Wat is die effek van 'n neutrale stroom op 'n verspreidingstransformator?

Die Invloed van Neutrale Stroom op Verteilingstransformers

Die neutrale stroom (Neutral Current) het verskeie beduidende impakte op verteilingstransformers, wat as volg kan saamgevat word:

1. Oorbelasting van die Neutrale Geleier

• Oorsaak: In 'n driefase vierdraadsisteem, as die driefase belastings ongebalanceerd is of daar baie enkelefase belastings (soos woonstroom) is, kan die neutrale geleier 'n aansienlike stroom dra. Daarbenewens vloei harmoniese strome (veral derde harmoniese en hul veelvoude) ook deur die neutrale geleier, wat die neutrale stroom verhoog.

• Impak: Oorbelasting van die neutrale geleier kan oorgrootmaking veroorsaak, wat moontlik tot branding van die neutrale geleier of sy verbindingpunte lei. Dit beïnvloed nie net kragkwaliteit nie, maar kan ook veiligheidsrisiko's soos brande inhou.

2. Temperatuurstygging van die Transformer

• Oorsaak: Wanneer driefase belastings ongebalanceerd is, neem die neutrale stroom toe, wat lei tot 'n hoër stroom by die transformer se neutrale punt. Bovendien verhoog harmoniese strome koper- en yskerse in die transformer, wat lei tot 'n verhoogde temperatuurstygging.

• Impak: Uitgesproke temperatuurstygging kan die leeftyd van die transformer verkort, doeltreffendheid verminder en oorgrootbeveiligingsapparate aktiveer, wat uitvalle of stroomonderbrekinge veroorsaak. Langtermyn oorgrootmaking kan ook die isolasie van die transformer beskadig, wat die risiko van mislukking verhoog.

3. Spanningsonevenwichtigheid

• Oorsaak: Ongebalanceerde driefase belastings veroorsaak dat die neutrale punt skuif, wat lei tot spanningsonevenwichtigheid tussen die drie fases. Veral wanneer daar baie enkelefase belastings is, kan die spanning in een fase toeneem terwyl die spanninge in die ander fases afneem.

• Impak: Spanningsonevenwichtigheid kan die normale werking van toestelle wat aan die transformer gekoppel is, beïnvloed, veral motore en elektroniese toerusting wat sensitief is vir spanningveranderinge. Spanningsonevenwichtigheid kan doeltreffendheid verminder, oorgrootmaking veroorsaak, die leeftyd verkort en selfs skade aan hierdie toestelle veroorsaak.

4. Harmoniese Versoiling

• Oorsaak: In moderne kragstelsels genereer nie-lineêre belastings (soos veranderlike frekwensiedrywers, rektifiers en rekenaars) harmoniese strome, veral derde harmoniese en hul veelvoude, wat deur die neutrale geleier vloei. Hierdie harmoniese strome veroorsaak addisionele kerse in die transformer en kan harmoniese resonansie veroorsaak, wat harmoniese versoiling verder vererger.

• Impak: Harmoniese versoiling kan die prestasie van transformers en ander elektriese toerusting degradeer, energieverbruik verhoog en die leeftyd van toestelle verkort. Daarbenewens kan harmoniese strome kommunikasiesisteme en outomatiese beheertoestelle stoornis veroorsaak, wat die stabiliteit en betroubaarheid van die stelsel beïnvloed.

5. Neutrale Puntverskuiving

• Oorsaak: Wanneer driefase belastings ernstig ongebalanceerd is, skuif die neutrale puntpotensiaal, wat lei tot 'n toename in die neutrale stroom. Dit is veral algemeen in laevoltes verdeelsisteme met baie enkelefase belastings.

• Impak: Neutrale puntverskuiving kan lei tot hoër spannings in sommige fases terwyl ander fases laer spannings het, wat die kragkwaliteit beïnvloed. Vir toestelle wat stabiele spannings vereis, kan spanningfluktuasies miskraging of skade veroorsaak.

6. Verlaagde Kapasiteitsbenutting van die Transformer

• Oorsaak: Wanneer driefase belastings ongebalanceerd is, kan een fase van die transformer oorbelaas raak terwyl die ander fases ligter belaas is. Hierdie onevenwichtigheid verlaag die algehele kapasiteitsbenutting van die transformer, selfs al is die werklike belasting nog nie die gerateerde waarde bereik nie, maar die stroom in een fase het die toelaatbare omvang oorskry.

• Impak: Verlaagde kapasiteitsbenutting beteken verspilde kraghulpbronne en verhoogde bedryfskoste vir kragmaatskappye. Om ongebalanceerde belastings te hanteer, mag dit nodig wees om die transformer met 'n groter kapasiteitseenheid te vervang, wat kapitaalinvestering verhoog.

7. Foute in Relaisbeskerming

• Oorsaak: Oormatige neutrale stroom of harmoniese stroom kan die transformer se relaisbeskermingsapparate aktiveer, wat onnodige uitvalle of foutbedrywing veroorsaak. In laevolte verdeelsisteme kan oormatige neutrale stroom ook residu-stroomtoestelle (RCDs) aktiveer.

• Impak: Foute in relaisbeskerming kan onnodige kragonderbrekinge veroorsaak, wat die normale kraggebruik beïnvloed. In industriële produksie of kritieke fasiliteite kan kragonderbrekinge ekonomiese verliese of veiligheidskwessies veroorsaak.

Oplossings

Om die impak van neutrale stroom op verteilingstransformers te verminder, kan die volgende maatreëls geneem word:

• Belastingsverdeling Optimeer: Behou so veel as moontlik gebalanceerde driefase belastings en vermy die konsentrasie van enkelefase belastings.

• Harmoniese Filters Installeer: Vir stelsels met 'n groot aantal nie-lineêre belastings, installeer harmoniese filters om die impak van harmoniese strome op die transformer te verminder.

• Versterk Neutrale Geleierontwerp: verseker dat die neutrale geleier 'n voldoende groot doorsneearea het om die maksimum moontlike neutrale stroom te hanteer, om oorbelasting te voorkom.

• Gebruik Driefase Onevenwichtigheidskompensasietoestelle: Installeer driefase onevenwichtigheidskompensasietoestelle om belastings te balanceer en die neutrale stroom te verminder.

• Regelmatoos Onderhoud en Monitering: Inspiseer regelmatig die bedryfsstoestand van die transformer, moniteer die neutrale stroom en temperatuur, en handel potensiële kwessies spoedig aan.

Opsomming

Die neutrale stroom het 'n veelsydige impak op verteilingstransformers, insluitend oorbelasting van die neutrale geleier, temperatuurstygging, spanningsonevenwichtigheid, harmoniese versoiling, neutrale puntverskuiving, verlaagde kapasiteitsbenutting, en foute in relaisbeskerming. Om die veilige en betroubare bedryf van transformers te verseker, moet effektiewe maatreëls geneem word om neutrale stroom te bestuur en te kontroleer, belastingsverdeling te optimeer, harmoniese versoiling te verminder, en stelselonderhoud en -monitering te verhoog.