Le mal du déséquilibre de courant triphasé dans le transformateur
1. Influence sur les transformateurs de distribution
(1) Le déséquilibre de charge triphasé du transformateur de puissance augmentera la perte du transformateur: la perte du transformateur comprend la perte à vide et la perte de charge. Dans des conditions normales, la tension de fonctionnement du transformateur est fondamentalement inchangée, c'est-à-dire que la perte à vide est une constante. La perte de charge varie avec la charge de fonctionnement du transformateur et est proportionnelle au carré du courant de charge. Lorsque la charge triphasée est déséquilibrée, la perte de charge du transformateur peut être considérée comme la somme des trois pertes de charge du transformateur monophasé.
Nous savons du théorème mathématique: en supposant que les nombres a, b et c sont tous supérieurs ou égaux à 0, alors a + b + c≥33√abc.
Quand a = b = c, a + b + c obtient la valeur minimale
Par conséquent, nous pouvons supposer que la perte triphasée du transformateur est: Qa = Ia2 R, Qb = Ib2 R, Qc = Ic2 R. Dans la formule, Ia, Ib et Ic sont le courant de phase de la charge secondaire du transformateur respectivement, et R est la résistance de phase du transformateur. L'expression de perte du transformateur est la suivante:
Qa + Qb + Qc≥33√ ［（Ia2 R） （Ib2 R） （Ic2 R）］
On peut voir que dans la condition de charge constante, lorsque Ia = Ib = Ic, c'est-à-dire lorsque la charge triphasée atteint l'équilibre, la perte de transformateur est le minimum.
Perte de transformateur:
Lorsque le transformateur est en fonctionnement triphasé équilibré, c'est-à-dire Ia = Ib = Ic = I, Qa + Qb + Qc = 3I2R;
Lorsque le transformateur fonctionne dans le déséquilibre maximal, c'est-à-dire Ia = 3I, Ib = Ic = 0, Qa = (3I) 2R = 9I2R = 3 (3I2R);
Autrement dit, la perte du transformateur au déséquilibre maximal est 3 fois celle à l'équilibre.
(2) Un déséquilibre de charge triphasé du transformateur de puissance peut entraîner de graves conséquences de la combustion du transformateur: un courant de phase de charge élevé excessif (augmenté de 3 fois) et une surcharge excessive dans la condition déséquilibrée ci-dessus peuvent provoquer une surchauffe des enroulements et de l'huile du transformateur. Surchauffe des enroulements, vieillissement de l'isolation accéléré; L'huile du transformateur surchauffe, provoquant une dégradation de l'huile, réduisant rapidement les performances d'isolation du transformateur, réduisant la durée de vie du transformateur (pour chaque augmentation de température de 8 ℃, la durée de vie sera réduite de moitié), et même brûler l'enroulement.
(3) Le fonctionnement en charge déséquilibrée du transformateur de puissance triphasé provoquera un courant homopolaire excessif du transformateur et augmentera l'élévation de température des pièces métalliques locales: Sous le fonctionnement déséquilibré de la charge triphasée, le transformateur générera inévitablement un courant homopolaire, et le l'existence d'un courant homopolaire dans le transformateur générera un flux homopolaire dans le noyau de fer, et ce flux homopolaire formera une boucle dans la paroi du réservoir du transformateur ou d'autres composants métalliques. Cependant, lorsque le transformateur de distribution est conçu, il n'est pas considéré que ces composants métalliques sont des pièces conductrices magnétiques, de sorte que l'hystérésis et la perte de courant de Foucault provoqués par cela rendront ces pièces chaudes, entraînant une élévation anormale de la température des parties métalliques locales du transformateur. , ce qui entraînera des accidents de fonctionnement du transformateur dans les cas graves.
