2018-01-08
1599
Несимметрия токов и напряжений — явление в многофазной (например, трёхфазной) сети переменного тока, при котором амплитуды фазных напряжений (токов) и/или углы между ними не равны между собой.
Причины несимметрии напряжений могут быть разными, но основная из них — это несимметрия токов в сети, обусловленная неравенством нагрузки по фазам.
В зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трёхфазного трансформатора на питающей подстанции возможны различные последствия несимметрии.
Так при соединении обмоток звездой и четырёхпроводном питании потребителей (с нулевым проводом), возможны следующие ситуации:
• Обрыв нулевого провода — в этом случае линейное напряжение остается неизменным, а фазовые напряжения распределяются между однофазными потребителями пропорционально их электрическому сопротивлению. Пусть, например, в момент обрыва нулевого провода в подъезде многоквартирного дома, в одной из квартир (подключённой, к примеру, к фазе А) работает компьютер мощностью 242 Вт (сопротивление 200 Ом), а в другой квартире (фаза Б) — утюг мощностью 2420 Вт (сопротивление 20 Ом). Такая ситуация является перекосом фаз. Пока ток протекает по нулевому проводу, не возникает разбаланса фазных напряжений — у обоих потребителей напряжение останется равным 220 В. При обрыве нулевого провода, линейное напряжение между фазами А и Б остаётся таким же, как и до обрыва, — равным 380 В, но в связи с отсутствием тока в оборванном нулевом проводе напряжения между электроприёмниками распределятся так: компьютер получит 380 * 200 / (200 + 20) = 345 В, а утюг — 34,5 В. В результате такой аварии компьютер выйдет из строя.
|
|
|
· Короткое замыкание фазного провода на нулевой — в этом случае, если не сработает защита от коротких замыканий, напряжение между оставшимися фазами и нулевым проводом также увеличится. Значение напряжений в этом случае трудно предсказать, так как они сильно зависят от сопротивления проводов и внутреннего сопротивления трансформатора.
Расчет несимметрии
Обычно целью расчета несимметрии (перекоса фаз) является разложение несимметричного трехфазного напряжения на 3 симметричные составляющие: нулевой, прямой и обратной последовательности фаз. Расчет удобно выполнять на векторной плоскости, изображая напряжение каждой фазы в виде вектора с модулем (величиной) и аргументом (фазой).
Расчет можно выполнить по результатам измерения фазных и линейных напряжений сети, построив предварительно векторную диаграмму. Определить каждую из симметричных составляющих можно посредством такого сложения векторов напряженности, при котором сумма векторов двух оставшихся составляющих равна нулю.
|
|
|
Сумма мгновенных значений симметричного трехфазного напряжения равна нулю. Поэтому сумма 3-х векторов несимметричного фазного напряжения равна утроенному значению напряжения нулевой последовательности фаз.
При поворота вектора напряжения фазы В против часовой стрелки на 120 градусов, а фазы С - по часовой стрелке на такой же угол, сумма этих векторов и вектора фазы А равна утроенному значению вектора напряжения фазы А прямой последовательности фаз.
Если вектор фазы В повернуть по часовой стрелке, а фазы С - против, то сумма трех векторов равна утроенному вектору фазы А напряжения обратной последовательности фаз.
ГОСТ 32144-2013 определяет два показателя качества электрической энергии для расчёта несимметрии напряжений трёхфазной сети:
· K2U — коэффициент несимметрии напряжений по обратной последовательности (%);
· K0U — коэффициент несимметрии напряжений по нулевой последовательности (%).
Колебание частоты.
Колебание частоты- разность между наибольшим и наименьшим значениями основной частоты в процессе достаточно быстрого изменения параметров режима, когда скорость изменения частоты не меньше 0,2Гц в секунду. Колебания частоты не должны превышать 0,2Гц сверх допустимых отклонений 0,1Гц.
Колебания частоты – это серия единичных изменений частоты, происходящих со скоростью 0,2Гц/с.
или 
Основная причина возникновения колебаний частоты – это мощные электропотребители с резкопеременной активной нагрузкой (например, преобразователи главных электродвигателей прокатного стана). Возможность подключения таких электропотребителей к энергосистеме с мощностью короткого замыкания Sкз проверяют по допустимой скорости изменения активной мощности
из условия 
1,56Sкз
Одним из путей снижения колебаний частоты является увеличение мощности короткого замыкания Sкз в точке присоединения электропотребителей с резкопеременной и спокойной нагрузками. Если это не дает результатов, то применяют раздельное питание резкопеременных нагрузок от отдельных трансформаторов или отдельных ветвей расщепленных обмоток трансформатора.
Основной причиной возникновения колебаний частоты являются мощные приемники электроэнергии с резкопеременной активной нагрузкой (тиристорные преобразователи главных приводов прокатных станов). Активная мощность этих приемников изменяется от нуля до максимального значения за время менее 0,1с, вследствие чего колебания частоты могут достигать больших значений.
Изменения частоты даже в небольших пределах влияют на работу эллектросетей и приемников электроэнергии. Понижение частоты тока приводит к увеличению потерь мощности и напряжения в электросетях и к недовыработке продукции. Влияние снижения частоты на потребляемую мощность электроприемников различно:
1) потребляемая мощность приемниками электроосвещения, электропечами
сопротивления и дуговыми электропечами практически незначительно
зависит от частоты;
2) мощность забираемая механизмами с постоянным моментом на валу (металлорежущие станки, поршневые насосы, компрессоры и др.),
пропорциональна частоте;
3) потери мощности в сети пропорционально квадрату частоты;
4) потребляемая механизмами с вентиляторным моментом сопротивления (центробежные насосы, вентиляторы, дымососы и др.) мощность
пропорциональна частоте в третьей степени;
5) у центробежных насосов, работающих на сеть с большим статическим
напором (противодавлением), например у питательных насосов котельных,
потребляемая мощность пропорциональна частоте в степени выше третьей.
Изменение частоты существенно влияет на работу приборов и аппаратов применяемых в телевидении, вычислительной технике.
