Kā ietekmē nulles strāva pārveidotāju?

Nulstrāumes ietekme uz pārveidotājiem

Nulstrāuma (Neutral Current) ir vairākas nozīmīgas ietekmes uz pārveidotājiem, ko var apkopot šādi:

1. Nulvadītāja pārmērīga slodze

• Cēlonis: Tresfazējā četravadu sistēmā, ja tresfazējās slodzes ir nesakārtotas vai ir daudz vienfazēju slodžu (piemēram, mājsaimniecību elektroapgāde), nulvadītājam var nonākt liela strāva. Papildus harmoniskām strāvām (jo īpaši trešajiem harmoniskajiem un to daudzkārtņiem) arī plūst caur nulvadītāju, palielinot nulstrāumu.

• Ietekme: Nulvadītāja pārmērīga slodze var izraisīt pārsildīšanos, kas var iznīcināt nulvadītāju vai tā savienojumu. Tas ne tikai ietekmē enerģijas kvalitāti, bet arī rada drošības riskus, piemēram, ugunsgrēkus.

2. Pārveidotāja temperatūras pieaugums

• Cēlonis: Kad tresfazējās slodzes ir nesakārtotas, nulstrāuma pieaug, dēļ ko pārveidotāja nulpunkta strāva kļūst lielāka. Turklāt harmoniskās strāvas palielinās medību un dzelzs zudumus pārveidotājā, radot lielāku temperatūras pieaugumu.

• Ietekme: Pārmērīgs temperatūras pieaugums var saīsināt pārveidotāja izmantošanas laiku, samazināt efektivitāti un aktivizēt pārsildīšanās aizsardzības ierīces, izraisojot atslēgšanos vai enerģijas pārtraukumu. Ilgstoša pārsildīšanās var arī kaitēt pārveidotāja izolācijas materiāliem, palielinot iznākšanas risku.

3. Sprieguma nesakārtotība

• Cēlonis: Nesakārtotas tresfazējās slodzes izraisa nulpunkta nobīdi, dēļ kuras sprieguma nesakārtotība trīs fāzēs. Vienīgi, kad ir daudz vienfazēju slodžu, vienas fāzes spriegums var pieaugt, savukārt citu fāžu spriegumi samazināsies.

• Ietekme: Sprieguma nesakārtotība var ietekmēt ierīču normālo darbību, kas savienotas ar pārveidotāju, īpaši motorus un elektronisko aprīkojumu, kas jūtīgi reaģē uz sprieguma maiņām. Sprieguma nesakārtotība var izraisīt efektivitātes samazināšanos, pārsildīšanos, ilguma samazināšanos un pat šo ierīču bojājumu.

4. Harmoniskā piesārņojuma

• Cēlonis: Modernajos enerģijas sistēmās nelīnijas slodzes (piemēram, mainīgās frekvences stāvokļi, rektilieratoru un datori) veido harmoniskās strāvas, jo īpaši trešos harmoniskos un to daudzkārtņus, kas plūst caur nulvadītāju. Šīs harmoniskās strāvas radīs papildu zudumus pārveidotājā un var izraisīt harmonisku rezonanci, vēl vairāk pasliktinot harmonisko piesārņojumu.

• Ietekme: Harmoniskais piesārņojums var pasliktināt pārveidotāju un citu elektrotehnisko aprīkojumu veiktspēju, palielināt enerģijas patēriņu un saīsināt ierīču izmantošanas laiku. Turklāt harmonikas var traucēt sakaru sistēmām un automātizētajiem kontroles ierīcēm, ietekmējot sistēmas stabilitāti un uzticamību.

5. Nulpunkta nobīde

• Cēlonis: Ja tresfazējās slodzes ir smagi nesakārtotas, nulpunkta potenciāls nobīdās, dēļ kura nulstrāuma pieaug. Šis ir īpaši biežs zema sprieguma apgādes sistēmās ar daudz vienfazēju slodžu.

