Четири основни причини и решения за дисбаланс на напрежението в трансформатора

Трансформаторите играят незаменима роля в електроенергийните системи и почти всяко електрическо устройство зависи от техния стабилен енергиен доставчик. Понякога може да се установи, че напрежението на трансформатора е нестабилно, или дори несбалансирано. Това явление не само влияе на ефективността на работата на устройствата, но може и да доведе до сериозни безопасностни рискове. Какво точно причинява несбалансираността на напрежението в трансформаторите? И как да се справим ефективно с този проблем?

1. Несбалансираност на трите фази

Състоянието на напрежението в трансформатора е тясно свързано с разпределението на нагрузката. Често основната причина за несбалансираността на напрежението е именно несбалансираността на трите фази. Просто казано, несбалансирана трифазна нагрузка прилича на кола с много износени гуми от едната страна, докато другата страна е без проблем, което води до отклонение на колата. При несбалансирана нагрузка, токът в някои фази е прекалено голям, което води до увеличаване на напрежението в една фаза на трансформатора, докато напрежението в останалите фази относително намалява, което води до несбалансираност на напрежението.

Особено в индустриалното потребителство, пускането и спирането на оборудване и нередовните промени в операционния статус често водят до сериозна несбалансираност на нагрузката. За решаване на този проблем, от една страна, е необходимо разумно разпределение на нагрузката на оборудването, за да се постигне максимална балансираност, а от друга страна, капацитетът на трансформатора също трябва да бъде подходящо подготвен, за да се предотврати несбалансираността на нагрузката поради недостатъчен капацитет. Може да се инсталират устройства за автоматично разпределение на нагрузката, за да се коригира в реално време нагрузката на всяка фаза, за да се поддържа стабилността на напрежението.

2. Повреди на електропроводниците

Повреди на електропроводниците, особено междифазни късо-замкания или повреди на земята, също са общи причини за несбалансираността на напрежението. Ако един от проводниците има проблем, това ще окаже директно влияние върху работата на трансформатора. Счупен проводник или лош контакт в една фаза водят до аномален поток на тока, което води до намаляване на напрежението, или дори пълна нефункционалност на тази фаза. В същото време, напрежението в другите две фази може да се увеличи поради переразпределение на нагрузката, формирайки така несбалансираност на напрежението.

Решението за повреди на линиите обикновено е бързо местоположение и ремонт на проблема при възникването му. За да се избегне тази ситуация, електроенергийните компании трябва регулярно да проверяват и поддържат линиите, да използват висококачествени и издръжливи проводници, за да се гарантира дългосрочната стабилна работа на линиите. В някои специални случаи, прилагането на технологии за автоматично изолиране на повреди може да помогне за бързо откриване на повреди и отключване на проблемните линии, като по този начин се предотвратява допълнителното разпространение на несбалансираността на напрежението.

3. Вътрешни проблеми с трансформатора

Дори и при нормални линии и нагрузки, проблеми с самия трансформатор могат да причинят несбалансираност на напрежението. Тези проблеми могат да произтичат от дефекти в дизайна на трансформатора, неквалитетна производствена качествена, или стареене на оборудването след продължителна употреба. Повреди на витките, дефекти на желязната ядро, и слаби охладителни системи всичко това влияе на нормалната работа. Когато в една фаза на трансформатора се появи проблем, разпределението на напрежението ще бъде засегнато, и проблемът с несбалансираността на напрежението ще възникне. За да се избегне тази ситуация, трансформаторите трябва регулярно да се поддържат и проверяват, особено ефективното тестване и мониторинг на техните основни компоненти. Ако се установи някаква аномалия в част от трансформатора, трябва незабавно да се спре за проверка, за да се избегне продължителна работа в несбалансирано състояние, което може да доведе до по-сериозни повреди.

4. Външни помазвания в системата за доставка на електроенергия

Електроенергийните системи обикновено са големи мрежи, съставени от множество подстанции, линии и оборудване. В тази комплексна система, външни помазвания също могат да причинят несбалансираност на напрежението. Честите управлени дейности, неправилното управление на мощността на съседните подстанции, и дори внезапното увеличаване на потреблението на мощност от големи далечни потребители могат да повлияят на стабилността на цялата электроенергийна система. Флуктуации на напрежението, хармонично замърсяване, и дори електромагнитни помазвания от електроустановките могат да причинят флуктуации и несбалансираност на напрежението в трансформаторите. За решаване на този проблем, електроенергийните компании и съответните органи трябва да усилят координираното управление на работата на мрежата, да избегнат често масово управление на мощността, и да минимизират електромагнитните помазвания. Могат да се инсталират филтри, регулатори на напрежението, и друго оборудване, за да се намали влиянието на външните помазвания върху трансформаторите, като по този начин се гарантира стабилната работа на напрежението в трансформаторите.

• Разумно разпределение на нагрузката: Да се осигури балансирано разпределение на нагрузката, особено в индустриалното и коммерческото потребителство, и да се стреми към балансирано разпределение на трите фази. Реално наблюдение и автоматично коригиране на нагрузката могат ефективно да предотвратят несбалансираността на напрежението, причинена от несбалансирана нагрузка.

• Усилено инспектиране на линиите: Регулярно инспектиране на електропроводниците, за да се гарантира, че те са непокътнати. Ако се появи повреда, незабавно да се предприемат съответни мерки за ремонт. Линиите, които са износени или имат потенциален риск от повреди, трябва предварително да бъдат заменени или укрепени.

• Поддържане на здравето на оборудването: Регулярно инспектиране и поддръжка на трансформаторите, незабавна замяна на износени части, и гарантиране, че оборудването винаги е в добър работен ред. Реално наблюдение на работното състояние на трансформаторите чрез онлайн системи за мониторинг, за да се предостави ранно предупреждение за потенциални проблеми.

• Подобряване на равнището на управлението на мрежата: Усилено управление на мрежата, за да се избегнат прекомерни флуктуации на нагрузката или несбалансираности в управлението на мощността. Предварително предупреждение и реакция при внезапни големи увеличения или намаления на потребителската мощност.

Проблемът с несбалансираността на напрежението в трансформаторите не е нерешим. Откривайки проблемите от различни страни като разпределение на нагрузката, електропроводниците, здравето на оборудването, и външни помазвания, и последователно оптимизирайки и коригирайки, стабилността на напрежението в трансформаторите може напълно да бъде възстановена, гарантирайки нормалната работа на цялата электроенергийна система.