Трифазни еднофазни мрежи

В селското стопанство електроенергията се разпределя в трифазни мрежи с напрежение, обикновено 10 kV, с трансформаторни консуматори. Тази система на разпръскване без специални конфигурации е взета от общинската електроснабдителна практика на малките градове и покрайнините с нискоетажни сгради. Но в селските условия плътността на електронното натоварване е значително по-ниска, отколкото в градовете, поради което съвременната система за разпределение на електроенергията води до почти всички значителни превишения на металните проводници.

Тежка недостатък е неговата вял мрежово напрежение 380 V. Поради относително голяма мощност трансформатор FR (средно 63-100 кВА), всеки трансформатор служи значително област, която изисква прилагане обширни участъци от проводници в мрежи напрежение 380 V. В резултат на тази метална жица обикновено се консумират в 2 - 3 пъти повече, отколкото в 10 kV мрежи.

Потреблението на проводници в мрежи с ниско напрежение може да се намали, като се увеличи броят на предпазителите на трансформатора и се намали техният среден радиус на мощност и обслужване. Но трифазната трансформаторна станция е сравнително ценна структура, чиято цена не е достатъчно намалена, когато мощността на монтажния трансформатор е намалена. Поради това намаляването на средната мощност на предпазителя на трансформатора под 40 или 63 kVA в трифазни мрежи води до прекомерно увеличение на общата цена на трансформатора. По този начин този начин на намаляване на потреблението на проводници в мрежи с ниско напрежение не винаги е икономичен.

От друга страна, при трифазно разпределение на електроенергията често е необходимо да се свързват три проводника от мрежа от 10 kV с малки потребители. В същото време, напречните сечения на проводниците са взети над нуждите, въз основа на критерия за загуба на напрежение, тъй като те са избрани да не са приемливи за механична якост. В резултат на това в мрежа с високо напрежение използвайте допълнителен метал.

С оглед премахване на недостатъците на съществуващата система за разпределение на електроенергия беше разработена смесена трифазна еднофазна система за разпределение на електроенергия.

Същността на смесената система за разпределение на енергията е следната.

1. Използвайте смесени трифазни еднофазни ленти от 10 kV, в които са свързани основната трифазна мрежа и всички големи, включително мощностни потребители. Малките потребители, първото осветление и битовият товар се захранват от еднофазни клонове от линии 10 kV.

2. За подаване на еднофазни консуматори използвайте еднофазни трансформаторни точки с малка мощност.

Примерна електрическа схема на мрежа с трансформаторни предпазители, направена чрез използване на смесена трифазна еднофазна система, е показана на фигура 1.

Фиг. 1. Пример за схема на смесена трифазна еднофазова мрежа

Както може да се види от тази схема, големите потребители с по-голяма мощност имат трифазно захранване, а малките потребители, първите къщи, се захранват от еднофазен трансформатор. Еднофазни трансформатори са включени във фаза-фаза напрежение.

Както показват сравнителните изчисления, използването на смесена система позволява да се намали консумацията на метали в проводниците за високо и ниско напрежение с 25-35% в сравнение с конвенционалната трифазна система. Първоначалната цена на мрежата с наличните цени и видовете оборудване може да бъде намалена чрез въвеждане на смесена система само в рамките на 5-10%.

В мрежа с високо напрежение, изпълнявана в смесена система, еднофазни трансформатори са свързани в триъгълник с напрежение от 6 или 10 kV, както е показано на фигура 1.

Беше потвърдено, че в мрежата на трифазен неравномерно натоварени линеен сума напрежение при натоварване, загуба на данни остава постоянна независимо от натоварването rassredotachivaniya между фазите, с други думи dUab + dUbc + Duca = конст.

На практика винаги има значително количество еднофазни товари, свързани с магистралата. Тези натоварвания могат да бъдат разпределени така, че загубата на напрежение от фаза към фазата до крайните точки да е приблизително равна: dUab ≈ dUbc ≈ dUca

В този случай широчината на лентата на неравномерно заредената лента е същата като при трифазната средно заредена ивица със същите параметри. Във всички останали случаи производителността е по-ниска.

От само себе си се разбира, че при проектирането на мрежа, използваща смесена система, е необходимо чрез подходящо разпределение на товарите да се постигне условие за равнопоставеност на загубите на напрежение между фазите. Същевременно загубите на напрежение в трифазната линия се определят от формули за симетрично натоварване и те имат по-ниска вероятна стойност. Изчисляването в този случай е значително опростено.

