В сельском хозяйстве электронную энергию распределяют по трехфазным сетям напряжением, обычно, 10 кВ с трансформаторными потребительскими пт. Эта система рассредотачивания без особенных конфигураций взята из коммунальной практики электроснабжения маленьких городов и пригородов с низкоэтажной застройкой. Но в сельских критериях плотность электронной нагрузки существенно ниже, чем в городках, и потому современная система рассредотачивания электроэнергии ведет в почти всех случаях к значительному перерасходу металла проводов.

Суровым ее недочетом являются томные сети напряжением 380 В. Вследствие сравнимо большой мощности трансформаторных пт (в среднем 63 — 100 кВА) каждый трансформатор обслуживает значимый район, что просит внедрения проводов огромных сечений в сетях напряжением 380 В. В итоге этого обычно расходуется металла проводов в 2 — 3 раза больше, чем в сетях 10 кВ.

Расход проводов в низковольтных сетях можно уменьшить, увеличив число трансформаторных пт и снизив их среднюю мощность и радиус обслуживания. Но трехфазный трансформаторный пункт представляет собой сравнимо драгоценное сооружение, цена которого не достаточно понижается при уменьшении мощности установленного трансформатора. Потому уменьшение средней мощности трансформаторного пт ниже 40 либо 63 кВА в трехфазных сетях приводит к чрезмерному повышению общей цены трансформаторных пт. Как следует, таковой путь сокращения расхода проводов в сетях низкого напряжения не всегда экономичен.

С другой стороны, при трехфазном рассредотачивании электроэнергии нередко приходится подводить к маленьким потребителям три провода сети напряжением 10 кВ. Сечения проводов при всем этом берут выше надобных, исходя из критерий утраты напряжения, потому что их выбирают мало допустимыми по механической прочности. В итоге в сети высочайшего напряжения расходуют лишний металл.

С целью устранения недочетов имеющейся системы рассредотачивания электроэнергии была разработана смешанная трехфазно-однофазная система рассредотачивания электроэнергии.

Суть смешанной системы рассредотачивания электроэнергии заключается в последующем.

1. Используют смешанные трехфазно-однофазные полосы напряжением 10 кВ, в каких главные магистрали трехфазные и к ним подключены все большие, в том числе силовые, потребители. Маленькие потребители, сначала освещение и бытовая нагрузка, питаются от однофазовых ответвлений линий напряжением 10 кВ.

2. Для питания однофазовых потребителей употребляют одно фазные трансформаторные пункты маленький мощности.

Примерная схема сети с трансформаторными пт, выполненной по смешанной трехфазно-однофазной системе, показана на рисунке 1.

Рис. 1. Пример схемы смешанной трехфазно-однофазной сети

Как видно из этой схемы, большие потребители с в большей степени силовой нагрузкой имеют трехфазное питание, а маленькие потребители, сначала жилые дома, питаются от однофазовых трансформаторных пт. Однофазовые трансформаторы включают на междуфазное напряжение.

Как демонстрируют сравнительные расчеты, применение смешанной системы позволяет уменьшить расход металла в проводах высочайшего и низкого напряжений на 25 — 35 % по сопоставлению с обыкновенной трехфазной системой. Начальная цена сети при имеющихся ценах и типах оборудования может быть снижена методом внедрения смешанной системы только в границах до 5 — 10 %.

В сети высочайшего напряжения, выполненной по смешанной системе, однофазовые трансформаторы включают в треугольник на линейное напряжение 6 либо 10 кВ, как это показано на рисунке 1.

Было подтверждено, что в неравномерно нагруженной трехфазной сети сумма линейных утрат напряжения при данных нагрузках остается постоянной независимо от рассредотачивания нагрузок меж фазами, другими словами dUab + dUbc + dUca = const.

В практике всегда есть существенное количество присоединенных к магистрали однофазовых нагрузок. Эти нагрузки можно распределить так, чтоб междуфазные утраты напряжения до конечных точек были приблизительно равны меж собой: dUab ≈ dUbc ≈ dUca

В данном случае пропускная способность неравномерно нагруженной полосы такая же, как и трехфазной умеренно нагруженной полосы с теми же параметрами. Во всех других случаях пропускная способность ниже.

Разумеется, что при проектировании сети по смешанной системе необходимо, распределяя подходящим образом нагрузки, добиваться выполнения условия равенства междуфазных утрат напряжения. При всем этом утраты напряжения в трехфазной магистрали определяют по формулам для симметричной нагрузки, и они имеют меньшее вероятное значение. Расчет в данном случае существенно упрощается.

Однофазовые ответвления от сети напряжением 10 кВ владеют в 2 — 6 раз наименьшей пропускной способностью, чем трехфазные такого же сечения. Но при малой мощности трансформаторных пт очень нередко сечение проводов ответвлений определяют минимумом, допустимым из механических суждений. В данном случае однофазовые, ответвления имеют заместо 3-х два провода такого же сечения и экономия металла проводов составляет 33 %.

Однофазовую сеть низкого напряжения по смешанной системе делают трехпроводной со средним проводом. Напряжение меж средним и последними проводами 220 В (рис. 2), а меж последними проводами 440 В. Средний провод заземляют так же, как нулевой провод в системе 380 В с заземленной нейтралью, и так же соединяют с ним железные части оборудования. Осветительную нагрузку включают меж средним и последними проводами, а силовую — меж последними проводами. Малые трансформаторы мощностью 2 кВА имеют два вывода низкого напряжения — 220 либо 127 В.

Однофазовые трансформаторные пункты делают по принципной схеме, изображенной на рисунке 2.

Рис. 2. Схема однофазового трансформаторного пт

Трансформаторы подвешивают на обыденную промежную опору сети напряжением 10 кВ. Присоединяют их к сети высочайшего напряжения через разъединитель, устанавливаемый на примыкающей опоре. От маленьких замыканий трансформаторы защищают предохранителями высочайшего напряжения.

На стороне низкого напряжения устанавливают рубильник и плавкие предохранители, помещаемые в маленьком ящике.

Полосы напряжением до 1 кВ при смешанной системе делают, как в обыденных сетях. При совпадении трасс целенаправлено подвешивать их на одних опорах с линиями высочайшего напряжения.

В подавляющем большинстве случаев при смешанной системе употребляют обычно трехфазные асинхронные движки, питаемые от трехфазных линий. Однофазовые электронные движки маленький мощности используют в местах, где есть только однофазовое питание, к примеру движок вентилятора переносного горна на полевом стане, движок насоса на жд разъезде и т. п. Обычно мощность таких движков составляет 1 — 2 кВт и изредка 3 — 4 кВт.

Идеальнее всего использовать в однофазовых сетях особые асинхронные электродвигатели с пусковыми конденсаторами. При отсутствии особых движков можно применить стандартные трехфазные электродвигатели напряжением 380/220 В с пусковыми устройствами в виде конденсаторов либо даже активных сопротивлений.

Пусковой момент мотора с активным пусковым сопротивлением при напряжении 440 В составляет около 0,4 номинального момента мотора в трехфазном режиме, что соответствует 0,65 — 1,0 номинального момента в однофазовом режиме.

Если для рабочей машины пусковой момент должен быть больше 0,5Мн, выбирают движок большей мощности либо же включают его по схеме с емкостью. При включении пусковой емкости момент мотора приблизительно равен номинальному моменту в трехфазном режиме.

При питании от трансформатора мощностью 10 кВА можно запускать движки с номинальной мощностью в трехфазном режиме до 4,5 кВт.

Однофазовые движки как специального выполнения, так и переоборудованные из трехфазных в 1,5 — 2 раза дороже трехфазных той же мощности. Но удорожание движков некординально по сопоставлению с экономией, которую получают при строительстве и эксплуатации сети, применяя смешанную систему рассредотачивания электроэнергии.

Соотношение меж однофазовой и трехфазной мощностями в высоковольтной сети находится в зависимости от нрава нагрузки и критерий ее размещения.

Для большинства сельских районов однофазовые высоковольтные полосы напряжением 10 кВ получают распространение в большей степени в 2-ух случаях:

1) на окраинах больших селений с преобладающей нагрузкой жилых домов,

2) в качестве ответвлений к отдельным маленьким населенным пт, где не предусматривается в последнее время развитие силового электропотребления.

Применение однофазового питания следует считать экономически целесообразным, когда достигается значимая экономия металла проводов без роста цены сети. Это условие, обычно, выполнимо в тех случаях, когда применение однофазовой схемы не тянет за собой значимого роста протяженности высоковольтной сети.

Будзко И. А.

Школа для электрика