บรรยายครั้งที่ 10

การคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น (เครือข่ายแรงดันไฟฟ้า) โดยการสูญเสีย

แรงดันไฟฟ้า

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตในสายของเครือข่ายท้องถิ่น

สมมติฐานพื้นฐานการคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น

การหาค่าการสูญเสียแรงดันไฟสูงสุด

กรณีพิเศษของการคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายไฟที่มีโหลดกระจายสม่ำเสมอ

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตในสายของเครือข่ายท้องถิ่น

เครือข่ายท้องถิ่นรวมถึงเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 6 - 35 kV ความยาวของเครือข่ายท้องถิ่นนั้นเกินความยาวของเครือข่ายระดับภูมิภาคอย่างมาก การใช้วัสดุนำไฟฟ้าและวัสดุฉนวนเกินความต้องการสำหรับเครือข่ายที่มีความสำคัญระดับภูมิภาคอย่างมีนัยสำคัญ สถานการณ์นี้ต้องใช้แนวทางที่รับผิดชอบในการออกแบบเครือข่ายท้องถิ่น

การส่งกระแสไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานไปยังเครื่องรับไฟฟ้าจะมาพร้อมกับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้า ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ผู้บริโภคไม่คงที่

แยกแยะ การเบี่ยงเบนและ ความผันผวนแรงดันไฟฟ้า.

การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าเกิดจากกระบวนการที่ช้าในการเปลี่ยนโหลดในแต่ละองค์ประกอบของเครือข่าย การเปลี่ยนโหมดแรงดันไฟฟ้าในแหล่งพลังงาน จากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว แรงดันไฟฟ้าที่จุดแต่ละจุดของเครือข่ายจะเปลี่ยนขนาดโดยเบี่ยงเบนไปจากค่าที่ระบุ

ความผันผวนแรงดันไฟฟ้าไหลเร็ว (ในอัตราอย่างน้อย 1% ต่อนาที) การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าระยะสั้น เกิดขึ้นในกรณีที่มีการละเมิดอย่างคมชัดของโหมดการทำงานปกติโดยมีการเปิดหรือปิดอย่างกะทันหันของผู้บริโภคที่ทรงพลังไฟฟ้าลัดวงจร

ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ที่สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครือข่าย

ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าคำนวณได้ดังนี้:

ที่ไหน

ค่าแรงดันไฟที่ใหญ่ที่สุดและเล็กที่สุด ณ จุดเดียวกันในเครือข่าย

เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องรับกำลังทำงานตามปกติ จำเป็นต้องรักษาแรงดันไฟฟ้าให้ใกล้เคียงกับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุบนยาง

GOST กำหนดค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตต่อไปนี้ในการทำงานปกติ:

ในโหมดหลังเกิดเหตุฉุกเฉิน อนุญาตให้แรงดันตกเพิ่มเติม 5% เป็นค่าที่ระบุ

เพื่อให้แน่ใจว่าระดับแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมบนบัสบาร์ของเครื่องรับพลังงานจะใช้มาตรการต่อไปนี้:

ด้วยอัตราส่วนการแปลง

แรงดันไฟฟ้าจริงบนบัสบาร์แรงดันต่ำจะใกล้เคียงกับค่าเล็กน้อย:

ขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้ามีก๊อกซึ่งช่วยให้คุณเปลี่ยนอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงได้ภายในขอบเขตที่กำหนด แรงดันไฟในโหนดของวงจรที่ตั้งอยู่ใกล้กับแหล่งพลังงานมักจะสูงกว่าแรงดันไฟระบุ และในโหนดระยะไกลจะต่ำกว่าแรงดันไฟระบุ เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าในระดับที่ต้องการที่ด้านทุติยภูมิของหม้อแปลงที่รวมอยู่ในโหนดเหล่านี้ จำเป็นต้องเลือกก๊อกในขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้า ในโหนดที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น อัตราส่วนการแปลงจะถูกตั้งค่าให้สูงกว่าค่าที่ระบุ และในโหนดที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าลดลง อัตราส่วนการแปลงของหม้อแปลงจะถูกตั้งค่าต่ำกว่าค่าที่ระบุ

ไดอะแกรมเครือข่าย แรงดันไฟฟ้า หน้าตัดลวด ถูกเลือกในลักษณะที่การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าไม่เกินค่าที่อนุญาต

การสูญเสียแรงดันไฟที่อนุญาตถูกตั้งค่าด้วยระดับความแม่นยำระดับหนึ่งโดยยึดตามค่าปกติของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าบนบัสของเครื่องรับพลังงาน:

สำหรับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 220 - 380 V ตลอดความยาวจากแหล่งพลังงานไปยังเครื่องรับไฟฟ้าตัวสุดท้ายตั้งแต่ 5 - 6.5%

สำหรับเครือข่ายอุปทานที่มีแรงดันไฟฟ้า 6 - 35 kV - จาก 6 ถึง 8% ในโหมดปกติ จาก 10 ถึง 12% ในโหมดหลังเกิดอุบัติเหตุ

สำหรับเครือข่ายในชนบทที่มีแรงดันไฟฟ้า 6 - 35 kV - สูงถึง 10% ในโหมดปกติ

ค่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตเหล่านี้ถูกเลือกในลักษณะที่สอดคล้องกับข้อกำหนดของรหัสการติดตั้งไฟฟ้าสำหรับการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าบนบัสของเครื่องรับพลังงานด้วยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมในเครือข่าย

สมมติฐานพื้นฐานการคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น

เมื่อคำนวณเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้ารวมสูงถึง 35 kV จะมีการตั้งสมมติฐานดังต่อไปนี้:

ไม่ได้คำนึงถึงกำลังชาร์จของสายไฟ

ไม่คำนึงถึง ปฏิกิริยาอุปนัยสายไฟสายไฟ;

การสูญเสียพลังงานในเหล็กของหม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่ถูกนำมาพิจารณา การสูญเสียพลังงานในเหล็กของหม้อแปลงจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณการสูญเสียพลังงานที่ใช้งานและไฟฟ้าในเครือข่ายทั้งหมดเท่านั้น

เมื่อคำนวณกระแสไฟจะไม่คำนึงถึงการสูญเสียพลังงานเช่น พลังที่จุดเริ่มต้นของส่วนเท่ากับกำลังที่ส่วนท้ายของส่วน

ไม่คำนึงถึงองค์ประกอบตามขวางของแรงดันตกคร่อม ซึ่งหมายความว่าไม่คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในเฟสระหว่างโหนดของวงจร

การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะดำเนินการตามแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ไม่ใช่ตามแรงดันไฟฟ้าจริงในโหนดเครือข่าย

การหาค่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุด

โดยคำนึงถึงสมมติฐานที่ทำขึ้นเมื่อคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น แรงดันไฟฟ้าในใดๆ ผม-th โหนดเครือข่ายคำนวณโดยใช้สูตรอย่างง่าย:

ที่ไหน

ตามลำดับพลังงานที่ใช้งานและปฏิกิริยาที่ไหลผ่านส่วน เจ;

ตามลำดับความต้านทานที่ใช้งานและอุปนัยของส่วน เจ.

