urmare, există o defecțiune a receptoarelor electrice, deteriorarea surselor de energie, consumul crescut de ulei, combustibil și lichid de răcire pentru generator. În final, costurile atât cu energia electrică în general, cât și cu consumabilele pentru generator cresc.

Pentru a elimina dezechilibrul de fază, egalizați tensiunile de fază, trebuie mai întâi să calculați curenții de sarcină pentru fiecare dintre cele trei faze. Cu toate acestea, nu este întotdeauna posibil să faceți acest lucru în avans. La scară industrială, pierderile datorate dezechilibrului tensiunii de fază pot fi pur și simplu colosale, iar efectul economic într-o oarecare măsură devastator.

Pentru a elimina tendințele negative, trebuie să aplicați echilibrarea fazelor... În acest scop, se folosesc așa-numitele transformatoare balun.

Într-un transformator trifazat, înfășurările de fază atât ale tensiunii superioare, cât și ale tensiunii inferioare sunt conectate în stea, un dispozitiv suplimentar de echilibrare este încorporat sub forma unei înfășurări suplimentare care înconjoară înfășurările de înaltă tensiune. Această înfășurare suplimentară este proiectată să reziste la curentul continuu al sarcinii nominale a transformatorului, adică. pentru curentul nominal al unei faze. Înfășurarea este inclusă în ruperea firului neutru al transformatorului din următorul calcul.

În cazul curentului de egalizare în conductorul neutru, din cauza unei sarcini dezechilibrate, fluxurile de ordine zero din circuitul magnetic (înfășurările transformatoarelor de funcționare) vor fi complet compensate de fluxurile de ordine inversă direcționate invers ale înfășurării de echilibrare. La urma urmei, dezechilibrul tensiunii de fază este complet împiedicat.

Schema de conexiuni a înfășurărilor unui transformator trifazat de echilibrare a fazelor este prezentată în Figura 1.

Orez. 1. Dispozitivul transformatorului de echilibrare

1) Circuit magnetic în trei trepte al unui transformator trifazat.

2) Bobine de înaltă tensiune.

3) Înfășurări de joasă tensiune.

4) Înfășurarea din ture compensatoare.

5) Pene de distanță.

6) Capătul înfășurării compensatoare conectat la partea neutră a înfășurărilor de joasă tensiune.

7) Capătul bobinei de compensare care este scos.

Caracteristicile energetice ale unor astfel de transformatoare, pierderi inactiv, scurtcircuit și altele, deoarece adăugarea unui dispozitiv de echilibrare, aproape nu se schimbă, dar pierderile de energie electrică în rețea sunt reduse semnificativ. Cu încărcare neuniformă de fază, sistemul de tensiune de fază este simetric în același mod ca atunci când se conectează înfășurările conform schemei în stea-zig-zag.

Transformator de echilibrare TST

Calculele și experimentele cercetătorilor au arătat că, odată cu potrivirea corectă a spirelor înfășurărilor de compensare și de lucru, tensiunea pe înfășurarea de compensare a transformatorului cu dispozitivul de echilibrare, egală cu curentul nominal din conductorul neutru, atinge valoarea echilibrarea tensiunii nominale de fază pe partea neutră a înfășurărilor cu tensiune electromagnetică cu secvență zero scăzută care decurge din înfășurările de funcționare la zero.

Acest design reduce semnificativ rezistența de secvență zero a unui transformator de putere trifazat. Acest lucru oferă o creștere semnificativă a curenților de scurtcircuit monofazat și este unul dintre principalele avantaje ale transformatoarelor balun, deoarece oferă o reglare fiabilă și ușoară. protecția releului și funcționarea sa fiabilă în scurtcircuit.

În plus, efectul distructiv al unui curent mare de scurtcircuit monofazat asupra înfășurărilor unui astfel de transformator de echilibrare este mult mai mic decât curentul de scurtcircuit în absența unei înfășurări de echilibrare, deoarece fluxul asimetric cu secvență zero puternic distructiv. este acum complet compensată.