1.2. Несимметрия напряжения

Наиболее распространенными источниками несимметрии напряжений в трехфазных системах электроснабжения являются такие потребители электроэнергии, симметричное многофазное исполнение которых или невозможно, или нецелесообразно по технико - экономическим соображениям. К таким установкам относятся индукционные и дуговые электрические печи, тяговые нагрузки железных дорог, выполненные на переменном токе, электросварочные агрегаты, специальные однофазные нагрузки, осветительные установки.

Несимметричные режимы напряжений в электрических сетях имеют место также в аварийных ситуациях – при обрыве фазы или несимметричных коротких замыканиях.

Несимметрия напряжений характеризуется наличием в трехфазной электрической сети напряжений обратной или нулевой последовательностей, значительно меньших по величине соответствующих составляющих напряжения прямой (основной) последовательности.

Несимметрия трехфазной системы напряжений возникает в результате наложения на систему прямой последовательности напряжений системы обратной последовательности, что приводит к изменениям абсолютных значений фазных и междуфазных напряжений

Под несимметрией напряжения понимают неравенство линейных напряжений по амплитуде и углам сдвига фаз между ними.

Причина возникновения – наличие в сети потребителей с несимметричной нагрузкой.

В системах электроснабжения различают кратковременные (аварийные) и длительные (эксплуатационные) несимметричные режимы.

Длительная несимметрия обусловлена применением в промышленности, на транспорте, в быту несимметричных электропотребителей, т.е. таких электропотребителей, симметричное многофазное искажение которых невозможно или нецелесообразно по технико-экономичеким расчетам.

Могут вызвать несимметрию индукционные печи, установки электрических шахтных подъемников, электрифицированный железнодорожный транспорт (переменного тока), сварочные трансформаторы, осветительные установки. Также несимметрия может иметь место и при работе трехфазных электропотребителей, таких как дуговые печи, что обусловлено неустойчивостью горения дуги в каждой отдельной фазе и изменением сопротивления дуги в процессе горения.

Несимметрию тока (напряжения), обусловленную несимметрией элементов сети, называют продольной. Несимметрию, вызванную подключением к сети многофазных и однофазных несимметричных нагрузок, называют поперечной.

В трехфазной трехпроводной системе несимметрия тока (напряжения), обусловлена наличием симметричных составляющих обратной последовательности.

В трехфазной четырехпроводной системе несимметрия тока (напряжения), обусловлена наличием симметричных составляющих нулевой последовательности.

Несимметрия по току значительно превышает несимметрию по напряжению.

Несимметрия по току обусловлавливает несимметрию по напряжению, которая приводит к дополнительным отклонениям U_ф и U_л. Это отрицательно сказывается на работе асинхронных электродвигателей, полупроводниковых выпрямителей, делая менее эффективным использование регулирующих и компенсирующих устройств, установленных в системе электроснабжения.

Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:

• коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности;

• коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности равен, %

где – действующее значение напряжения обратной последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений, В;

- действующее значение напряжения прямой последовательности основной частоты, (номинальное линейное напряжение), В.

Допускается вычислять по выражению, % :

где – номинальное значение междуфазного напряжения сети, В.

Коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности равен, % :

где – действующее значение напряжения нулевой последовательности основной частоты трехфазной системы напряжений, В.

Допускается вычислять по формуле, %

  

где – номинальное значение фазного напряжения, В.

Измерение коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности проводят в четырехпроводной сети.

Относительная погрешность определения и по формулам и численно равна значению отклонений напряжения от .

Нормально допустимое и предельно допустимое значения коэффициента несимметрии напряжений по обратной последовательности в точке общего присоединения к электрическим сетям равны 2,0 и 4,0 % .

Нормированные значения коэффициента несимметрии напряжений по нулевой последовательности в точке общего присоединения к четырехпроводным электрическим сетям с номинальным напряжением 0,38 кВ также равны 2,0 и 4,0% .