การไม่คำนึงถึงการสูญเสียพลังงานในเครือข่ายท้องถิ่นทำให้คุณสามารถคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟไม่ว่าจะด้วยกำลังของส่วนต่างๆ หรือโดยกำลังของโหลด

หากการคำนวณดำเนินการตามความสามารถของส่วนต่างๆ ความต้านทานที่ใช้งานและปฏิกิริยาของส่วนเดียวกันจะถูกนำมาพิจารณา หากการคำนวณขึ้นอยู่กับกำลังของโหลด จำเป็นต้องคำนึงถึงความต้านทานที่ใช้งานและปฏิกิริยาทั้งหมดจาก IP ไปยังโหนดการเชื่อมต่อโหลด เกี่ยวกับรูปที่ 10.2 เรามี:

ตามความจุของไซต์

โดยกำลังโหลด

ในเครือข่ายที่ไม่มีการแบ่งแยก การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดคือการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟไปยังจุดสิ้นสุดของเครือข่าย

ในเครือข่ายแบบแยกสาขา การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ใหญ่ที่สุดถูกกำหนดดังนี้:

คำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟไปยังจุดสิ้นสุดแต่ละจุด

ท่ามกลางความสูญเสียเหล่านี้ ที่ใหญ่ที่สุดจะถูกเลือก ค่าของมันไม่ควรเกินการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตสำหรับเครือข่ายนี้

กรณีพิเศษของการคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น

ในทางปฏิบัติมีกรณีพิเศษต่อไปนี้ในการคำนวณเครือข่ายท้องถิ่น (มีสูตรสำหรับการคำนวณความสามารถของส่วนต่างๆ):

สายส่งไฟฟ้าตลอดความยาวทำด้วยสายไฟในส่วนเดียวกันโดยเว้นระยะห่างเท่ากัน

สายส่งไฟฟ้าตลอดความยาวทำด้วยสายไฟในส่วนเดียวกันโดยเว้นระยะห่างเท่าๆ กัน โหลดมีเหมือนกัน cosφ

สายไฟที่จ่ายโหลดที่ใช้งานอย่างหมดจด ( Q = 0, cosφ=1) หรือสายส่งเคเบิลที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 10 kV ( X =0)

วิธีการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของเครือข่ายอิเล็กทรอนิกส์เหนือศีรษะด้วยสายไฟจากวัสดุต่างๆ โดยการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตในเครือข่ายอิเล็กทรอนิกส์นั้นพิจารณาจากความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตสำหรับผู้ใช้ที่มีศักยภาพ ดังนั้นจึงได้รับความสนใจอย่างมากในการพิจารณาคำขอตอบสนองเกี่ยวกับการเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้า

สำหรับผู้รับใด ๆ พลังงานไฟฟ้าแรงดันไฟตกเฉพาะเป็นไปได้ ตัวอย่างเช่น หน่วยกำลังไฟฟ้าที่ไม่พร้อมกันในบรรทัดฐานมาตรฐาน ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตของความผิดปกติของแรงดันไฟฟ้าคือ ± 5% ซึ่งหมายความว่าในเหตุการณ์ที่น่าสงสัยหากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ให้มาคือ 380 V จากแรงดันไฟฟ้านี้ U "เพิ่มเติม = 1.05 Un = 380 x 1.05 = 399 V และ U" เพิ่มเติม = 0.95 Un = 380 x 0.95 \u003d 361 V ควรขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้องที่สุด แน่นอนว่าแรงดันไฟฟ้าบัฟเฟอร์ทั้งหมดที่รวมอยู่ในการกำหนด 361 และ 399 V จะยังคงตอบสนองผู้ซื้อที่ซื้อและกำหนดช่วงที่แน่นอน อย่างใดอย่างหนึ่งโดยไม่มีตัวเลือกสามารถเรียกได้ว่าเป็นช่วงของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสายที่อนุญาต

ผู้ใช้กิจกรรมด้านพลังงานอิเล็กทรอนิกส์ทำงานตามปกติเมื่อใช้แรงดันไฟฟ้านั้นกับแคลมป์ โดยอิงจากการคำนวณทางคณิตศาสตร์ของอุปกรณ์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าที่ผลิตขึ้น เมื่อส่งพลังงานไฟฟ้าผ่านสายไฟ ส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าจะหายไปเนื่องจากความต้านทานของเส้นเอง และเป็นผลให้ที่ส่วนท้ายสุดของแถบ นั่นคือ ที่ผู้ใช้ที่ซื้อ แรงดันไฟฟ้าจะลดลงกว่าตอนเริ่มต้นของ เส้น. แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงจากผู้ใช้ที่ซื้อเมื่อเทียบกับผู้ใช้ปกติจะสะท้อนให้เห็นในการทำงานของเครื่องรับปัจจุบันแม้ว่าจะเป็นกำลังหรือโหลดเบาก็ตาม

ด้วยเหตุนี้ เมื่อคำนวณสายส่งไฟฟ้าแต่ละสาย ความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้าจึงไม่จำเป็นต้องเกินด้วยบรรทัดฐานที่เป็นไปได้ที่น่าจะเป็นไปได้สูง โดยทั่วไปเครือข่ายจะรับรู้โดยการเลือกโหลดไฟฟ้าและคำนวณเพื่อให้ความร้อน ซึ่งวัดโดยส่วนใหญ่โดยการสูญเสีย แรงดันตกคร่อม

แรงดันตกคร่อม ΔU คือความแตกต่างระหว่างแรงดันที่จุดเริ่มต้นของเส้นและจุดสิ้นสุด ΔU มักจะถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าในหน่วยการวัดเปรียบเทียบแบบมีเงื่อนไข - สัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุ
เมื่อใช้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ตรงกันข้าม เป็นไปได้ที่จะเพิ่มการสูญเสียแรงดันไฟที่ยอมให้เป็นไปได้ ขออภัย พื้นที่การใช้งานมีข้อจำกัด ผู้ใช้หมู่บ้านส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากบัสบาร์ของสถานีไฟฟ้าย่อยของระบบไฟฟ้าในพื้นที่ อุตสาหกรรมหรือเทศบาล การติดตั้งไฟฟ้า. ในกรณีนี้ อาจมีกระแสไฟฟ้าจากสถานีย่อยที่มีแรงดันไฟฟ้า 35/10 หรือ 110/35 kV

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าบนเส้นของแถวอากาศคำนวณโดยวิธีการรับน้ำหนักที่ใหญ่ที่สุด เนื่องจากการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับโหลดที่เพิ่มขึ้นโดยประมาณที่อินพุตพลังงานต่ำสุดที่เป็นไปได้ บนเส้นของเครือข่ายค่าโสหุ้ยของหมู่บ้าน มูลค่าสูงสุด 25%.