Еднофазните изходи от мрежата 10 kV имат капацитет от 2 до 6 пъти по-малък от този на трифазните клонове на едно и също напречно сечение. Но при ниска мощност на трансформаторните вериги, напречното сечение на клоните води често се определя от минималната допустима от механични преценки. В този случай еднофазните клони имат вместо 3-жични два проводника със същото напречно сечение и спестяването на метални проводници е 33%.

Еднофазна мрежа с ниско напрежение в смесена система се изработва с трижилен среден проводник. Напрежението между средния и последния жицата 220 (фиг. 2), и между последната тел 440 V. Средна проводник е заземен, както и нулевия проводник в системата 380 с заземен неутрален, а също и да ги свърже с желязото на оборудването. Натоварването на осветлението е включено между средния и последния проводник и захранващото натоварване между последните проводници. Малките 2 kVA трансформатори имат два терминала за ниско напрежение - 220 или 127 V.

Единичните фази на трансформатора се правят в съответствие с принципната схема, показана на фигура 2.

Фиг. 2. Еднофазен трансформаторен кръг

Трансформаторите са прекъснати на обща фиксирана поддръжка на 10 kV мрежа. Те са свързани към мрежа за високо напрежение чрез разединител, монтиран върху съседна подложка. От малките затварящи устройства трансформаторите са защитени от предпазители с високо напрежение.

От страната на ниско напрежение, в малка кутия са поставени превключвател и предпазители.

Направени са ленти до 1 kV със смесена система, както при обикновените мрежи. Когато парчетата съвпадат, е целесъобразно да ги окачите на някои опори с линии с най-високо напрежение.

В по-голямата част от случаите със смесена система обикновено се използват трифазни асинхронни двигатели, захранвани от трифазни линии. Еднофазни електронни двигатели малък капацитет се използва на места, където има само една фаза на енергия, например двигател преносим огнище фен на поле лагер помпа машина на коловоз и т.н. Обикновено силата на тези двигатели е 1 - .. 2 кВт и от време на време 3 - 4 кВт ,

В идеалния случай еднофазовите мрежи използват специални индукционни двигатели с изходни кондензатори. При липса на специални двигатели стандартните трифазни електрически двигатели с напрежение 380/220 V могат да се използват с пускови устройства под формата на кондензатори или дори активни съпротивления.

Изходният въртящ момент на двигателя с изходния активното съпротивление при напрежение от 440 V е около 0.4 номинален въртящ момент на двигателя в режим на трифазен, което съответства на 0.65 - 1.0 на номиналния въртящ момент в режим на еднофазен.

Ако за работната машина началният въртящ момент трябва да е повече от 0.5MN, изберете двигателя с по-голяма мощност или го включете в съответствие със схемата с капацитет. Когато е включена началната мощност, въртящият момент на двигателя е приблизително равен на номиналния въртящ момент в трифазния режим.

Когато се захранва от трансформатор 10 kVA, е възможно да се задвижват двигатели с номинална мощност в трифазен режим до 4.5 kW.

Еднофазни двигатели от специално изпълнение и преобразувани от трифазни с 1,5-2 пъти по-скъпи от трифазни двигатели със същия капацитет. Но повишаването на цената на двигателите е в противоречие с спестяванията, които те получават по време на изграждането и експлоатацията на мрежата, като използват смесена система за разпределение на енергията.

Съотношението между еднофазни и трифазни мощности в мрежа с високо напрежение зависи от естеството на товара и от критерия за неговото разполагане.

За повечето селски райони еднофазовите високоволтови ленти с напрежение 10 kV стават по-разпространени в два случая:

1) в покрайнините на големи населени места с преобладаващо натоварване на жилищни сгради,

2) като клонове към отделни малки населени места, където няма скорошно развитие на консумацията на електроенергия.

Използването на еднофазно захранване следва да се счита за икономически изгодно, когато се постигат значителни икономии на метални проводници, без да се увеличават цените на мрежата. Това условие обикновено е осъществимо в случаите, когато прилагането на еднофазна схема не води до значително увеличаване на дължината на високоволтовата мрежа.

Budzko IA

Училище за електротехник