Tasapainotusmuuntajat

Kolmivaiheisen vaihtovirtaverkon jokaisen vaiheen ja nollajohtimen välinen jännite on ihanteellisesti 220 volttia. Kuitenkin, kun sähköverkon kuhunkin vaiheeseen kytketään erilaisia, luonteeltaan ja kooltaan erilaisia ​​kuormia, syntyy joskus melko merkittävää vaihejännitteiden epätasapainoa.

Jos kuormitusvastukset olisivat yhtä suuret, myös niiden läpi kulkevat virrat olisivat keskenään yhtä suuret. Niiden geometrinen summa olisi nolla. Mutta näiden virtojen epätasa-arvon seurauksena nollajohdossa syntyy tasausvirta (nollapiste siirtyy) ja poikkeamajännite ilmestyy.

Vaihejännitteet muuttuvat suhteessa toisiinsa ja havaitaan vaihe-epätasapaino... Tällaisen vaiheepätasapainon seurauksena on sähkönkulutuksen kasvu verkosta ja sähkövastaanottimien virheellinen toiminta, mikä johtaa häiriöihin, vaurioihin ja ennenaikaiseen kulumiseen. eristys. Tällaisessa tilanteessa käyttäjien turvallisuus vaarantuu.

Autonomisissa kolmivaiheisissa virtalähteissä vaiheiden epätasainen kuormitus on täynnä kaikenlaisia ​​mekaanisia vaurioita. Seurauksena on sähkövastaanottimien toimintahäiriö, virtalähteiden heikkeneminen, generaattorin öljyn, polttoaineen ja jäähdytysnesteen kulutuksen lisääntyminen. Loppujen lopuksi sekä sähkön yleensä että generaattorin kulutushyödykkeiden kustannukset nousevat.

Vaiheepätasapainon poistamiseksi, vaihejännitteiden tasaamiseksi sinun on ensin laskettava kuormitusvirrat kullekin kolmelle vaiheelle. Aina tätä ei kuitenkaan ole mahdollista tehdä etukäteen. Teollisessa mittakaavassa vaihejännitteen epätasapainosta johtuvat häviöt voivat olla yksinkertaisesti valtavia ja taloudellinen vaikutus jossain määrin tuhoisa.

Negatiivisten trendien eliminoimiseksi on käytettävä vaihetasapainotusta... Tätä tarkoitusta varten käytetään ns. balun-muuntajia.

Kolmivaiheisessa muuntajassa sekä suuremman että alemman jännitteen vaihekäämit ovat tähtikytkettyjä, ylimääräinen tasapainotuslaite on rakennettu lisäkäämin muodossa, joka ympäröi suurjännitekäämit. Tämä lisäkäämitys on suunniteltu kestämään muuntajan nimelliskuorman jatkuvaa virtaa, ts. yhden vaiheen nimellisvirralle. Käämitys sisältyy muuntajan nollajohdon katkaisuun seuraavasta laskelmasta.

Nollajohtimen tasausvirran tapauksessa epäsymmetrisen kuorman vuoksi magneettipiirin nollasekvenssivuot (toimivien muuntajien käämit) kompensoivat täysin tasapainotuskäämin vastakkaiseen suuntaan suuntautuvilla nollasekvenssivuilla. Loppujen lopuksi vaihejännitteen epätasapaino on täysin estetty.

Kolmivaiheisen vaiheentasausmuuntajan käämien kytkentäkaavio on esitetty kuvassa 1.

Riisi. 1. Tasapainotusmuuntajan laite

1) Kolmivaiheisen muuntajan kolmivaiheinen magneettipiiri.

2) Korkeajännitekelat.

3) Pienjännitekäämit.

4) Käämitys kompensoivista käännöksistä.

5) Välikiilat.

6) Kompensointikäämin pää, joka on kytketty pienjännitekäämien nollaosaan.

7) Korjauskelan pää, joka tuodaan ulos.

Tällaisten muuntajien energiaominaisuudet, joutokäyntihäviöt, oikosulku ja muut, tasapainolaitteen lisäämisen jälkeen melkein ei muutu, mutta verkon sähköhäviöt vähenevät merkittävästi. Epätasaisella vaihekuormituksella vaihejännitejärjestelmä on symmetrinen samalla tavalla kuin käämityksiä kytkettäessä tähti-siksak-kaavion mukaisesti.

Tasapainotusmuuntaja TST

Tutkijoiden laskelmat ja kokeet osoittivat, että kun kompensointi- ja työkäämien kierrokset sovitetaan oikein, muuntajan kompensointikäämin jännite tasapainotuslaitteen kanssa, joka on yhtä suuri kuin nollajohtimessa oleva nimellisvirta, saavuttaa arvon. käämien nollaosan nimellisvaihejännitteen tasaaminen käyttökäämeistä tulevalla matalan nollasekvenssin EMF-jännitteellä nollaan.

Tämä rakenne vähentää merkittävästi kolmivaiheisen tehomuuntajan nollasekvenssiresistanssia. Tämä lisää merkittävästi yksivaiheisia oikosulkuvirtoja ja on yksi Balun-muuntajien tärkeimmistä eduista, koska se tarjoaa luotettavan ja helpon säädön releen suojaus ja sen luotettava oikosulkutoiminta.

Lisäksi suuren yksivaiheisen oikosulkuvirran tuhoava vaikutus tällaisen balansointimuuntajan käämeihin on paljon pienempi kuin oikosulkuvirta tasapainotuskäämin puuttuessa, koska tuhoava voimakas nollasekvenssin epäsymmetrinen vuo on nyt täysin korvattu.