不对称负荷
三相交流电力系统中出现的有初相位差或幅值差
不对称负荷(unsymmetrical load)是指三相交流电力系统中出现的有初相位差或幅值差,或二者兼而有之的三相电力负荷。
分类
根据电工理论,m(m>2)相系统可以分为对称的和不对称的两大类。所谓对称的m相系统,是各相电量(电动势、电压或电流)大小相等而且顺序相邻间的相移等于2 π/ m。对于三相系统,当全部正弦电动势、电压和电流的幅值相同,而且各相之间的相位差均为120°时,称为对称三相系统,否则为不对称三相系统。
不对称三相系统
不对称三相系统主要由以下情况形成:
①配电系统低压单相电气设备不均匀分布在三相上,而且投入和断开时间有很大的随机性。
②大功率的单相高压电气设备的应用,如交流电力机车等。
③系统中各元件的参数不等,如不完全换相的架空线路,其三相阻抗值不相等。
④非全相运行,如单相重合闸时的单相线路断开。
⑤故障时的严重不对称,如单相或两相短路,
⑥设备运行中表现的不对称,如电弧炉在炼钢熔化期内三相负荷经常是不对称的。
原因
不对称负荷是形成不对称系统的主要原因之一,其正序、负序和零序三组分量中的负序电流分量将产生不良影响。负序电流流入发电机后,将在定子绕组中产生同步转速,方向与转子旋转方向相反的旋转磁场,在转子本体、励磁绕组及阻尼绕组中产生两倍基波频率的涡流,产生局部过热,破坏转子的机械强度和绕组的绝缘强度,另外,定子负序电流产生的反向旋转磁场与转子电流作用,在转子上产生两倍频率的脉动转矩,产生振动并伴有噪声。同时,在电力系统内形成的负序电压加到异步电动机端点,将在电机中产生负序电流,使绕组铜损局部增大,引起局部过热,并产生脉动转矩引起振动和噪声。在电力系统继电保护系统中,特别是有负序启动元件时,如果遭受到大量负序(基波)侵入,在谐波的共同作用下,使保护误动,直接或间接引起电力系统的故障。另外,负序对电子设备,如计算机系统也会产生影响。
中国国家标准对负序加以限制,如对公共连接点(pcc)电压不平衡度(负序与正序电压之比)的限值为:5%概率最大值为4%,其余时间最大值为2%。
措施
在电力系统和输配电系统的设计和运行中,应尽可能做到三相负荷对称,如对单相负荷应尽量三相搭配平衡,或采取补偿措施。
中国交流电气化铁路是典型的单相负荷,为了减小其牵引负荷引起的负序分量,有以下抑制措施:
①充分利用牵引变电所的换相措施;
②选用产生负序分量较小的牵引变压器,如三相—二相平衡接线主变压器
③并联无功补偿装置等。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 17:39
目录
概述
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不对称三相系统
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