Причините за асиметричните режими в електрическите мрежи

Симетрична трифазна система от напрежения се характеризира със сходни модулни и фазови напрежения във всичките 3 фази. При асиметрични режими напреженията в различните фази не са равни.

Небалансираните режими в електронните мрежи се появяват поради следните причини:

1) неравномерни натоварвания в различни фази,

2) непълна фазова работа на линии или други части в мрежата,

3) различни характеристики на линиите в различните фази.

По-често асиметрията на напреженията се дължи на неравномерното натоварване на фазите. В градските и селските мрежи с напрежение 0.38 kV се причинява небалансиране на напрежението при основното свързване на еднофазно осветление и домакинските електрически приемници с ниска мощност. Броят на тези еднофазни ОзВ е голям и те трябва да бъдат умерено разпределени по фази, за да се намали асиметрията.

В мрежи най-високо напрежение, причинено дисбаланс обикновено масивна наличие на потребителите еднофазни мощност, а в някои случаи и за потребителите трифазни захранващи с неравномерно потребление на етапи. Последните включват пещи за дъгова стомана. Основните източници на асиметрия в индустриални мрежи 0,38-10 кВ - еднофазен топлинни системи, руда-топилни пещи, пещи индукция, устойчивост пещи, както и различни отоплителни тела. В допълнение, асиметричните приемници са заваръчни машини с различна мощност. Тракторни подстанции, електрифицирани на железопътен транспорт с променлив ток, са масивен източник на асиметрия, тъй като електрическите локомотиви са еднофазни електрически приемници. Силата на отделните еднофазни електрически приемници понастоящем достига няколко мегавата.

Има два типа асиметрия: периодични и вероятностни, или случайни. Периодично асиметрия оказа неравномерно непроменен претоварване Coy една от фазите съответства на вероятността променлива дисбаланс натоварване в която различно време РЕ regruzhayutsya различни фази независимо от случайни причини (интермитентно асиметрия).

Непълното функциониране на части от мрежата е причинено от краткотрайно изключване на една или две фази при къси съединения или по-продължително изключване по време на поетапни ремонти. Единична линия може да бъде оборудвана с устройства за фазово управление, които изключват раздробената фаза на лентата в случаите, когато действието за повторно блокиране е неуспешно поради продължителна късо съединение.

При преобладаващото мнозинство стабилните късо съединение са еднофазни. В същото време деактивирането на изкривената фаза води до съхранение на другите 2 фази на лентата в действие.

В мрежа със заземен неутрален захранващ блок в непълната фаза може да е приемлив и ви позволява да изоставите конструкцията на втората верига на лентата. Могат да се появят и непълни режими, когато трансформаторите са изключени.

В някои случаи за група, състояща се от еднофазни трансформатори, в случай на аварийно изключване на една фаза може да е възможно да се захранва електроенергия в две фази. В този случай няма нужда да се инсталира резервна фаза, особено ако в подстанцията има 2 групи еднофазни трансформатори.

Неравенството на характеристиките на линиите по време на фазите настъпва, например, при липса на транспониране по линиите или удължаване на циклите му. Транспоничните носители са ненадеждни и са източници на инциденти. Намаляването на броя на преносимите опори към лентата намалява неговата щета и увеличава надеждността. В този случай уеднаквяването на характеристиките на фазите на лентата се влошава, за което обикновено се прилага транспонирането.

Ефектът на небалансиране на напрежения и токове.

Възникване на обратната напрежения и токове и нула U2 последователност, U0, I2, I0 води до допълнителни загуби на енергия и енергийни загуби като напрежението в мрежата, което го прави още в начините и технико-икономически характеристики на неговото действие. Токовете на обратната и нулевата последователност 12, 10 увеличават загубите в надлъжните клонове на мрежата, а напреженията и токовете на тези последователности са в напречните клонове.

Суперпозицията на U2 и U0 води до различни допълнителни отклонения на напрежението в различните фази. В резултат на това напрежението може да надхвърли допустимите граници. Припокриването на I2 и I0 води до увеличаване на общия ток в отделните фази на частите на мрежата. В същото време условията за отоплението им се влошават, а производителността се намалява.

Несиметрията влияе отрицателно върху работните и технико-икономически характеристики на въртящите се електронни машини. Токът на директната последователност в статора прави магнитно поле въртящо се със синхронна честота в посоката на въртене на ротора. Токовете на обратната последователност в статора правят магнитно поле, въртящо се спрямо ротора, с двойна синхронна честота в посока, противоположна на въртенето. Поради тези двойно-честотни токове, в електронната машина, главно в ротора, се появява спирачен електрически момент и допълнително нагряване, което води до намаляване на експлоатационния живот на изолацията.

