lite text version

 

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ  |  * ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ *

 

Заявление:  Приведённые сведения носят информационный характер.  Деятельность по применению оборудования требует квалификации и специфической подготовки.

 

 

Трансформатор 3-в-1.

 

Часто на практике возникают задачи, когда необходимо подключить 1-фаз. потребителей к стандартной промышленной 3-фаз. сети. Самый распространённый способ решения подобных задач – это разделить всех потребителей на 3 группы и каждую группу запитать от своей фазы: А, В и С. Этот процесс носит название симметрирование нагрузок… Таким образом организовано электроснабжение, например, всегда в жилых зданиях, где стандартно от трансформаторной подстанции приходить кабель 3Ph+PEN (система заземления TN-C).

 

В симметрировании 1-фазных нагрузок на 3-фазную сеть кроется один очень неприятный нюанс. Как известно, при полном балансе нагрузок на каждой из трёх фаз, суммарный ток в нулевом проводнике равен нулю. Но стоит появиться дисбалансу нагрузок, как тут же в нулевом проводнике появляется уравнительный ток. И максимальное значение амплитуды уравнительного тока в N-проводнике достигает амплитуды максимального фазного тока. Правда, такое равенство будет только в случае наличия нагрузок только в одной фазе, при полном отсутствии нагрузок в других двух фазах. Ситуация конечно редкая, но возможная. Особенно если учитывать, что в процессе эксплуатации электроустановок со временем всё меньше помнят о симметрировании нагрузок и подключают их к сети по принципу "как удобно". Подобное отношение усугубляется тем, что типовые силовые кабели, как правило, имеют половинное сечение N-проводника по сравнению с фазными проводниками. Например, один из номиналов стандартного силового 4-проводного кабеля это "3х150 + 1х70". Очевидно, что в подобной ситуации достичь перегрузки N-проводника не так уж и сложно. Тем более, что применение защиты с измерителем тока в нулевом проводнике до сих пор весьма нераспространенно. Вот и возникает одна и та же ситуация – обрыв "отгоранием" нулевого проводника от N или PEN-шины щитов ВРУ и ГРЩ. Чем это чревато знает каждый из обслуживающего электротехнического персонала: из-за смещения средней точки фазных напряжений, возникающего в силу разного суммарного комплексного сопротивления фаз в нагрузке, на 1-фазную нагрузку может прикладываться итоговое напряжение в диапазоне от фазного до линейного напряжения. Для примера скажем, что для сетей 0,4 кВ – это от ~220В до ~380В. Что при этом будет с 1-фазной нагрузкой можно легко представить: преждевременный выход из строя из-за повышенного прикладываемого напряжения питания. Для наглядной демонстрации подобной ситуации можно подключить обычную бытовую лампу накаливания к межфазному напряжению… Здесь мы не призываем проводить опасные натурные эксперименты, можете просто поверить в плачевные результаты подобных ситуаций, связанных с обрывом нуля.

ВАЖНО. Не забывайте про технику безопасности выполнения работ на электроустановках. Всегда помните о необходимости защищать глаза и открытые участки тела. Соблюдайте противопожарную безопасность.

 

Симметрирование нагрузок является самым простым и понятным методом использования 3-фаз. сетевого напряжения для подключения 1-фаз. нагрузок. Этот способ однозначно является самым дешёвым и самым правильным способом подключения потребителей в случае возможности распределения всех 1-фаз. нагрузок пропорционально по всем 3 фазам сети. Особенно, если известно, что все потребители никогда не работают одновременно. Например, такое всегда имеет место в частных домах и коттеджах.

 

Однако, существуют ситуации, когда нет возможности 1-фаз. нагрузку разделить на части. Например, это всегда так, когда конечные потребители подключаются через 1-фазную инверторную систему с электронным байпассом. Поэтому в таких случаях вместо симметрирования нагрузок используют специальные трансформаторы напряжения для преобразования 3-фаз. сетевого напряжения в 1-фаз. выходное напряжение. О таких трансформаторах кратко говорят как:  трансформатор 3-в-1;  трансформатор 3/1;  трансформатор 3-1;  трансформатор 3 в 1.

 

Схема наиболее "правильного" исполнения подобного трансформатора выглядит так.

 

 

 

трансформатор 3-1.jpg

 

Здесь мы видим классический 3-фазный трансформатор по схеме Δ/Y с изменённой схемой соединения вторичной цепи и специально подобранными электрическими и магнитными параметрами. Современные трансформаторы подобного исполнения имеют КПД ~ 97%, а прочие параметры, например, такие:

  Выходная мощность 12 кВА.

  Первичное напряжение 3х 400В ± 20В с регулировкой при отсутствии напряжения (или как говорят "без возбуждения").

  Первичный ток 3х 26,5А.

  Вторичное напряжение 230В.

  Вторичный ток 52,2А.

  Диэлектрическая стойкость:

-  первичные цепи к вторичным цепям – 4,6 кВ;

-  первичные цепи к магнитопроводу – 2,3 кВ;

-  вторичные цепи к магнитопроводу – 1,9 кВ.

  Масса ~ 185 кг без кожуха.

 

Безымянный.jpg

 

Применение подобных трансформаторов, за исключением отрицательного момента собственного наличия, несёт следующие положительные моменты:

>>  Отсутствие необходимости симметрирования нагрузок. Что особенно актуально в ситуациях, когда потребителей нельзя разделить на 3 равные группы.

>>  Гальваническая развязка потребителей от сети.

>>  Снижение токов короткого замыкания.

>>  Применение до точки подключения трансформатора 3-фазных распределительных систем и щитов. Снижение затрат на коммутационную аппаратуру и потери электроэнергии от повышенных 1-фазных токов.

>>  Фильтрация гармоник кратных 3, генерируемых потребителями, в сетевом напряжении.

>>  Возможность увеличения мощности или достижения резервирования за счёт параллельной работы трансформаторов.

 

Ещё раз повторим, что нет необходимости стараться везде использовать трансформаторы 3-в-1, т.к. в большей степени сейчас они являются оборудованием специфического применения. Скажем, в настоящий момент, подобные "трансформаторы 3-в-1" имеет смысл применять в байпассных линиях ИБП переменного тока 3-в-1 или совместно с 1-фаз. инверторными системами.

 

Для прочих нагрузок, в настоящий момент целесообразно применять или (1) Силовые модули ИБП 3-в-1, или (2) Системы параллельных ИБП, создающих систему фазировки 3-в-1, что изложено как пример в этой статье.

 

Обращайтесь за более детальными консультациями или подбором оборудования.

 

 

 

© POWERSUITE  2000 – 2016  |   СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ  |  на главную  |  к списку статей

email: office@power-suite.ru   |   тел.: +7 (499) 754-84-15

 

|  резервные электростанции  |  источники бесперебойного питания  |  электропитающие установки  |  модульные источники питания  |  трансформаторы  | аккумуляторные батареи  |  системы мониторинга аккумуляторов |  устройства управления двигателями  |  средства автоматизации  |  распределительные щиты и панели  |  устройства защиты от импульсных перенапряжений  | коммутационная аппаратура  | шкафы и стойки  |  контейнеры  |