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต PUE

PUE เป็นเอกสารหลักที่นับคำขออุปกรณ์ไฟฟ้ารูปแบบต่างๆ ความถูกต้องของการดำเนินการตามคำขอ EMP ช่วยรับประกันการทำงานที่ปราศจากข้อผิดพลาดและปลอดภัยของการติดตั้งระบบไฟฟ้า

คำขอ PUE เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้สำหรับทุกสถาบัน โดยไม่คำนึงถึงความเป็นเจ้าของอย่างเป็นทางการ รูปแบบองค์กรและกฎหมาย ตลอดจนผู้ประกอบการเอกชนและ บุคคลผู้ออกแบบงาน ประกอบ ปรับแต่ง และติดตั้งระบบไฟฟ้า

PUE รุ่นที่ 7

ระดับแรงดันไฟฟ้าและการควบคุม การชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ:

ข้อ 1.2.22 สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าจำเป็นต้องกำหนดขั้นตอนทางวิศวกรรมเพื่อรับประกันคุณสมบัติของไฟฟ้าตามคำร้องขอ GOST 13109
ข้อ 1.2.23 การติดตั้งการปรับแรงดันไฟฟ้าต้องสร้างความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าบนบัสที่มีแรงดันไฟฟ้า 3-20 kV ของสถานีไฟฟ้าย่อยและโรงไฟฟ้า โดยที่เครือข่ายจำหน่ายไฟฟ้าเครือข่ายหนึ่งหรือเครือข่ายอื่นเชื่อมต่ออยู่ ในช่วงอย่างน้อย 105% ที่ระบุในช่วงเวลาสูงสุด โหลดและไม่เกิน 100% ระบุในช่วงเวลาของการโหลดขั้นต่ำของเครือข่ายเดียวกันเหล่านี้ ความไม่ถูกต้องจากระดับแรงดันไฟฟ้าที่กล่าวถึงจะต้องได้รับการพิสูจน์
ข้อ 1.2.24 ทางเลือกและตำแหน่งของอุปกรณ์ชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟในเครือข่ายไฟฟ้าเกิดจากความสิ้นหวังในการจัดหาแบนด์วิดท์เครือข่ายที่จำเป็นในขั้นตอนปกติและหลังเกิดเหตุฉุกเฉิน ขณะที่รักษาระดับแรงดันไฟที่ต้องการและสำรองความทนทานไว้

ในเครือข่ายการกระจาย 0.4 kV มีปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าที่สำคัญในเฟส: ในเฟสที่โหลด แรงดันไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 200 ... 208 V และในเฟสที่โหลดน้อยกว่าเนื่องจากการเลื่อนเป็นศูนย์ สามารถเพิ่มเป็น 240 V หรือมากกว่า แรงดันไฟเกินอาจนำไปสู่ความล้มเหลว เครื่องใช้ไฟฟ้าและอุปกรณ์อุปโภคบริโภค ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นเนื่องจากแรงดันตกที่แตกต่างกันในสายไฟระหว่างเฟสที่ไม่สมดุลของกระแสที่เกิดจากการกระจายโหลดเฟสเดียวที่ไม่สม่ำเสมอ ในกรณีนี้ กระแสที่เท่ากับผลรวมทางเรขาคณิตของกระแสเฟสจะปรากฏในเส้นลวดที่เป็นกลางของเส้นสี่เส้น ในบางกรณี (เช่น เมื่อโหลดของหนึ่งหรือสองเฟสถูกตัดการเชื่อมต่อ) กระแสที่เท่ากับกระแสเฟสของโหลดอาจไหลผ่านสายกลาง สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียเพิ่มเติมในสายส่งไฟฟ้า (สายไฟฟ้า) 0.4 kV, หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย 10/0.4 kV และตามนั้นในเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง

สถานการณ์นี้เป็นเรื่องปกติสำหรับพื้นที่ชนบทหลายแห่ง และสามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่ที่อยู่อาศัย อาคารอพาร์ตเมนต์ที่ซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกระจายโหลดอย่างสม่ำเสมอตลอดระยะการจ่ายซึ่งเป็นผลมาจากกระแสที่มีขนาดใหญ่เพียงพอปรากฏในลวดเป็นกลางซึ่งนำไปสู่การสูญเสียเพิ่มเติมในตัวนำของกลุ่มและสายจ่ายและทำให้จำเป็นต้องเพิ่มขึ้น ภาพตัดขวางของลวดทำงานที่เป็นกลางจนถึงระดับของเฟส

ความไม่สมดุลของแรงดันไฟฟ้าส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทำงานของอุปกรณ์ [L.1] ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุลเล็กน้อย (เช่น มากถึง 2%) ที่ขั้ว มอเตอร์เหนี่ยวนำนำไปสู่การสูญเสียพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (มากถึง 33% ในสเตเตอร์และ 12% ในโรเตอร์) ซึ่งจะทำให้เกิดความร้อนเพิ่มเติมของขดลวดและลดอายุการใช้งานของฉนวน (10.8%) และมีการบิดเบือนของ 5% ความสูญเสียทั้งหมดเพิ่มขึ้น 1.5 เท่าและตามกระแสที่ใช้ไปจะเพิ่มขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น ความสูญเสียเพิ่มเติมอันเนื่องมาจากความไม่สมดุลของแรงดันไฟไม่ได้ขึ้นอยู่กับโหลดของเครื่องยนต์

ด้วยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของหลอดไส้สูงถึง 5% ฟลักซ์การส่องสว่างจะเพิ่มขึ้น 20% และอายุการใช้งานจะลดลงครึ่งหนึ่ง

บน สถานีไฟฟ้าย่อยตามกฎแล้ว 10 / 0.4 kV จะติดตั้งหม้อแปลงที่มีไดอะแกรมการเชื่อมต่อ U / U n สามารถลดการสูญเสียและปรับสมดุลแรงดันไฟฟ้าในสายส่งไฟฟ้าขนาด 10 kV โดยใช้ Y / Zjj หรือ A / Zjj หรือ (ผลิตโดย UP METZ ตั้งชื่อตาม V.I. Kozlov) แต่การเปลี่ยนดังกล่าวเกี่ยวข้องกับขนาดใหญ่ ต้นทุนทางการเงินและไม่ชดเชยการสูญเสียเพิ่มเติมในสายส่ง 0.4 kV

เพื่อชดเชยความไม่สมดุลของแรงดันไฟ ขอแนะนำให้แจกจ่ายกระแสโหลดซ้ำในเฟสต่างๆ โดยปรับค่าให้สอดคล้องกัน

ความจำเป็นในการจำกัดกระแสของลวดเป็นกลางก็เกิดจากความจริงที่ว่าในเครือข่ายการกระจาย 0.4 kV ที่ทำด้วยสายเคเบิลส่วนตัดขวางของลวดเป็นกลางมักจะน้อยกว่าหน้าตัดของสายเฟสหนึ่งขั้นตอน .

เพื่อลดการสูญเสียพลังงานในเครือข่าย 0.4 kV โดยการกระจายกระแสใหม่เป็นเฟส จำกัดกระแสในสายกลางและลดการบิดเบือนของแรงดันไฟฟ้า ขอแนะนำให้ใช้เครื่องเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติแบบสมดุลสามเฟส ติดตั้งที่ส่วนท้ายของสายส่งไฟฟ้า , ที่โหนดโหลด ในเวลาเดียวกัน หากเฟสใดเฟสหนึ่งเกิดไฟฟ้าลัดวงจรบนเส้นลวด 0.4 kV ไปยังโหนดโหลด (ซึ่งมักจะเกิดขึ้นที่น่าเสียดาย สายไฟเหนือศีรษะในพื้นที่ชนบท) ผู้บริโภคปลายทางของตัวแปลงอัตโนมัติที่ติดตั้งจะได้รับการคุ้มครองจากแรงดันไฟฟ้าเกินขนาดใหญ่

ออโต้ทรานส์ฟอร์มเมอร์แบบสมดุลแห้งสามเฟส (ย่อมาจาก ATS-C) ประกอบด้วยวงจรแม่เหล็กสามแกน ขดลวดปฐมภูมิ W 1 ถูกวางบนแท่งทั้งสาม เชื่อมต่อในดาวฤกษ์ที่มีความเป็นกลางและเชื่อมต่อกับแรงดันไฟหลัก การชดเชยที่คดเคี้ยว WK ทำในรูปแบบของสามเหลี่ยมเปิด (ผู้เขียนบางคนเรียกว่า open [L.3]) และเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับโหลด

วงจรไฟฟ้าหลักของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติแสดงในรูปที่ 1...4

