如何实现从无零线的三相配电到有零线的三相配电的过渡?


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典型的配电网向用户附近的变电站提供6或10千伏交流电。通常,这是通过不带零线的三相线完成的-只有三根导线并联。然后是一个将电压降低到110或230伏交流电的变压器。

负载通常具有单相负载,因此出现零线-我们现在有三相线和零线作为变压器输出,并且来自不同负载的那些单相负载以循环方式连接到各相,以便中性线上的电流有望最小化,并且相传导相等的电流。然而,除非负载达到完美平衡,否则不同相将在变压器的次级侧传导不同的电流,而不同之处在于流经中性点的电流。

在只有三相线而没有零线的一次侧和高压线上,该如何解决?


简短的答案:由于具有安匝数平衡,三角型变压器的星形LV上的单相负载表现为HV上的相相负载。因此,由于单相低压负载,中性电流不会在高压中流动。注意:高压系统(三角形连接,无零线)通过“之字形接地变压器”接地,这是在通常没有接地导体的三角形连接系统上实现接地的一种方法。在世界其他地区,它们被称为“中性点接地补偿器”。如果时间允许,我会写一个答案。
叶立昂

Answers:


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澳大利亚的典型分销网络如下所示。

在此处输入图片说明

“ MV”部分是三角形连接的“三线”系统,因此您断言没有零线是正确的。然而,存在为中性或“锯齿形”变压器被安装用于此目的的路径“零序”电流流动到地面,经由接地。(安装接地变压器的原因值得单独回答。)

有一些现象可能会在MV传输线上产生中性点电流,但是不平衡的LV负载会导致电流在LV星点/中性点中流动,而不会导致MV中性点电流

这是为什么?

在此处输入图片说明

上图显示了三角洲HV接地星型LV系统。有一个单相负载,该负载从LV绕组1汲取1单位(1 pu)的电流,电流通过LV中性点返回。

HV会发生什么?

变压器的每个HV和LV绕组都通过铁芯磁耦合,因此必须遵循“安匝数平衡”法则。即,能量节省在成对的HV和LV绕组HV1-LV1,HV2-LV2和HV3-LV3之间施加。

这意味着必须通过绕组HV1上的1 pu电流来平衡绕组LV 1上的1 pu电流。而且,由于没有电流流入LV2或LV3,因此也没有电流流入HV2或HV 3。

根据基尔霍夫电流定律,绕组HV1中的1 pu电流必须来自HV线L1和HV线L2。那是:

对于增量HV,接地星形LV系统,单相LV负载在HV系统上显示为相间负载。

这回答了您的原始问题:无论LV侧的负载有多不平衡,HV侧都不会流过中性点电流,因此不需要中性线。


这就引出了一个问题:“如果在三角形连接的系统上不需要中性线,为什么还要麻烦在其上放置接地变压器?”

我能想到的几个原因-尽管我不确定,所以在这里不要引用我...

  1. 如果没有接地,则三角网络将相对于地面浮动,并且相对于地面可能处于任意电位。也就是说,中压系统可能会比地面电压上升到132,000V。需要使用接地变压器将MV系统接地,并防止其浮动到危险电压。
  2. “中性”零序电流确实在MV网络上流动,即来自电容性线路充电电流。(编辑2015-09-22:在正常情况下,充电电流处于平衡状态。)接地变压器为这些零序电流提供了一个方便的去处。
  3. 对于由线路接地故障引起的任何短路故障电流,接地变压器将是最有吸引力的返回路径。因此,这是放置接地故障检测继电器的诱人之处。

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Δ

电流不会在其他两相上流动,因此负载将不会更改次级的其他两条线上的电压。

三角星

作为参考,我从教授那里得到了这张照片。佛朗哥·马斯特里(Franco Mastri)滑梯


纠正大多数配电变压器是三角型(三角型HV,低压星形)。不正确的是,低压上的单相负载转换为高压上的平衡负载。
叶立昂

我没有说它平衡了负载,但是电流不会在其他初级或次级线圈上流动,因此可以使次级线圈的单相电压保持不变,而不会因其他相负载而波动。
Alex Pacini 2013年

我糊涂了。您能画一张图片来显示您正在谈论的电压和电流吗?
叶立昂

我将图片添加到父答案中。
Alex Pacini 2013年

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是的,那是正确的。在星形连接的低压绕组上的单相负载表现为高压三角绕组上的相电流。这是因为安匝数必须在同一磁芯上的绕组之间达到平衡。
叶立昂

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系统的初级/高压侧能够处理不平衡相电流,但是为了最佳利用资源,应该平衡它们。例如,如果每个相的最大允许负载为1,000A,则如果实际电流为1000、900、1100,则必须降低总负载以将最大电流保持在<= 1000A,因此按1000/1100的比例缩小=每相提供0.9091,818,1000安培或总计2727A而不是3000名义上的最大值,因此= 0.9091,因此功率处理约为应有的91%。

如果将不带零线的三相馈入三角形连接的变压器初级侧,并以星形模式连接三个输出相绕组,则将得到一个零线(三角形的中心点)加上3个相。如果需要平衡的初级相电流,则需要平衡次级负载。因此:

在此处输入图片说明


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在次级侧,不同相负载之间的“差异”通过中性点回流。它在主要方面在哪里?
Sharptooth 2013年

忽略我以前的评论;我误解了你的帖子。对于我作为保护工程师而言,“不平衡”具有“接地故障”的含义。
叶李昂2013年
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