Transformateurs d'équilibrage
La tension entre chaque phase du réseau alternatif triphasé et le fil neutre est idéalement de 220 volts. Cependant, lorsque différentes charges, de nature et de taille différentes, sont connectées à chacune des phases du réseau électrique, il se produit parfois un déséquilibre assez important des tensions de phase.
Si les résistances de charge étaient égales, les courants qui les traversent seraient également égaux entre eux. Leur somme géométrique serait nulle. Mais en raison de l'inégalité de ces courants dans le fil neutre, un courant d'égalisation apparaît (le point zéro est décalé) et une tension de déviation apparaît.
Les tensions de phase changent les unes par rapport aux autres et un déséquilibre de phase est constaté... La conséquence d'un tel déséquilibre de phase est une augmentation de la consommation électrique du réseau et un mauvais fonctionnement des récepteurs électriques, ce qui entraîne des pannes, des dommages et une usure prématurée des l'isolation. Dans une telle situation, la sécurité des utilisateurs est compromise.
Pour les sources d'alimentation triphasées autonomes, la charge inégale des phases est lourde de toutes sortes de dommages mécaniques. En conséquence, il y a un dysfonctionnement des récepteurs électriques, une détérioration des sources d'alimentation, une consommation accrue d'huile, de carburant et de liquide de refroidissement pour le générateur. Au final, les coûts de l'électricité en général et des consommables pour le générateur augmentent.
Pour éliminer le déséquilibre de phase, égaliser les tensions de phase, vous devez d'abord calculer les courants de charge pour chacune des trois phases. Cependant, il n'est pas toujours possible de le faire à l'avance. À l'échelle industrielle, les pertes dues au déséquilibre de tension de phase peuvent être tout simplement colossales, et l'effet économique dans une certaine mesure dévastateur.
Pour éliminer les tendances négatives, vous devez appliquer l'équilibrage de phase... À cette fin, des transformateurs dits balun sont utilisés.
Dans un transformateur triphasé, les enroulements de phase de la tension supérieure et inférieure sont connectés en étoile, un dispositif d'équilibrage supplémentaire est intégré sous la forme d'un enroulement supplémentaire qui entoure les enroulements haute tension. Cet enroulement supplémentaire est conçu pour supporter le courant continu de la charge nominale du transformateur, c'est-à-dire. pour le courant nominal d'une phase. L'enroulement est inclus dans la rupture de fil neutre du transformateur à partir du calcul suivant.
Dans le cas d'un courant d'égalisation dans le conducteur neutre, dû à une charge déséquilibrée, les flux homopolaires dans le circuit magnétique (enroulements des transformateurs en fonctionnement) seront entièrement compensés par les flux homopolaires de direction opposée de l'enroulement d'équilibrage. Après tout, le déséquilibre de tension de phase est complètement évité.
Le schéma de câblage des enroulements d'un transformateur d'équilibrage de phase triphasé est illustré à la figure 1.
Riz. 1. Le dispositif du transformateur d'équilibrage
1) Circuit magnétique à trois étages d'un transformateur triphasé.
2) Bobines haute tension.
3) Bobinages basse tension.
4) Enroulement à partir de spires compensatrices.
5) Cales d'espacement.
6) L'extrémité de l'enroulement de compensation connectée à la partie neutre des enroulements basse tension.
7) L'extrémité de la bobine de compensation qui est sortie.
Les caractéristiques énergétiques de tels transformateurs, pertes au ralenti, court-circuit et autres, depuis l'ajout d'un dispositif d'équilibrage, ne changent presque pas, mais les pertes d'électricité dans le réseau sont considérablement réduites. Avec une charge de phase non uniforme, le système de tension de phase est symétrique de la même manière que lors de la connexion des enroulements selon le schéma en étoile-zigzag.
Transformateur d'équilibrage TST
Les calculs et les expériences des chercheurs ont montré qu'avec l'adaptation correcte des spires des enroulements de compensation et de travail, la tension sur l'enroulement de compensation du transformateur avec le dispositif d'équilibrage, égale au courant nominal dans le conducteur neutre, atteint la valeur de l'équilibrage de la tension de phase nominale sur la partie neutre des enroulements avec une faible tension de FEM homopolaire provenant des enroulements de fonctionnement à zéro.
Cette conception réduit considérablement la résistance homopolaire d'un transformateur de puissance triphasé. Cela donne une augmentation significative des courants de court-circuit monophasés et est l'un des principaux avantages des transformateurs balun, car il permet un réglage fiable et facile. protection relais et son fonctionnement fiable en court-circuit.
De plus, l'effet destructeur d'un courant de court-circuit monophasé important sur les enroulements d'un tel transformateur d'équilibrage est bien inférieur au courant de court-circuit en l'absence d'enroulement d'équilibrage, car le puissant flux asymétrique homopolaire destructeur est maintenant entièrement indemnisé.