รูปที่ 1 แสดง แผนภูมิวงจรรวมตัวแปลงอัตโนมัติที่มีขดลวดชดเชย เมื่อส่วนต่างๆ ของขดลวดนี้ซึ่งสร้างขึ้นในแต่ละเฟส เชื่อมต่อกันในรูปสามเหลี่ยมเปิดแบบคลาสสิกและเชื่อมต่อกับเครือข่ายที่เป็นกลางและกับโหลด

รูปที่ 2 แสดงวงจรไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีขดลวดชดเชยที่ทำขึ้นในรูปของขดลวดของวัสดุตัวนำที่วางอยู่บนขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าทั้งสามเฟสซึ่งสร้างรูปสามเหลี่ยมเปิด การใช้รูปแบบนี้เมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบก่อนหน้านั้นไม่เพียงช่วยลดการบริโภคเท่านั้น ขดลวดไขลานเพิ่มเติม แต่ยังรวมถึงกำลังโดยรวมของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติด้วยการเปิดหน้าต่างวงจรแม่เหล็กและลดระยะห่างจากศูนย์กลางระหว่างขดลวดปฐมภูมิ

ไดอะแกรมเหล่านี้ใช้ได้ในกรณีที่ตัวนำเป็นกลางของโหลดไม่มีการเชื่อมต่อกับโลกอย่างแน่นหนา และในทุกกรณีในระบบห้าสายที่มีตัวนำ PE และ N

รูปที่ 3 แสดงวงจรไฟฟ้าของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีขดลวดชดเชยที่ทำขึ้นในรูปของขดลวดเฟสที่เชื่อมต่อในรูปสามเหลี่ยมเปิดซึ่งเชื่อมต่อตามขดลวดเฟสของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

โครงสร้าง วงจรที่แสดงในรูปที่ 4 สามารถทำได้เหมือนกับวงจรในรูปที่ 2 คือ ขดลวดชดเชยเฟสถูกสร้างขึ้นบนขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติทั้งสามเฟสและรวมอยู่ในการแตกของสายเฟสของเครือข่ายจากด้านโหลด

สามารถใช้โครงร่างเหล่านี้ได้ ซึ่งรวมถึงเมื่อโหลดที่เป็นกลางถูกต่อสายดินอย่างแน่นหนา เช่น เมื่อไม่สามารถรวมขดลวดชดเชยของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติในเส้นลวดที่เป็นกลางระหว่างโหลดและเครือข่าย หรือเมื่อลวดเป็นกลางของโหลดต้องเป็น " แข็ง” ด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัย

ด้วยความไม่สมมาตรของกระแสโหลดและกระแสในขดลวดชดเชย ฟลักซ์แม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยขดลวดเหล่านี้ในวงจรแม่เหล็กของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติจะเพิ่มขึ้นทางเรขาคณิต ในแกนของแกนแม่เหล็ก กระแสที่ไหลตามลำดับศูนย์ในทิศทางเดียวในทุกขั้นตอนของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติจะปรากฏขึ้น ฟลักซ์แม่เหล็กเหล่านี้สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้า ลำดับศูนย์และดังนั้นกระแส I 01 in ขดลวดปฐมภูมิสัดส่วนกับอัตราส่วนการแปลงเป็น tr (สัดส่วนผกผันกับอัตราส่วนของจำนวนรอบ W1 / Wk)

การเชื่อมต่อที่คดเคี้ยว WK ถูกเลือกในลักษณะที่กระแสเฟสของตัวแปลงอัตโนมัติถูกลบเวกเตอร์ออกจาก เฟสปัจจุบันเส้นของเฟสที่โหลดมากที่สุดและถูกเพิ่มเข้ากับกระแสของเฟสที่โหลดน้อย การแจกจ่ายซ้ำดังกล่าวนำไปสู่การกระจายกระแสที่สมมาตรมากขึ้นตามเฟสในสายส่งไฟฟ้า การปรับแรงดันตกคร่อมในสายไฟและทำให้สมดุลของแรงดันที่โหลด ตลอดจนการลดลงของกระแสลวดเป็นกลางและ ความสูญเสียในสายส่งและหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย ทำให้ประหยัดพลังงานไฟฟ้า

การชดเชยกระแสไฟสูงสุดในลวดเป็นกลางจะดำเนินการเมื่อแอมแปร์หมุน (แรงแม่เหล็ก) ของการทำงาน I 01 -W 1 และการชดเชย I 02 -W K ขดลวดเท่ากันเช่น ที่ I 01 -W 1 =3I 02 -W K , หรือ W K =W 1 /3 ในกรณีนี้ กำลังโดยรวมของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติ P ที่ ขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อของขดลวดชดเชย อาจน้อยกว่าการใช้พลังงานของโหลด 3 เท่า R n

เพื่อจำกัดกระแสของลวดเป็นกลางให้อยู่ในระดับที่อนุญาตสำหรับสายส่งกำลัง จำนวนรอบของขดลวดชดเชยจะลดลงตามลำดับ: ตัวอย่างเช่น เพื่อจำกัดกระแสของลวดเป็นกลางที่ระดับ 1/3 ของ เฟสต้องชดเชย 2/3 ของค่าดังนั้น W K \u003d W 1 / 4.5 ในกรณีนี้ กำลังโดยรวมของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติอาจน้อยกว่าการใช้พลังงานของโหลด 4.5 เท่า

การบิดเบือนของกระแสเฟสทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติมในสายส่งไฟฟ้า 0.4 kV และต่อเนื่องไปตามสายส่งไฟฟ้าทั้งหมด พิจารณาสิ่งนี้ในตัวอย่างของสายไฟแบบมีเงื่อนไขยาว 300 ม. ทำด้วยสายเคเบิลอลูมิเนียมที่มีหน้าตัด (3x25 + 1x16) มม. (ความต้านทานของสายเฟส 0.34 โอห์ม, สายกลาง 0.54 โอห์ม) พร้อมโหลดแบบแอคทีฟในเฟส 40, 30 และ 10A กระแสในเส้นลวดเป็นกลางเท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของกระแสเฟสจะเป็น (ดูแผนภาพเวกเตอร์ในรูปที่ 5) 26.5 A. ความสูญเสียในเส้นเช่นเดียวกับตัวนำใด ๆ ขึ้นอยู่กับความต้านทานของเส้นและ กำลังสองของกระแสที่ไหลผ่านเส้นนี้ (I 2-Z^) การสูญเสียในสายเฟสตามลำดับจะเป็น -40 2 -0.34 \u003d 544 W, 30 2 -0.34 \u003d 3 06 W, 10 2 -0.34 \u003d 34 W ในสายกลาง -26.5 -0, 54= 379 W การสูญเสียทั้งหมดในสาย - 1263 W.

การใช้ ATS-C จะกระจายกระแสในสาย ด้วยอัตราส่วนการแปลงที่ 1/3 หนึ่งในสามของกระแสลวดเป็นกลางจะถูกลบด้วยเวกเตอร์จากกระแสเฟสที่โหลดและเพิ่มเข้ากับกระแสของเฟสที่โหลดน้อย กระแสตามลำดับจะกลายเป็น

เท่ากับ 33.8, 29.6 และ 18.6 A ในขณะที่กระแสลวดเป็นกลาง (โดยคำนึงถึงความไม่สมมาตรบางอย่างของระบบแม่เหล็กเปลี่ยนรูปอัตโนมัติ) อาจสูงถึง 10% ของกระแสเฟสเฉลี่ย กล่าวคือ 2.7 ก.

