Як здійснюється перехід від трифазного розподілу без нейтрального до трифазного споживання з нейтральним?

Типова розподільна мережа постачає 6 або 10 кіловольт змінного струму на підстанцію біля споживачів. Зазвичай це робиться за допомогою трифазної лінії без нейтралі - всього три дроти проходять паралельно. Потім є трансформатор, який знижує напругу приблизно на кшталт 110 або 230 вольт змінного струму.

Як правило, споживачі мають однофазне навантаження, і ось тут виникає нейтральний - тепер у нас є трифазні дроти та нейтральний провід як вихідний трансформатор, і ті однофазні навантаження від різних споживачів підключаються до фаз круглообробним способом, так що Струм у нейтралі сподівається мінімізувати, а фази проводять рівні струми. Однак, якщо навантаження не буде повністю збалансоване, різні фази будуть проводити різні струми на вторинній стороні трансформатора, і різниця полягає в струмі, що проходить через нейтраль.

Як це вирішується на первинному боці та лінії високої напруги, де є лише три фазні дроти та немає нейтрального проводу?

Типова дистрибуційна мережа в Австралії виглядатиме приблизно так, як показано нижче.

Розділ "MV" - це "трипроводна" система, пов'язана з дельтою, тому ви вірно стверджуєте, що нейтрального проводу немає. Тим НЕ менше, це шлях , по нейтральному або «нульової послідовності» струму течуть до землі, через заземлення «зигзаг» трансформатор , який встановлений для цієї мети. (Причини встановлення заземлюючого трансформатора заслуговують окремого питання та відповіді.)

Є декілька явищ, які можуть спричинити нейтральний струм на лінії електропередач НН, але неврівноважені навантаження НН, які спричиняють течію струму в зоні точки НН / нейтралі, не викликають струм СРН .

Чому так?

На малюнку вище зображено дельта високовольтної системи НЗ із заземленою зіркою. Існує однофазна навантаження, яка виводить 1 одиницю (1 пу) струму з НВ обмотки 1, при цьому струм повертається через НН нейтральний.

Що відбувається на HV?

Кожна з НВ і НН обмоток трансформатора магнітно пов'язана із залізними сердечниками, так що повинен застосовуватися закон "балансу підсилювачів". Тобто збереження енергії застосовується між парами обмоток HV та LV, HV1-LV1, HV2-LV2 та HV3-LV3.

Це означає, що струм 1 pu на обмотці LV 1 повинен бути врівноважений струмом 1 pu на обмотці HV1. А оскільки жоден струм не протікає в LV2 або LV3, то і HV2 або HV 3 не може протікати струм.

Згідно з чинним законом Кірхофа, струм 1 pu в обмотці HV1 повинен бути отриманий з лінії LV HV і лінії LV L2. Це є:

Для системи дельта-НВ, заземленої зірки-НН однофазні навантаження НН видаються як навантаження фази на фазу системи НВ.

Це відповідає на ваше первісне запитання: як би не було врівноважене навантаження на сторону НН, жоден нейтральний струм не буде надходити на сторону НВ, тому нейтральний провід не потрібен.

Це призводить до питання: "Якщо не потрібний нейтральний провід в системі, підключеній до дельти, чому ми не турбуємось, щоб на нього встановити заземлюючий трансформатор?"

Я можу подумати з кількох причин - хоча я в цьому не впевнений, тому не цитуйте мене тут ...

1. Без зв'язку з землею, дельта-мережа плавала б відносно землі і могла мати будь-який довільний потенціал щодо землі. Тобто система МВ може піднятися до 132 000В над напругою на землю. Заземлюючий трансформатор потрібен для того, щоб прив'язати систему МВ до заземлення і не захищати його від небезпечних напруг.
2. «Нейтральні» струму нульової послідовності у потоку в мережі MV, тобто від ємнісний лінії струму зарядки. (Редагувати 2015-09-22: струм зарядки в нормальних умовах збалансований.) Заземлюючий трансформатор надає цим струмам нульової послідовності місце.
3. Заземлюючий трансформатор буде найпривабливішим зворотним шляхом для будь-якого струму несправності короткого замикання, що виникає внаслідок несправності лінії-земля. Тож це привабливе місце для встановлення реле виявлення несправностей заземлення.

$\Delta$

Струм не буде текти на двох інших фазах і, таким чином, навантаження не змінить напруги на двох інших лініях вторинного.

Для довідки я отримав цю картину від проф. Франко Мастрі слайди .

Первинна / висока напруга сторони системи здатна управляти фазовими струмами незбалансованості, але для оптимального використання ресурсів вони повинні бути збалансованими. наприклад, якщо кожна фаза має максимально дозволене навантаження, скажімо, 1000A, то якщо фактичні струми становлять 1000, 900, 1100, вам доведеться зменшити загальне навантаження, щоб підтримувати максимум струму на рівні <= 1000A, щоб зменшити масштаб на коефіцієнт 1000/1100 = 0,9091 в кожній фазі, даючи 909, 818, 1000 ампер або 2727А, а не 3000 умовних максимумів, тому обробка потужності становить приблизно 91% від того, що має бути.

Якщо ви подаєте три фази без нейтралі до первинної частини трансформатора, підключеної до дельти, і з'єднайте три обмотки вихідної фази в режимі зірки, ви отримаєте нейтраль (центральна точка дельти) плюс 3 х фази. Вторинні навантаження потрібно збалансувати, якщо потрібні врівноважені струми первинної фази. Таким чином: