CC BY
11УДК 620.9
Шаллыев Т.
преподаватель кафедры «Компьютерные технологии и системы», Туркменский государственный архитектурно-строительный институт
(Туркменистан, г. Ашгабад)
ЭКОНОМИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ С СИММЕТРИЧНЫМИ ТРАНСФОРМАТОРАМИ
Аннотация: в данной статье рассматриваются особенности развития производства электроэнергии и ее экономия. Проведен перекрестный и сравнительный анализ влияния выбора направления развития энергетики. Даны рекомендации по внедрению разработок в электроэнергию.
Ключевые слова: анализ, метод, исследование, энергетика.
В идеале напряжение между каждой фазой и нейтралью в трехфазной сети составляет 220 В. Однако фазовый дисбаланс возникает, когда разные пользователи подключаются к фазам сети с разными размерами и свойствами.
балансный трансформатор
Если при подключении нагрузок следить за тем, чтобы нагрузки имели одинаковое сопротивление, ток через них будет одинаковым. Поскольку токи в фазах не равны, в нейтральном проводнике возникает уравновешенный ток и напряжение смещения.
Напряжения на фазах изменяются между собой, и возникают перекосы фаз, приводящие к повышенному потреблению электроэнергии и неисправностям электропотребителей, следствием чего являются неисправности, поломки и быстрый износ изоляции.
Для трехфазных автономных источников питания перекосы фаз могут привести к различным отказам механизмов. В результате может увеличиться
расход топлива и масла на приводной двигатель и жидкости, используемой для охлаждения генератора. Эти отказы приводят к увеличению затрат на электроэнергию и расходные материалы.
Оказывается, не всегда требуется рассчитывать токи потребителей фаз для выравнивания их напряжений. Поэтому для предотвращения негативных последствий применяют симметрирующие трансформаторы для выравнивания напряжений в фазах.
Устройство и принцип работы
Балансирующие трансформаторы устанавливаются в стационарных исполнениях. Выводы нагрузки и сети обычно размещают на нижней панели. Для намотки катушек трансформатора используется только медный провод. Обмотки гальванически развязаны, то есть между ними нет электрической связи. Двигатель монтируется на входе агрегата и защищает трансформатор от коротких замыканий и перегрузок. Трансформаторы имеют индикаторы, указывающие на наличие или отсутствие напряжения на выходе.
Первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой. В их состав входит вспомогательная балансировочная обмотка, охватывающая первичную высоковольтную обмотку трансформатора. Эта обмотка рассчитана на постоянный ток нагрузки трансформатора при работе с однофазной номинальной нагрузкой. Вспомогательная уравновешивающая обмотка включена в разрыв нейтрали трансформатора.
Когда асимметрия нагрузки вызывает уравновешенный ток в нейтральном проводе, магнитный поток каждой обмотки в магнитопроводе компенсируется противоположным магнитным потоком вспомогательной обмотки. В результате полностью исчезает перекос напряжений по фазам.
Энергетические параметры симметрирующего трансформатора за счет добавления вспомогательных обмоток фактически не изменятся, однако потери электрической энергии в сети значительно сократятся. Они уравниваются при наличии перекоса напряжений по фазам.
Опыты и исследования ученых показали, что при правильном расчете числа витков рабочей обмотки и вспомогательной обмотки напряжение на вспомогательной обмотке трансформатора становится равным фазному напряжению при номинальном токе нейтрального проводника. В этом случае балансная обмотка выравнивает ЭДС до нуля.
Балансный трансформатор значительно снижает сопротивление нулевой последовательности трансформатора. Это позволяет значительно увеличить ток короткого замыкания в фазах, что стало основным преимуществом симметрирующего оборудования, так как настройка релейной защиты и ее работа в ситуациях короткого замыкания проста и надежна.
Повреждающее воздействие повышенных токов короткого замыкания, возникающих на одной фазе такого симметрирующего трансформатора, гораздо менее разрушительно, чем токи короткого замыкания без компенсирующих обмоток, так как этот повреждающий несимметричный ток полностью компенсируется.
Если рассмотреть, как работает симметрирующий трансформатор при подключении несимметричной нагрузки к одной фазе, то можно увидеть, что максимальная нагрузка на фазу равна одной трети трехфазной мощности источника энергии.
При включении нагрузки большой мощности на одну фазу возникает перекос фаз и, как следствие, увеличивается вероятность выхода из строя потребителей нагрузки, подключенных к сети. Если мощность потребителя увеличится на треть мощности источника, то трансформатор может выйти из строя.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Акимов, Н.Н. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА. Справочник / Н.Н. Акимов, Е.П. Ващуков, В.А. Прохоренко, и др.. - М.: Мн: Беларусь, 1994. - 591 c.
2. Белопольский, И.И. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности / И.И. Белопольский. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 270 c.
3. Быстрицкий, Г.Ф. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов / Г.Ф. Быстрицкий, Б.И. Кудрин. - Москва: Машиностроение, 2003. - 176 c.
4. Бьюлей, Л.В. Бьюлей Л.В. Волновые процессы в линиях передачи и трансформаторах / Л.В. Бьюлей. - М.: Книга по Требованию, 2012. - 271 c.
Shallyev T.
Lecturer at the Department of Computer Technologies and Systems, Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Turkmenistan, Ashgabat)
SAVING ELECTRIC ENERGY WITH SYMMETRIC TRANSFORMERS
Abstract: this article discusses the features of the development of electricity production and its savings. A cross-sectional and comparative analysis of the influence of the choice of the direction of energy development was carried out. Recommendations are given for the implementation of developments in electricity.
Keywords: analysis, method, research, energy.