ด้วยการกระจายกระแสดังกล่าวการสูญเสียทั้งหมดในบรรทัดจะเป็น (33.82 + 29.62 + 18.62) 0.34 + 2.72 0.54 = 805W

ดังนั้นการติดตั้งตัวแปลงสัญญาณอัตโนมัติ ATS-S ทำให้สามารถลดการสูญเสียในสายส่งไฟฟ้า 0.4 kV ได้ 36%

เห็นได้ชัดว่าแรงดันตกคร่อมในสายไฟลดลงเป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของกระแสในเฟส ทำให้แรงดันในโหนดโหลดเท่ากันอย่างมีนัยสำคัญ สาเหตุหลักมาจากการเลื่อน "ศูนย์"

การเพิ่มอัตราส่วนการแปลงให้สูงกว่า 1/3 สำหรับ โหลดสามเฟสไม่แนะนำและถึงแม้จะมีการกระจายกระแสซ้ำอย่างสม่ำเสมอมากกว่าเฟส แต่ก็นำไปสู่การสูญเสียที่เพิ่มขึ้นในสายไฟฟ้าเนื่องจากการเพิ่มขึ้นอย่างมากในกระแสของลวดเป็นกลางและจะต้องมีต้นทุนสูงสำหรับวัสดุ

ค่าสัมพัทธ์ของกำลังของตัวแปลงอัตโนมัติ ATS-S จะเป็น - S * at = k·Sn โดยที่: Sn - กำลังโหลด; k คือสัมประสิทธิ์ขึ้นอยู่กับวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติและอัตราส่วนการแปลง (ktr) ที่แสดงในตารางที่ 1

ตารางที่ 1 ค่าสัมประสิทธิ์ถึง

โครงการ, มะเดื่อ.	1	2	3	4
ktr = 1/3	0,58	0,33	0,90	0,55
ktr \u003d 1 / 4.5	0,38	0,22	0,66	0,33

หากทราบกระแสสูงสุดที่ไหลในลวดเป็นกลางโหลด พลังงานโดยรวมของตัวแปลงอัตโนมัติตามแผนภาพในรูปที่ 1 สามารถคำนวณได้จากกระแสนี้ - B ที่ = 1 02 -u l / l / 3 และตามแผนภาพในรูปที่ 2 - B ที่ \u003d 1 02 -i l / 3 และสำหรับตัวอย่างข้างต้นของโหลดที่ไม่สมดุลสามเฟสจะเป็น 8.3 และ 4.8 kV-A ตามลำดับ

มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการติดตั้งหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่ผู้บริโภคโดยตรงที่จุดแยกของสายสามเฟสเป็นเฟสเดียวเช่นที่ทางเข้ากระท่อมฤดูร้อนซึ่งแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะทำให้โหลดเท่ากัน ข้ามขั้นตอน ในอาคารอพาร์ตเมนต์แบบหลายห้องสำหรับพักอาศัย การติดตั้ง ATS-S บนสาขาสำหรับอพาร์ตเมนต์ของไรเซอร์แต่ละยูนิตในอาคารที่พักอาศัยทำให้สามารถปรับสมดุลของแรงดันไฟและลดความสูญเสียในกลุ่มสามเฟสและสายจ่ายไฟฟ้าของเครือข่ายการจัดจำหน่าย ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมขนาดเล็ก สามารถใช้จ่ายไฟให้กับโหลดกำลังสูงแบบเฟสเดียวได้: หม้อแปลงเชื่อม วงจรเรียงกระแส เครื่องทำน้ำอุ่น ฯลฯ

ในปัจจุบัน สถิตคอนเวอร์เตอร์ (วงจรเรียงกระแส ตัวควบคุมไทริสเตอร์ คอนเวอร์เตอร์ความถี่สูง) อุปกรณ์ให้แสงสว่างสำหรับปล่อยก๊าซที่มีแม่เหล็กไฟฟ้าและ บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์, มอเตอร์ไฟฟ้า กระแสสลับความเร็วตัวแปร ฯลฯ อุปกรณ์เหล่านี้ เช่นเดียวกับหม้อแปลงเชื่อม อุปกรณ์การแพทย์พิเศษ และอุปกรณ์อื่น ๆ สามารถสร้างฮาร์โมนิกของกระแสไฟที่สูงขึ้นในระบบจ่ายไฟ ตัวอย่างเช่น วงจรเรียงกระแสแบบเฟสเดียวสามารถสร้างฮาร์โมนิกคี่ได้ทั้งหมด และตัวเรียงกระแสแบบสามเฟสสามารถสร้างแบบไม่ทวีคูณของสามได้ทั้งหมด ดังแสดงในรูปที่ 6 [L.2].

ฮาร์โมนิกปัจจุบันที่สร้างโดยโหลดที่ไม่เป็นเชิงเส้นสามารถเป็น ปัญหาร้ายแรงสำหรับระบบจ่ายไฟ ส่วนประกอบฮาร์มอนิกคือกระแสที่มีความถี่ที่ทวีคูณของความถี่พื้นฐานของแหล่งจ่ายไฟ ฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นของกระแสที่ซ้อนทับบนฮาร์มอนิกพื้นฐานทำให้เกิดการบิดเบือนของรูปคลื่นปัจจุบัน ในทางกลับกัน ความเพี้ยนของกระแสกระทบต่อรูปคลื่นของแรงดันไฟในระบบจ่ายไฟ ทำให้เกิดผลกระทบที่ยอมรับไม่ได้ต่อโหลดของระบบ การเพิ่มขึ้นของมูลค่าปัจจุบันที่มีผลรวมเมื่อมีส่วนประกอบฮาร์มอนิกที่สูงขึ้นในระบบสามารถนำไปสู่ความร้อนสูงเกินไปของอุปกรณ์เครือข่ายแบบกระจายทั้งหมด ด้วยกระแสที่ไม่ใช่ไซน์ การสูญเสียในหม้อแปลงเพิ่มขึ้น สาเหตุหลักมาจากการสูญเสียกระแสวน ซึ่งต้องการพลังงานที่ติดตั้งเพิ่มขึ้น ตามกฎแล้ว เพื่อจำกัดฮาร์โมนิกในกรณีเหล่านี้ จะมีการติดตั้งตัวกรองความถี่สูง ซึ่งประกอบด้วยเครื่องปฏิกรณ์เครือข่ายและตัวเก็บประจุ

ข้อดีของ ATS-S ได้แก่ ความสามารถในการกรองกระแสฮาร์มอนิกที่สูงกว่าที่เป็นทวีคูณของสาม (เช่น 3, 9, 15 เป็นต้น) ซึ่งจำกัดการไหลจากเครือข่ายไปยังโหลด และในทางกลับกัน . สิ่งนี้ช่วยปรับปรุงคุณภาพของเครือข่ายและลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า

ดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น บัลลาสต์แม่เหล็กไฟฟ้า (บัลลาสต์) ของหลอดปล่อยก๊าซจะสร้างฮาร์โมนิกที่สูงขึ้น ดังนั้นในกระแสของหลอดโซเดียม HPS ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อวัตถุประสงค์ ไฟถนน, ฮาร์มอนิกที่สามมีอยู่ทั่วไปและขึ้นอยู่กับกำลังของหลอดไฟและประเภทของเกียร์ควบคุม มากถึง 5% หรือมากกว่า (ตาม [L.4] ฮาร์มอนิกที่สามได้รับอนุญาตสูงสุด 17.5%) กระแสฮาร์มอนิกที่สามอยู่ในเฟสและรวมกันเป็นเลขคณิตในลวดเป็นกลาง เครือข่ายสามเฟสทำให้เกิดการสูญเสียเพิ่มเติมที่จับต้องได้ซึ่งบังคับให้หน้าตัดของตัวนำไฟฟ้าทำงานเป็นศูนย์ของสายจ่ายสามเฟสและกลุ่มให้เท่ากับระยะที่หนึ่ง

