Nötrsüz üç fazlı dağıtımdan nötrlü üç fazlı tüketime nasıl geçilir?

Tipik bir dağıtım şebekesi, tüketicilerin yakınındaki bir trafo merkezine 6 veya 10 kilovolt AC sağlar. Bu genellikle nötrsüz üç fazlı bir hatla yapılır - sadece üç tel paralel olarak gider. Sonra voltajı 110 veya 230 volt AC gibi bir şeye düşüren bir transformatör var.

Tüketiciler tipik olarak tek fazlı yüke sahiptir ve bu yüzden nötr gelir - şimdi transformatör çıkışı olarak üç fazlı teller ve nötr telimiz var ve farklı tüketicilerden gelen bu tek fazlı yükler yuvarlak döngüler halinde fazlara bağlanıyor, böylece nötr içindeki akım umarım en aza indirilir ve fazlar eşit akımlar iletir. Ancak, yük mükemmel dengelenmedikçe, farklı fazlar transformatörün sekonder tarafında farklı akımlar gerçekleştirecektir ve fark nötr içinden akan akımdır.

Sadece üç fazlı kabloların ve nötr telin olmadığı birincil tarafta ve yüksek gerilim hattında nasıl ele alınır?

Avustralya'daki tipik bir dağıtım ağı aşağıdaki gibi görünecektir.

"MV" bölümü delta bağlantılı bir "üç telli" sistemdir, bu nedenle nötr kablo olmadığını doğru söyleyebilirsiniz. Bununla birlikte, var olan 'zig-zag' dönüştürücüsü bu amaç için yüklü bir nötr yolu veya topraklama ile, toprağa akmasını "sıfır-dizisi" akımları. (Topraklama transformatörü kurma nedenleri ayrı bir soru ve cevabı hak eder.)

Bir MV iletim hattında nötr akıma neden olabilecek birkaç fenomen vardır, ancak LV yıldız noktası / nötründe bir akımın akmasına neden olan dengesiz LV yükleri MV nötr akımına neden olmaz .

Neden?

Yukarıdaki resimde delta HV, topraklanmış yıldız LV sistemi gösterilmektedir. LV sargısı 1'den 1 birim (1 pu) akım çeken ve akım LV nötr üzerinden geri dönen tek fazlı bir yük vardır.

YG'de ne olur?

Transformatörün YG ve AG sargılarının her biri demir çekirdeklerle manyetik olarak birleştirilir, böylece "amp-dönüş dengesi" yasası uygulanmalıdır. Enerji tasarrufu, HV ve LV sargıları, HV1-LV1, HV2-LV2 ve HV3-LV3 çiftleri arasında geçerlidir.

Bu, LV 1 sargısında 1 pu akımın HV1 sargısında 1 pu akımla dengelenmesi gerektiği anlamına gelir. Ve LV2 veya LV3'te hiç akım akışı olmadığından, HV2 veya HV 3'te de akım akmayabilir.

Kirchoff'un Akım Yasası uyarınca, Sargı HV1'deki 1 pu akımı HV hattı L1 ve HV hattı L2'den sağlanmalıdır. Yani:

Bir delta-HV, topraklanmış yıldız-LV sistemi için, tek fazlı LV yükleri HV sisteminde faz-faz yükleri olarak görünür.

Bu, orijinal sorunuza cevap verir: LV tarafındaki yük ne kadar dengesiz olursa olsun, YG tarafında nötr akım akmaz, bu nedenle nötr kabloya gerek yoktur.

Bu şu soruyu doğurur: "Eğer delta bağlı sistemde nötr kabloya ihtiyaç duyulmuyorsa, neden bir topraklama transformatörü takmaya zahmet ediyoruz?"

Düşünebileceğim birkaç neden - bunlardan emin olmasam da, beni burada alıntı yapmayın ...

1. Toprak bağlantısı olmadan, delta ağı toprağa göre yüzer ve toprağa göre herhangi bir keyfi potansiyelde olabilir. Yani MV sistemi, toprak voltajının 132.000V üstüne çıkabilir. Topraklama transformatörü OG sistemini toprağa bağlamak ve yüzmeden tehlikeli gerilimlere tutmak için gereklidir.
2. 'Nötr' sıfır bileşen akımları yok yani, PD ağında akmaya şarj akımı kapasitif hattı. (Düzenleme 2015-09-22: Şarj akımı normal koşullar altında dengelenir.) Topraklama transformatörü bu sıfır bileşen akımlarına gidilecek bir yer verir.
3. Topraklama transformatörü, bir hat topraklama arızasından kaynaklanan herhangi bir kısa devre arıza akımı için en çekici dönüş yolu olacaktır. Toprak arızası algılama rölesi koymak için çekici bir yer.

$\Delta$

Akım diğer iki fazda akmayacaktır ve bu nedenle yük, sekonder diğer iki hattaki voltajı değiştirmeyecektir.

Referans olarak, bu resmi prof. Franco Mastri slaytlar .

Sistemin birincil / yüksek voltaj tarafı, dengesiz faz akımlarını idare edebilir, ancak optimum kaynak kullanımı için dengelenmelidir. örneğin, her fazın izin verilen maksimum 1.000A yükü varsa, o zaman gerçek akımlar 1000, 900, 1100 ise, maksimum akımı <= 1000A'da tutmak için toplam yükü azaltmanız gerekir, böylece 1000/1100 faktörü ile ölçeklendirilirsiniz. = 0.9091, her fazda 3000 kavramsal maksimumdan ziyade 909, 818, 1000 amper veya toplam 2727A verir, böylece güç kullanımı olması gerekenin yaklaşık% 91'i kadardır.

Üç fazı nötr olmadan delta bağlı bir transformatör birincil tarafına beslerseniz ve üç çıkış faz sargısını yıldız modunda bağlarsanız nötr (deltanın orta noktası) artı 3 x faz alırsınız. Dengeli primer faz akımları gerekiyorsa, ikincil yüklerin dengelenmesi gerekir. Nitekim: