Asimetria curenților și a tensiunilor în ingineria electrică este apariția în rețeaua trifazată a inegalității amplitudinilor curenților de fază și a unghiurilor dintre ele. Această asimetrie poate apărea cu o încărcare interfacială neuniformă.
De exemplu, când se combină bobinele ca o stea și o forță cu patru fire, există posibile consecințe ale asimetriei, cum ar fi:
- pauza de "zero". În acest caz, tensiunea de rețea nu se schimbă, iar tensiunile de fază sunt redistribuite în proporție directă cu rezistența electrică a sarcinii. Când curentul trece prin conductorul zero, nu există niciun dezechilibru (fiecare consumator va avea o tensiune de 220 V). De îndată ce se produce o pauză "zero" din cauza neuniformității, consumatorii pot eșua;
- scurtcircuit "faza la zero". Tensiunea dintre celelalte faze și zero crește. Și teoretic, întrerupătorul trebuie să fie oprit. Rezultatul depinde de rezistența firelor și de transformatorul propriu-zis.
Ce se întâmplă atunci când fazele sunt înclinate?
Acest fenomen este obținut datorită fazelor inegale de încărcare. Există o creștere a curenților și o scădere a tensiunii compensată de alte faze. În același timp, tensiunea în fazele rămase crește, ceea ce are un efect negativ asupra consumatorilor.
Cea mai eficientă modalitate de a corecta distorsiunea de fază este utilizarea dispozitivelor de echilibrare (SS) care pot elimina curenții de secvență zero și invers. Ele sunt împărțite în tipuri:
- condensator;
- converti;
- sisteme de control compensator.
Cele mai recente dispozitive sunt dispozitive cu conectarea înfășurării compensatoare la "zero" a transformatorului trifazatului de echilibrare (TST). Această metodă este cea mai eficientă, deoarece este caracterizată de rate mari de simetrie.
Transformator echilibrat în trei faze
Transformatoarele simetrice sunt dispozitive care elimină abaterea fazelor în rețelele de alimentare cu 3 faze.
Funcționarea transformatorului de echilibrare constă în:
- în cazul egalizării curentului de sarcină pe rețea, indiferent de sarcina consumatorului;
- în reducerea tragerii în rețea la conectarea unei sarcini puternice;
- în reducerea pierderilor de energie, reducând armonicile și rezistența.
Circuitul electric este prezentat în figură,
unde 1 - linie magnetică, 2, 3 - înfășurări de joasă tensiune, 4 - înfășurare de compensare, 5 - pene.
Designul reduce bine rezistența secvenței zero a unui transformator trifazat. Datorită acestui fapt, curenții de scurtcircuit sunt semnificativ crescuți - unul dintre principalele avantaje ale transformatoarelor de echilibrare, deoarece acest lucru facilitează setarea protecției releului în timpul scurt-circuitului. În plus, nu există un astfel de efect foarte distructiv al curentului OKZ, deoarece este asigurată compensarea pentru un flux asimetric de secvență zero.
Să vedem ce se întâmplă dacă conectăm o sarcină dezechilibrată într-o singură fază la o rețea trifazată cu patru fire cu și fără utilizarea TST.
- Imaginea arată că cea mai mare încărcare a unei faze este de 1/3 din puterea trifazată a sursei de energie.
- Ca urmare a pornirii unui consumator puternic de 1 fază, rezultatele falsificării fazelor. Riscul de eșec al consumatorilor conectați la o sursă de alimentare va crește. Dacă puterea receptoarelor este mărită cu 1/3 din puterea trifazată a sursei, este posibilă o defecțiune a dispozitivului.
- Această cifră arată că cea mai mare încărcare pe fază poate fi egală cu jumătate din puterea trifazată a sursei de energie. Cu toate acestea, sursa va lua sarcina ca o distribuție uniformă unul câte unul.
Utilizarea TST face posibilă reducerea puterii generatorului prin conectarea la el a acelorași receptoare electrice. Pentru sursa de energie, sarcina se presupune că este distribuită uniform pe faze.
Fezabilitatea deciziei de includere în schema TST depinde de fiecare caz specific.
Proiectarea și aplicarea transformatorului de echilibrare
Componentele principale ale transformatorului sunt unitatea de alimentare, cablul "intrare-ieșire", dispozitivul cu automate de protecție. Metoda de cablare electrică este staționară. Concluziile la rețea și sarcină se găsesc în panoul de jos. Bobinele de transformare sunt realizate din sârmă de cupru. Primele cu înfășurare secundară au o izolare galvanică. Înfășurarea secundară se realizează conform schemei "stea".
La intrarea transformatorului este montat un dispozitiv automat, care asigură protecție împotriva suprasarcinilor și scurtcircuitelor. Transformatorul are o indicație luminoasă a prezenței tensiunii de ieșire.
cerere
Transformatoarele TST sunt utilizate pe scară largă în următoarele domenii:
- armament militar;
- mașini tehnologice cu comandă numerică;
- serviciul de locuințe și servicii comunale;
- horticole.
TCT se află între sursa de alimentare și consumatorii electrici.
Scheme de transformatoare de echilibrare
Luați în considerare, de exemplu, două scheme:
- SS cu transformator trifazat constă din trei înfășurări. Înfășurarea "2" este conectată din "4" în serie, cu înfășurarea "2" pe celelalte tije - contra-zig-zagging. Numărul total de rotații ale primului și celui de-al treilea este egal cu numărul de rotații ale celei de-a doua înfășurări.
Aplicarea efectivă a SS se obține datorită scăderii rezistenței la curenții secvenței zero, ceea ce sporește fiabilitatea funcționării în modul de urgență.
Circuitul dintre borna "zero" pentru conectarea sarcinilor de fază N2 și borna zero N1 este conectat în serie cu un întrerupător tiristor (6 și 7), o diodă zener (8 și 9) și un rezistor 10.
- Următoarea schemă include:
- Miez magnetic de 3 nuclee 1;
- Trifazat simetric primar 2 cu curent electric;
- înfășurarea secundară 3, conectată într-o schemă zig-zag a trei grinzi.
Particularitatea acestei scheme este că nu există curent secvențial zero în toate înfășurările în orice condiții. Un astfel de transformator este simplu și sigur.
concluzie
TTC permit reducerea pierderilor de energie datorită amplitudinilor armonice scăzute, reducerii rezistenței. Acest lucru sporește durata de viață a surselor de energie în rețelele cu alinierea necorespunzătoare a fazelor. Dispozitivele sunt concepute pentru a spori fiabilitatea generatoarelor și a consumatorilor autonomi, când sarcinile sunt asimetrice.
Transformatoarele permit utilizarea rațională a centralelor electrice cu o putere mai mică. Generatoarele electrice produse de tipul sincron necesită uniformitate a sarcinii, în timp ce doar 30% din zgârieturi sunt permise. În acest caz, este foarte util să utilizați un transformator de echilibrare.