ในสถานการณ์เช่นนี้ การใช้ ATS-S ทำให้สามารถลดส่วนตัดขวางของตัวนำที่เป็นกลางได้อย่างน้อยสองครั้งและแก้ปัญหาสามประการ: ชดเชยการสูญเสียจากฮาร์มอนิกที่สาม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบไฟเปลี่ยนเป็น "โหมดกลางคืน" ” (หนึ่งหรือสองเฟสของเครือข่ายการกระจายถูกปิดในเวลากลางคืน ) แจกจ่ายโหลดซ้ำในสามเฟส และเข้าสู่โหมดประหยัดพลังงานโดยแตะที่ตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติเพื่อลดแรงดันไฟฟ้า ในการแก้ปัญหาแรกเท่านั้น คุณสามารถใช้ตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติกำลังขั้นต่ำ ซึ่งออกแบบมาสำหรับกระแสของลวดเป็นกลาง (กระแสรวมของฮาร์มอนิกที่สาม)

หากจำเป็น ชดเชยฮาร์โมนิกที่ 5, 7 หรือ 11 คุณสามารถใช้รูปแบบในรูปที่ 3 หรือ 4 ในกรณีนี้ ค่าใช้จ่ายของเครื่องปฏิกรณ์เครือข่ายจะลดลงเพราะ ขดลวดชดเชยซึ่งมีความต้านทานอุปนัยเพิ่มขึ้นสำหรับฮาร์โมนิกความถี่สูงสามารถทำหน้าที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์แบบเครือข่ายและเมื่อรวมกับตัวเก็บประจุจะสร้างตัวกรองฮาร์มอนิกที่สูงขึ้น ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อระหว่างจุดเชื่อมต่อในรูปสามเหลี่ยมเปิดของส่วนที่คดเคี้ยวชดเชยและลวดเป็นกลาง และสามารถสร้างหนึ่ง (ดูรูปที่ 7) ตัวกรองสองหรือสามขั้นตอนสำหรับความถี่ที่ต่างกัน ปริมาณการเหนี่ยวนำ
ส่วนของขดลวดชดเชยสามารถกำหนดได้ด้วยความน่าเชื่อถือที่เพียงพอจากพารามิเตอร์ที่ระบุ - พิกัดกระแสและอัตราส่วนการแปลง ตัวอย่างเช่น เมื่อ จัดอันดับปัจจุบันฉัน n \u003d 25A และอัตราส่วนการแปลง ktr \u003d แรงดันส่วน 1/3
จะเป็น U วินาที \u003d Uf ถึง tr \u003d 220/3 \u003d 73V ความต้านทาน Z วินาที \u003d U วินาที / Inom \u003d 73/25 \u003d 2.9 โอห์ม (ละเลยความต้านทานเล็กน้อยของขดลวด) เราพิจารณาอุปนัย แล้วตัวเหนี่ยวนำของส่วน

Lsec \u003d Z วินาที / w \u003d 2.9 / 314-10 \u003d 9.2 mH ในกรณีนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึงธรรมชาติของความต้านทานที่ไม่เป็นเชิงเส้น: เมื่อโหลดลดลง ความต้านทานจะเพิ่มขึ้น

เมื่อสั่งซื้อหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ ต้องระบุความเป็นไปได้ของการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุในแอปพลิเคชันสำหรับการผลิต

กรณีพิเศษคือเครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติแบบสมดุลซึ่งได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้พลังงานแก่โหลดแบบเฟสเดียว (ดูรูปที่ 8 และ 9) สำหรับความสมมาตรที่มากขึ้นของกระแสในเฟส อัตราส่วนการแปลงสามารถทำได้มากกว่า 1/3 โดยเพิ่มขึ้นในกระแสของลวดเป็นกลาง

ลองดูสิ่งนี้ด้วยตัวอย่าง ที่อินพุตของเครือข่ายสามเฟสมีการติดตั้งสวิตช์อัตโนมัติซึ่งออกแบบมาเป็นเวลานาน กระแสที่ยอมรับได้ 25 A. จำเป็นต้องต่อหม้อแปลงเชื่อมที่มีกำลังไฟ 10 kVA (แรงดันไฟหลัก 220 V, กระแสเชื่อม 160 A, แรงดันไฟวงจรเปิด 60 V, รอบการทำงาน 60%) กระแสไฟที่ใช้โดยหม้อแปลงเชื่อมจะอยู่ที่ 10-1000/220=45.5 A และเมื่อคำนึงถึง PV แล้ว กระแสที่เท่ากันจะเท่ากับ 45.5-//0.6=35.2 A ซึ่งสูงกว่าค่าที่อนุญาต 1.4 เท่า แน่นอน คุณสามารถใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติแบบธรรมดา 380/220 V ซึ่งสร้างจากหม้อแปลง OSMR-6.3 (ที่มีกำลัง 6.3 kVA) ในกรณีนี้ โหลดจะถูกแจกจ่ายเป็นสองเฟสเท่านั้น (กระแสไฟในสาย - 20.3) A) แต่คุณสามารถใช้เครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติแบบสมดุลได้ (ดูแผนภาพในรูปที่ 9) ด้วยอัตราส่วนการแปลง 1/2 ซึ่งแปลงโหลดเฟสเดียวเป็นสามเฟสหนึ่งและทำให้โหลดเท่ากันในทุกเฟส ลด กระแสในเครือข่ายถึง 17.6 A ในขณะที่กระแสอยู่ในสภาวะเป็นกลางหากไม่มีโหลดอื่น ๆ ก็จะเป็น 17.6 A ด้วย

ในกรณีนี้ autotransformer สามารถทำได้โดยใช้หม้อแปลง ТСР-6.3 คุณยังสามารถใช้ตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติที่สมดุลด้วยอัตราส่วนการแปลงที่ 1/3 ซึ่งจำกัดกระแสในระยะการทำงานให้เป็นที่อนุญาตในระยะยาวสำหรับ เบรกเกอร์วงจร- กระแส 23.4A ในขณะที่ในอีกสองเฟส กระแส 11.8A จะไหลในกรณีที่ไม่มีกระแสในสายกลาง

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติสามารถทำได้โดยใช้หม้อแปลง ТСР-2.5

การสูญเสียเครือข่ายลดลงเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อโดยตรงแสดงในตารางที่ 2

ตารางที่ 2

ออโต้ทรานส์ฟอร์มเมอร์	ขึ้นอยู่กับ OSMR-6.3	ปรับสมดุล ATS-S
อัตราส่วนการแปลง	1/1,73	1/3 1/2

เนื่องจากหม้อแปลงเชื่อมสร้างฮาร์โมนิกความถี่สูง รวมทั้งทวีคูณของสาม จึงควรกำหนดการตั้งค่าให้กับตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติที่สมดุล

การทดสอบเครื่องเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติ ATS-S ในห้องปฏิบัติการของ UE METZ im. ในและ. Kozlov แสดงผลในเชิงบวกและยืนยันประสิทธิภาพอย่างเต็มที่ (ดูภาคผนวก 1 "ผลการทดสอบของตัวแปลงอัตโนมัติ ATS-S-25")

