Методы борьбы с перегрузкой нейтрали в трехфазных электрических сетях
В трехфазных электрических сетях на промышленных предприятиях часто возникает проблема, связанная с перегрузкой нейтрали.
Наиболее простым и самым надежным способом решения данной проблемы является использование понижающего распределительного трансформатора. Вход такого трансформатора подключается к линейному напряжению, равному 380 вольт, а на выходе трансформатора будет напряжение в 220 вольт. В этом случае по нейтрали ток не идет, поскольку нет контакта данного провода с входной обмоткой трансформатора. Поэтому если использовать нейтральные провода как заземление, то помехи между «землями» возникать не будут. Кроме этого частично решается проблема равномерности распределения нагрузки относительно фаз, поскольку оборудование, подключаемое к трансформатору, нагружает в равной степени сразу две фазы. Наилучшим же вариантом будет, если используемый трансформатор будет выполнять функции источника бесперебойного питания (ИБП) или стабилизатора напряжения.
Самый радикальный способ решения вопроса перегрузки нейтрали – использование источника бесперебойного питания (ИБП), оборудованного трехфазным входом и работающего онлайн по принципу двойного преобразования энергии. Поскольку, практически все вышеуказанные источника бесперебойного питания (ИБП) оборудованы на входе как минимум шестью импульсными выпрямителями, то выпрямляется не фазное напряжение, а линейное, а нейтральный провод остается не нагруженным. При помощи трехфазного источника бесперебойного питания (ИБП) можно не только разгрузить нейтраль, но и уменьшить искажения кривой текущего тока, ликвидируя все гармоники кратные трем. При этом исчезает не только самая мощная 3-я гармоника, но и 9-я, и 15-я. Помимо всего прочего, использование трехфазного ИБП автоматически снимает вопрос равномерности распределения нагрузки по имеющимся фазам. У некоторых трехфазных источника бесперебойного питания (ИБП) средней мощности имеется однофазный выход, но даже в этом случае происходит разгрузка нейтрального провода. В мощных трехфазных источниках бесперебойного питания (ИБП), как правило, устанавливаются на входе двенадцати импульсный выпрямитель, в еще большей степени снижающий уровень гармоник, которые отдаются в элетросеть. При этом ликвидируется пятая гармоника и понижается необходимая мощность дизельного генератора, от которого подпитывается источник бесперебойного питания (ИБП), при условии, конечно, его наличия в системе бесперебойного питания.
Основные преимущества использования трехфазного источника бесперебойного питания (ИБП) работающего по принципу двойного преобразования энергии:
- Разгрузка нейтрального провода и равномерность распределения имеющейся мощности по фазам;
- Высокая степень защиты установленного оборудования с наличием возможности повышения уровня надежности за счет горячего резервирования;
- Стабилизация поступающего напряжения (хороший источник бесперебойного питания (ИБП) может стабилизировать напряжение с удельной погрешностью не более 1%);
- Фильтрация шумов и искажений гармоник (ИБП с возможностью двойного преобразования являются практически идеальными средствами сетевой фильтрации);
- Отфильтровывание коротких высоковольтных импульсов, возникающих в результате коротких замыканий или ударов грозового разряда в непосредственной близости от передающей линии электропередачи, а также некоторых длинных импульсов, обусловленных подачей питания к мощным потребителям или отключения их от сети, питающихся отданной подстанции;
- Снижение требуемой мощности дизельного генератора для продолжения работы в системе.