(4) Une partie de la charge de phase semble similaire, le courant de chaque phase est similaire, mais le courant de la ligne neutre est très important, même plus que le courant de phase maximal, ce qui est causé par la nature différente de la charge triphasée. Par exemple, UA = UB = UC = 220V, IA = IB = 4A, IC = 3.2A, IN = 4.2a pour une ligne d'alimentation triphasée à quatre fils Pour vérifier IN les valeurs de la phase mesurée de chaque phase charge | Φ A | = | | Φ B = 40 °, Φ = 0 ° C, alors l'un des ZA et ZB est l'inductance et l'autre est capacitif. Soit ZA inductance, ZB capacitif.
｜ IA ＋ IB ｜ = 2cos20 ° IA = 7,5 （A）
IN = ｜ IA ＋ IB ＋ IC ｜ = 4,3 （A） Les résultats du calcul théorique et de la mesure de l'instrument sont fondamentalement en accord, ce qui indique que le courant de ligne neutre important est causé par les différentes propriétés des charges triphasées.
2. Influence sur les lignes à haute tension
(1) Augmentez la perte de la ligne haute tension: lorsque la charge triphasée du côté basse tension est équilibrée, le côté haute tension est également équilibré à 6 ~ 10 kV. Soit I le courant dans chaque phase de la ligne haute tension, sa perte de puissance est: ΔP1 = 3I2R
Le déséquilibre de charge triphasé du réseau basse tension sera reflété du côté haute tension. En cas de déséquilibre maximal, la phase haute tension correspondante est de 1,5I, et les deux autres phases sont de 0,75I, la perte de puissance est: ΔP2 = 2 （0,75I） 2R ＋ （1,5I） 2R = 3,375I2R = 1,125 （3I2R ）
Autrement dit, la perte de puissance sur la ligne à haute tension a augmenté de 12,5%.
(2) Augmenter les temps de déclenchement des lignes à haute tension et réduire la durée de vie des équipements de commutation: Nous savons que le défaut de surintensité de la ligne à haute tension représente une grande partie.
(3) Le déséquilibre de la charge triphasée dans le réseau électrique basse tension peut causer trop de courant dans une certaine phase de haute tension, ce qui entraînera un déclenchement de surintensité et un accident de panne de courant. Dans le même temps, des déclenchements fréquents de l'équipement de commutation dans la sous-station réduiront la durée de vie.
3. Impact sur le panneau de distribution et la ligne basse tension
(1) Une charge triphasée déséquilibrée augmentera la perte de ligne: circuit d'alimentation du système triphasé à quatre fils, distribuant la moyenne de charge sur le triphasé, défini pour chaque phase du courant I, le courant de ligne neutre est nul, la puissance la perte est: ΔP1 = 3I2R
Au déséquilibre maximal, c'est-à-dire qu'une phase est 3I, les deux autres phases sont nulles et le courant de ligne neutre est également 3I, la perte de puissance est: ΔP2 = 2 （3I) 2R = 18I2R = 6 （3I2R); Autrement dit, la perte d'énergie au déséquilibre maximal est six fois supérieure à celle à l'équilibre.
(2) Le déséquilibre de la charge triphasée peut provoquer une rupture de ligne et une brûlure de l'appareillage: lorsque le déséquilibre ci-dessus, le courant de phase de charge lourde est trop important (3 fois) et la surcharge est trop importante. Puisque la valeur calorimétrique Q = 0,24I2Rt, le courant augmente de 3 fois et la valeur calorimétrique augmente de 9 fois, ce qui peut provoquer une élévation linéaire de la température du conducteur de phase et conduire à la combustion.
4. Impact sur les utilisateurs
Une charge triphasée déséquilibrée augmentera inévitablement la chute de tension dans la ligne et réduira la qualité de l'alimentation, ce qui affectera l'utilisation normale d'autres équipements de l'entreprise ou provoquera la combustion du transformateur, la ligne à brûler, l'équipement de commutation à brûler, affecter l'autre alimentation de l'entreprise, entraîner des inconvénients et des pertes économiques. Un grand nombre d'appareils électriques basse tension peuvent également être brûlés lorsque la ligne neutre est interrompue.