มีการวางแผนที่จะพัฒนาชุดของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติตั้งแต่ 25 ถึง 100 kVA ทั้งในรุ่นเปิด IP00 และในเคสป้องกันของรุ่น IP21 สำหรับการติดตั้งภายใต้หลังคาและ IP54 สำหรับการติดตั้งภายนอกอาคาร รวมถึงบนเสาขนาด 0.4 kV โดยตรง ในหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ หากจำเป็น เพื่อเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้า อาจเป็นไปได้ที่จะสลับก๊อกปรับระหว่างการติดตั้ง

ปัจจุบัน โรงงานยอมรับคำสั่งซื้อทีละรายการสำหรับเครื่องเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติ ATS-S ที่มีความจุสูงถึง 100 kVA

เอกสารแนบ 1

ผลการทดสอบของตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติ ATS-S-25

ในตัวอย่างของสายส่งสี่สาย -0.4 kV

ความยาวสาย m	300
ลวดอลูมิเนียม mm²	เฟส -	25	ศูนย์ -	10
ความต้านทานลวด, โอห์ม	เฟส -	0,34	ศูนย์ -	0,86
ความต้านทานโหลด (ใช้งานอยู่), Ohm	เฟส: A-5.99		B-5.83	C-5.59
	โหมดโหลดโดยไม่ต้องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติ	3x-f	2x-f	1o-f
กระแสสายโหลด A
เฟส A		36,5	36,5	36,5
เฟส B		37,5	37,5	0,0
เฟส C		39,0	0,0	0,0
ในสายกลาง N		2,2	37,0	36,5

เฟส A		456	456	456
เฟส B		481	481	0
	520	0	0
ในสายกลาง "N"		4	1172	1140
ทั้งหมด		1461	2109	1596
โหมดโหลดพร้อมตัวแปลงอัตโนมัติ		3x-f	2x-f	1o-f
กระแสเชิงเส้นสูงถึง ATS-C, A
เฟส A		36,0	32,5	27,3
เฟส B		36,0	34,1	9,3
เฟส C		39,0	9,0	8,4
ในสายกลาง "n"		3,8	11,0	11
การสูญเสียพลังงานในสาย W
เฟส A		443	361	255
เฟส B		443	398	30
เฟส C		520	28	24
ในสายกลาง N		12	103	103
TOTAL ในบรรทัด		1419	890	412
โดยคำนึงถึงการขาดทุนใน ATS-S
ความต้านทานขดลวดเฟส Ohm			0,2443
ชดเชยความต้านทานขดลวด Ohm			0,038
กระแสเฟสที่คดเคี้ยว ATS-C, A
เฟส A		0,4	8,1	8,9
เฟส B		1,4	9,2	9,3
เฟส C		1,3	8,9	8
การสูญเสียพลังงานในขดลวด ATS-S, W
เฟส A		0,04	16,03	19,35
เฟส B		0,48	20,68	21,13
เฟส C		0,41	19,35	15,64
ในสายกลาง N		0,18	52,09	50,67
การสูญเสียความเย็นที่ไม่ได้ใช้งาน ATS-S, W			50
TOTAL ใน ATS-S		51,1	158,1	156,8
ทั้งหมด		1470,1	1048,2	568,8
ประหยัดพลังงาน W		-8,7	1061	1027

การพิจารณาแรงดันตกที่ยอมให้ลดลงใน เครือข่ายไฟฟ้า.

วัตถุประสงค์ของการบรรยาย:

ทำความคุ้นเคยกับการคำนวณภาระของแต่ละสาขาของเครือข่าย

แรงดันตกที่อนุญาต

หากมีการบริโภคจากเครือข่ายไฟฟ้าเกิดขึ้น กระแสไฟฟ้า. ในระหว่างทางมันทำให้แรงดันไฟตกบนสายไฟเหล่านี้ ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับเครื่องรับพลังงานไม่เท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของแหล่งจ่ายไฟ แต่ต่ำกว่า ในเวลาเดียวกัน มีการกำหนดแรงดันตกที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละส่วนของการเดินสายไฟฟ้า

สำหรับแรงดันตกคร่อมจากแหล่งจ่ายไฟไปยังจุดที่ใช้บริโภค เราสามารถดำเนินการจากความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (IEC 60 038) ซึ่งต้องอยู่ระหว่าง + 6% ถึง - 10% ของ ค่าเล็กน้อย(ตั้งแต่ปี 2003 ขีดจำกัดเหล่านี้ควรเป็น ) ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟทั้งหมดลดลงจากแหล่งจ่ายไฟไปยังจุดที่ใช้บริโภคได้ถึง 16%

ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าของตัวอาคารเอง (เช่น ภายในอาคาร) ตามมาตรฐาน IEC 60 634-5-52 ขอแนะนำว่าแรงดันไฟฟ้าตกระหว่างจุดเริ่มต้นการติดตั้งกับอุปกรณ์ของผู้ใช้ไม่ควรเกิน 4% ของ แรงดันไฟฟ้าของการติดตั้ง คำแนะนำนี้ค่อนข้างขัดกับข้อกำหนดของมาตรฐานแห่งชาติอื่นๆ (เช่น CSN 33 2130 ในสาธารณรัฐเช็ก)

สามารถสันนิษฐานได้ว่าเมื่อคำนึงถึงการปฏิบัติตามข้อกำหนดอื่น ๆ เมื่อคำนวณพารามิเตอร์ของการเดินสายอาจมีการหยดเพิ่มขึ้นในบางส่วนมากกว่าที่ระบุไว้ข้างต้นหากการเดินสายจากตู้เชื่อมต่อไม่เกินการดรอปต่อไปนี้ ตัวรับพลังงานเอง: สำหรับไฟส่องสว่าง 4%; ที่ข้อสรุปสำหรับเตาและเครื่องทำความร้อน ( เครื่องซักผ้า) 6%; สำหรับเต้ารับและขั้วอื่นๆ 8%

"กฎสำหรับการติดตั้งระบบไฟฟ้า" (PUE) กำหนดให้ยาวที่สุด โหลดที่อนุญาต(กระแสเป็นแอมป์) สำหรับ สายฉนวน. สายไฟและสายเปลือยที่แสดงเป็นตาราง ตารางเหล่านี้รวบรวมบนพื้นฐานของการคำนวณทางทฤษฎีและผลการทดสอบสายไฟและสายเคเบิลเพื่อให้ความร้อนโดยตรง

โหลดสูงสุดที่อนุญาตภายใต้สภาวะความร้อนสำหรับสายไฟและสายเคเบิลที่มีตัวนำอลูมิเนียมที่มีส่วนเรขาคณิตเดียวกันและปริมณฑลเดียวกันกับตัวนำทองแดงควรเท่ากับ 77% ของโหลดสำหรับตัวนำทองแดงที่สอดคล้องกัน สำหรับเครือข่ายพลังงานการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในระยะยาวที่อนุญาตไม่ควรเกิน 5% และสำหรับเครือข่ายแสงสว่าง 2.5% ของค่าเล็กน้อย

จะเห็นได้ว่าเมื่อรวมแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงที่อนุญาตทั้งหมด (ในเครือข่ายการกระจายและในการติดตั้งระบบไฟฟ้า) เราสามารถไปถึงขีด จำกัด ของประสิทธิภาพของอุปกรณ์และอุปกรณ์บางอย่างได้ ตัวอย่างเช่น สำหรับรีเลย์และคอนแทคเตอร์ การทำงานของพวกมันรับประกันตั้งแต่ 85% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดขึ้นไป สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า ค่านี้มาจาก 90% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ดังนั้นจึงต้องปฏิบัติตามคำแนะนำข้างต้น (แรงดันตกถึง 4%) ที่ให้ไว้ใน IEC 60 634-5-52