• Ietekme: Nulpunkta nobīde var izraisīt, ka dažās fāzēs spriegums pieaug, bet citās samazinās, ietekmējot enerģijas kvalitāti. Ierīcēm, kas prasa stabilu spriegumu, sprieguma svārstības var izraisīt neveiksmīgu darbību vai bojājumu.

6. Samazināta pārveidotāja jaudas izmantošana

• Cēlonis: Ja tresfazējās slodzes ir nesakārtotas, viena pārveidotāja fāze var pārmērīgi slodzēt, savukārt citas fāzes ir vieglāk slodzētas. Šī nesakārtotība samazina pārveidotāja kopējo jaudas izmantošanu, pat ja faktiskā slodze nav sasniedzusi nominalo vērtību, bet vienas fāzes strāva ir pārsniegusi atļauto diapazonu.

• Ietekme: Samazināta jaudas izmantošana nozīmē enerģijas resursu izmantošanu un palielinātos operāciju izmaksas enerģijas uzņēmumiem. Lai apstrādātu nesakārtotas slodzes, var būt nepieciešams aizvietot pārveidotāju ar lielāku jaudas vienību, palielinot kapitālinvestījumus.

7. Relēa aizsardzības nepareiza darbība

• Cēlonis: Pārmērīga nulstrāuma vai harmoniskās strāvas var aktivizēt pārveidotāja relēa aizsardzības ierīces, izraisojot nepieciešamus atslēgumus vai nepareizas darbības. Zemā sprieguma apgādes sistēmās pārmērīga nulstrāuma var arī aktivizēt atlikušās strāvas ierīces (RCD).

• Ietekme: Relēa aizsardzības nepareizas darbības var izraisīt nepieciešamus enerģijas pārtraukumus, ietekmējot normālo enerģijas patēriņu. Rūpnieciskā ražošanā vai kritiskajos objektos enerģijas pārtraukumi var izraisīt ekonomiskus zaudējumus vai drošības problēmas.

Risinājumi

Lai mazinātu nulstrāumes ietekmi uz pārveidotājiem, var veikt šādas pasākumi:

• Optimizēt slodzes sadalījumu: Cik iespējams, saglabājiet sakārtotas tresfazējās slodzes un izvairieties no vienfazēju slodžu koncentrēšanās.

• Instalēt harmoniskās filtres: Sistēmām ar daudz nelīnijas slodzēm instalējiet harmoniskās filtres, lai samazinātu harmoniskās strāvas ietekmi uz pārveidotāju.

• Pārskatīt nulvadītāja dizainu: Pārliecinieties, ka nulvadītājam ir pietiekami liels šķērsgriezums, lai apstrādātu maksimālo iespējamo nulstrāumu, novēršot pārmērīgu slodzi.

• Izmantot tresfazējās nesakārtotības kompensācijas ierīces: Instalējiet tresfazējās nesakārtotības kompensācijas ierīces, lai sakārtotu slodzes un samazinātu nulstrāumu.

• Regulārs uzturēšana un monitorings: Regulāri pārbaudiet pārveidotāja darbības stāvokli, monitorejiet nulstrāumu un temperatūru, un rīkojieties pret potenciālajām problēmām laikus.

Kopsavilkums

Nulstrāuma ir daudzas facetas ietekmes uz pārveidotājiem, tostarp nulvadītāja pārmērīga slodze, temperatūras pieaugums, sprieguma nesakārtotība, harmoniskais piesārņojums, nulpunkta nobīde, samazināta jaudas izmantošana un relēa aizsardzības nepareiza darbība. Lai nodrošinātu pārveidotāju drošu un uzticamu darbību, jāveic efektīvi pasākumi, lai pārvaldītu un kontrolētu nulstrāumu, optimizētu slodzes sadalījumu, samazinātu harmonisko piesārņojumu un uzlabotu sistēmas uzturēšanu un monitoringu.