El daño del desequilibrio actual trifásico en Transformer
1. Influencia en los transformadores de distribución
(1) El desequilibrio de carga trifásico del transformador de potencia aumentará la pérdida de transformador: la pérdida de transformador incluye pérdida de carga y pérdida de carga. En condiciones normales, el voltaje de funcionamiento del transformador es básicamente sin cambios, es decir, la pérdida sin carga es una constante. La pérdida de carga varía con la carga de funcionamiento del transformador y es proporcional al cuadrado de la corriente de carga. Cuando la carga trifásica está desequilibrada, la pérdida de carga del transformador se puede considerar como la suma de la pérdida de carga del transformador monofásico.
Sabemos por el teorema matemático: suponiendo que los Números a, b y c son todos mayores o iguales a 0, luego a+b+c≥33√abc.
Cuando a=b=c, a+b+c obtiene el valor mínimo
Por lo tanto, podemos suponer que la pérdida trifásica del transformador es: Qa = Ia2 R, Qb= Ib2 R, Qc = Ic2 R. En la fórmula, Ia, Ib e Ic son la corriente de fase de carga secundaria del transformador respectivamente, y R es la resistencia de fase del transformador. La expresión de pérdida del transformador es la siguiente:
Qa+Qb+Qc≥33√[(Ia2 R)(Ib2 R)(Ic2 R)]
Se puede ver que bajo la condición de carga constante, cuando Ia=Ib=Ic, es decir, cuando la carga trifásica alcanza el equilibrio, la pérdida de transformador es la mínima.
Pérdida del transformador:
Cuando el transformador está en funcionamiento equilibrado trifásico, es decir, Ia=Ib=Ic=I, Qa+Qb+Qc=3I2R;
Cuando el transformador funciona en el desequilibrio máximo, es decir, Ia=3I, Ib=Ic = 0, Qa=(3I)2R=9I2R=3(3I2R);
Es decir, la pérdida del transformador en el desequilibrio máximo es 3 veces mayor que en el equilibrio.
(2) El desequilibrio de carga trifásico del transformador de potencia puede causar graves consecuencias de la quema del transformador: la corriente excesiva de fase de carga pesada (aumentada en 3 veces) y la sobrecarga excesiva en la condición desequilibrada anteriormente pueden causar un sobrecalentamiento de bobinados y aceite de transformador. Sobrecalentamiento sinuoso, envejecimiento aislante acelerado; El aceite de transformador se sobrecalienta, causando degradación del aceite, reduciendo rápidamente el rendimiento de aislamiento del transformador, reduciendo la vida útil del transformador (por cada aumento de temperatura de 8°C, la vida útil se reducirá a la mitad) e incluso quemando el bobinado.
(3) El funcionamiento de carga desequilibrado del transformador de potencia trifásico provocará una corriente de secuencia cero excesiva del transformador y aumentará el aumento de la temperatura de las piezas metálicas locales: Bajo el funcionamiento desequilibrado de la carga trifásica, el transformador inevitablemente generará corriente de secuencia cero, y la existencia de corriente de secuencia cero en el transformador generará flujo de secuencia cero en el núcleo de hierro, y estos fundentes de secuencia cero formarán un bucle en el tanque de pared del transformador u otros componentes metálicos. Sin embargo, cuando se diseña el transformador de distribución, no se considera que estos componentes metálicos sean piezas conductoras magnéticas, por lo que la histéresis y la pérdida de corriente de eddy causada por esto harán que estas partes estén calientes, lo que resultará en un aumento anormal de la temperatura de las partes metálicas locales del transformador, lo que conducirá a accidentes de operación del transformador en casos graves.
(4) Parte de la carga de fase se ve similar, la corriente de cada fase es similar, pero la corriente de línea neutra es muy grande, incluso más que la corriente de fase máxima, que es causada por la naturaleza diferente de la carga trifásica. Por ejemplo, UA=UB=UC=220V, IA=IB=4A, IC=3.2A, IN= 4.2a para una línea de fuente de alimentación trifásica de cuatro hilos. Para verificar en los valores de la fase medida de cada carga de fase | Ḥ Un | = | | Ḥ B = 40 °, Ḥ = 0 ° C, entonces uno de ZA y ZB es inductancia y el otro es capacitivo. Deje que za sea inductancia, ZB ser capacitivo.
|IA+IB|=2cos20°IA=7.5(A)
IN =|IA+IB+IC|=4.3(A)Los resultados teóricos de cálculo y medición de instrumentos están básicamente de acuerdo, lo que indica que la gran corriente de línea neutra es causada por las diferentes propiedades de las cargas trifásicas.
2. Influencia en las líneas de alta tensión
(1) Aumentar la pérdida de la línea de alta tensión: Cuando la carga trifásica en el lado de baja tensión está equilibrada, el lado de alto voltaje también se equilibra en 6 ~ 10kV. Deje que la corriente en cada fase de la línea de alta tensión sea I, su pérdida de potencia es: ΔP1 = 3I2R
El desequilibrio de carga trifásico de la red de baja tensión se reflejará en el lado de alta tensión. En el caso del desequilibrio máximo, la fase de alta tensión correspondiente es de 1,5I, y las otras dos fases son 0,75I, la pérdida de potencia es: ΔP2 = 2(0,75I)2R+(1,5I)2R = 3.375I2R =1.125(3I2R)
Es decir, la pérdida de energía en la línea de alta tensión aumentó un 12,5%.
(2) Aumentar los tiempos de los viajes de las líneas de alta tensión y reducir la vida útil de los equipos de conmutación: Sabemos que la falla de sobrecorriente de la línea de alta tensión representa una gran proporción.
(3) El desequilibrio de la carga trifásica en la red de energía de baja tensión puede causar demasiada corriente en una determinada fase de alta tensión, lo que causará tropiezos sobrecorrientes y accidentes de falla de energía. Al mismo tiempo, el viaje frecuente de los equipos de conmutación en la subestación reducirá la vida útil.
3. Impacto en el panel de distribución y la línea de baja tensión
(1) La carga trifásica desequilibrada aumentará la pérdida de línea: circuito de fuente de alimentación del sistema de cuatro hilos trifásico, distribuyendo la media de carga en la trifásica, establecida para cada fase de la actual I, la corriente de línea neutral es cero, la pérdida de potencia es: ΔP1 = 3I2R
En el desequilibrio máximo, es decir, una fase es 3I, las otras dos fases son cero, y la corriente de línea neutral también es 3I, la pérdida de potencia es: ΔP2 = 2(3I)2R = 18I2R = 6(3I2R); Es decir, la pérdida de energía en el desequilibrio máximo es seis veces mayor que en equilibrio.
(2) El desequilibrio de la carga trifásica puede causar rotura de la línea y quema de la placa de conmutación: Cuando el desequilibrio anterior, la corriente de fase de carga pesada es demasiado grande (3 veces), y la sobrecarga es demasiado. Dado que el valor calorimétrico Q = 0,24I2Rt, la corriente aumenta 3 veces, y el valor calorimétrico aumenta en 9 veces, lo que puede causar el aumento lineal de la temperatura del conductor de fase y conducir a la quema
4. Impacto en los usuarios
La carga trifásica desequilibrada inevitablemente aumentará la caída de tensión en la línea y reducirá la calidad de la energía, lo que afectará al uso normal de otros equipos de la empresa o hará que el transformador se queme, la línea se queme, el equipo de conmutación se queme, afecte a la otra fuente de alimentación de la compañía, traiga inconvenientes y pérdidas económicas. Un gran número de aparatos eléctricos de baja tensión también pueden quemarse cuando se rompe la línea neutral.