При асинхронните двигатели има допълнителни загуби в статора. В много различни случаи при проектирането е необходимо да се увеличи номиналната мощност на електродвигателите, освен ако не се вземат специални мерки за балансиране на напрежението.

В синхронни машини, освен допълнителната загуба и нагряване на статора и ротора, могат да започнат опасни вибрации. Поради асиметрията се скъсява експлоатационният живот на трансформаторната изолация, синхронните двигатели и кондензаторните батерии намаляват развитието на реактивната мощност.

Общият размер на щетите, причинени от асиметрията в индустриални мрежи, включително цената на допълнителната загуба на електрическа енергия, увеличаване на удръжки за обновяване от сериозни разходи, технологично щети, вреди, причинени от намаляване на светлинния поток на устройства, инсталирани на етапи с намалена напрежение, и ще скъси живота на лампите, монтирани в етапа с прекомерно напрежение, вреди, дължащи се на намаляването на реактивната мощност, генерирана от ВС и синхронните двигатели.

Асиметрията на напреженията се характеризира с коефициента на обратната последователност на напреженията и коефициента на нулева последователност от напрежения, обичайните и най-големите допустими стойности на които са 2 и 4%.

Симетрията на напреженията в мрежата се намалява до компенсиране на тока и напрежението на обратната последователност.

С измерена схема на натоварване намаляването на периодичната асиметрия на напреженията в мрежата може да бъде постигнато чрез изравняване на фазовите товари чрез превключване на част от натоварванията от фазата на претоварване към незаредената фаза.

Рационално преразпределение на товари не винаги е възможно да се намали коефициента на асиметрия на напрежения до допустимите стойности (например, когато потребителите на енергия, еднофазни масивна част не винаги работи за условията на технологии, също така и с превантивни и основни ремонти). В тези случаи е необходимо да се използват специални балансиращи устройства.

Ясно е, че огромен брой вериги на бални, някои от които са контролирани, в зависимост от естеството на графика на натоварването.

За балансиране на еднофазни натоварвания се използва верига, състояща се от индуктивност и капацитет. Натоварването и паралелният капацитет се нарязват на линейно напрежение. Двата други напрежения на линията са индуктивност и още един капацитет.

За да се балансират дву- и трифазните небалансирани товари, се използва верига с неравни кондензаторни кондензатори, включени в триъгълника. От време на време използвайте балансиращи устройства със специални трансформатори и автотрансформатори.

Тъй като балансиращите устройства съдържат кондензаторни банки, целесъобразно е да се използват такива вериги, при които режимът е незабавно балансиран и Q е генериран, за да се компенсира. Устройства за едновременно симетризиране на режима и компенсация Q се разработват.

Намаляването на асиметрията в четирижилни градски мрежи от 0.38 kV може да се постигне чрез намаляване на тока на нулева последователност I0 и намаляване на съпротивлението Z0 на нулевата последователност в мрежовите елементи.

Намаляването на нулевата последователност ток I0 се постига за първи път чрез преразпределение на натоварванията. Балансирането на натоварването се постига чрез въвеждане на мрежи, в които всички или част от трансформаторите работят паралелно на ниско напрежение. Z0 резистентността на нулева последователност може просто да се извърши за въздушни линии от 0,38 kV, които обикновено се изграждат в райони с ниска плътност на натоварване. Нуждата от намаляване на Z0 за кабелните линии, т.е. увеличаването на напречното сечение на нулевия проводник, трябва да бъде специално обусловено от подходящи технически и икономически изчисления.

Значителен ефект върху асиметрията на напрежението в мрежата е осигурен от схемата на свързване на намотките на разпределителния трансформатор 6-10 / 0.4 kV. Повечето разпределителни трансформатори, инсталирани в мрежи, имат верига звезда-звезда с нула (V / V0). Такива разпределителни трансформатори са по-евтини, но тяхната устойчивост на нулева последователност Z0 е голяма.

За да се намали асиметрията на напреженията, причинени от разпределителните трансформатори, е целесъобразно да се използва връзката с триъгълна звезда с нула (D / V0) или зигзаг звезда (V / Z). По-благоприятно за намаляване на асиметрията е използването на схема V / Z. Разпределителните трансформатори с тази връзка са по-скъпи и ги прави много трудоемки. Следователно те трябва да се използват за голяма асиметрия поради асиметрията на натоварванията и устойчивостта на нулева последователност на линиите Z0.