เราทราบว่าข้อกำหนดของมาตรฐานแห่งชาติไม่เกี่ยวกับแรงดันไฟฟ้าตกในบางส่วนของสายไฟ แต่ข้อกำหนดสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สามารถลดลงได้เมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ที่ขั้วของหม้อแปลงไฟฟ้า อาจมีแรงดันไฟฟ้าเท่ากับ 110% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด จากนั้นแรงดันไฟจะลดลงจากพวกมันอาจเป็น 15% หรือ 13% ซึ่งหมายความว่าผู้ออกแบบมีพื้นที่ว่างในการกระจายแรงดันไฟฟ้าในกรณีเหล่านี้จากแหล่งกำเนิดไปยังเครื่องรับพลังงาน

จำเป็นต้องบอกว่าแรงดันตกคร่อมคำนวณอย่างไร หรือจะสรุปอย่างไร เกี่ยวกับโหลดความต้านทานอย่างหมดจด ซึ่งเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าความร้อนทางไฟฟ้า และส่วนตัดขวางขนาดเล็กของสายไฟ สถานการณ์เป็นเรื่องง่าย แรงดันตกคร่อมเป็นผลคูณของกระแสและความต้านทานสายไฟที่สามารถ ด้วยวิธีง่ายๆสรุป. ในกรณีที่เรากำลังพูดถึงอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น มอเตอร์ ลักษณะของการบริโภคที่เป็นแอกทีฟและอุปนัย และอิมพีแดนซ์รวม Zการเดินสายประกอบด้วยส่วนประกอบจริง (ความต้านทาน) Rและองค์ประกอบจินตภาพ (รีแอกแตนซ์อุปนัย) X จากนั้นปริมาณที่ซับซ้อนเหล่านี้จะถูกคูณกัน ผลลัพธ์ของผลิตภัณฑ์นี้คือค่าเชิงซ้อนอีกครั้ง ซึ่งหมายถึงแรงดันตกคร่อมเชิงซ้อน มันอธิบายแรงดันตกในแกนพิกัดจริงและจินตภาพ ค่าสัมบูรณ์ของแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ลดลงในแต่ละส่วนของการเดินสายจากแหล่งกำเนิดไปยังเครื่องรับไฟฟ้าดังนั้นจึงไม่ควรสรุปด้วยวิธีมาตรฐาน แต่ควรสรุปอีกครั้งเป็นค่าที่ซับซ้อนเท่านั้น (เช่นของจริงและ ส่วนประกอบจินตภาพแยกกัน)

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ผลรวมของค่าสัมบูรณ์ของแรงดันตกมักจะไม่ใช่ผลรวมที่แน่นอนของค่าสัมบูรณ์บนสายไฟแต่ละเส้นที่เชื่อมต่อถึงกัน

การคำนวณภาระของแต่ละสาขาของเครือข่าย

โหลดปัจจุบันของแต่ละสาขาไม่สามารถสรุปได้ง่ายๆ เป็นผลรวมเลขคณิตของค่าสัมบูรณ์ของกระแส แต่ส่วนประกอบจริงและจินตภาพต้องรวมกันแยกกัน ตามกฎเหล่านี้ คุณสามารถกำหนดโหลดสำหรับการกำหนดค่าเครือข่ายใดก็ได้ กฎที่คล้ายกันจะสังเกตได้เมื่อคำนวณกระแส ไฟฟ้าลัดวงจร. และในกรณีที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร การคำนวณจะดำเนินการด้วยอิมพีแดนซ์เครือข่ายที่แสดงใน รูปแบบที่ซับซ้อน.

อิทธิพลของโหลดต่อกระแสลัดวงจร

โหลดอาจมีผลกระทบอย่างมากต่อกระแสไฟลัดวงจร รูปที่ 1 แสดงรูปแบบการสลับโหลดที่ง่ายที่สุด ลักษณะของโหลดและอัตราส่วนต่างกัน (อะซิงโครนัสและ มอเตอร์ซิงโครนัส, ภาระในครัวเรือน, แสงสว่าง), ค่าจะแตกต่างกันไปตามวันต่างๆ ของปี, ช่วงเวลาของวัน, สำหรับกะที่แตกต่างกันในการทำงานขององค์กร แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดค่าที่แท้จริงของโหลดและความต้านทานที่เพิ่มขึ้นในเวลาที่ไฟฟ้าลัดวงจร

ตามอัตภาพ จะถือว่าความต้านทานโหลดมีค่าคงที่เมื่อเทียบกับค่าที่กำหนดโดย (1)

ในโหมดปกติ ความต้านทานโหลดถูกกำหนดโดยอัตราส่วน:

, (1)

โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดเท่ากับแรงดันไฟฟ้ารองของหม้อแปลงจ่ายไฟ

ฉัน n และ S n - กระแสและกำลังโหลด

กำลังโหลดจะขึ้นอยู่กับจำนวนของหม้อแปลงไฟฟ้าที่จ่าย ด้วยหม้อแปลงหนึ่งตัว กำลังโหลดจะถือว่าเท่ากับกำลังของหม้อแปลงไฟฟ้า ด้วยหม้อแปลงสองตัวที่เหมือนกัน กำลังโหลดจะถือว่าเท่ากับ 0.65-0.7 ของกำลังของหม้อแปลงหนึ่งตัว ที่ การปิดฉุกเฉินหนึ่งในสองหม้อแปลงไฟฟ้า โหลดทั้งหมดจะต้องดำเนินการโดยหม้อแปลงที่เหลืออยู่ในการทำงาน ในกรณีนี้ โหลดจะอยู่ที่ 130-140% ของกำลังไฟพิกัด

รูปที่ 1 - การกระจายปัจจุบันพิจารณาโหลดที่เชื่อมต่อ

ไปยังเส้น (a) และไปยังยาง (b)

จากรูปที่ 1 จะเห็นได้ว่าด้วยการลัดวงจรระยะไกลเมื่อแรงดันไฟฟ้าบนบัสไม่ลดลงเป็นศูนย์ กระแสรวมที่ไหลผ่านหม้อแปลงจะประกอบด้วยกระแสที่แตกแขนงออกเป็นโหลดและกระแสที่ตำแหน่งไฟฟ้าลัดวงจร สำหรับวงจรในรูปที่ 1,a กระแสลัดวงจรทั้งหมดถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์:

, (2)

และสำหรับวงจรในรูปที่ 1 b - ตามอัตราส่วน:

, (3)

ในความเป็นจริง ความต้านทานมีอัตราส่วน x/r ต่างกัน และควรคำนวณกระแสโดยใช้สูตร (2) และ (3) ในรูปแบบที่ซับซ้อน แต่สำหรับเครือข่ายส่วนใหญ่ อัตราส่วน z และ L ของโหลดและเส้นจะใกล้เคียงกัน เล็กเมื่อเทียบกับ และทำให้การคำนวณง่ายขึ้น สมการ (2) และ (3) จะได้รับการแก้ไขในอิมพีแดนซ์ z สมมติฐานนี้มีความสมเหตุสมผลมากกว่าเนื่องจากไม่ทราบโหลดจริงในขณะที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจร

เต็มปัจจุบันแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ ส่วนของกระแสที่ไหลเข้าสู่วงจรลัดวงจรในรูปที่ 1 a ถูกกำหนดโดย:

, (4)