Несимметрия в электрических сетях и мероприятия по ее снижению

Несимметричные режимы в электрических сетях возникают по следующим причинам:

- неодинаковые нагрузки в различных фазах;

- неполнофазная работа линии или других элементов сети;

- различные параметры линий в разных фазах;

Наиболее часто несимметрия напряжений возникает из-за неравенства нагрузок фаз.

Различают два вида несимметрии: систематическую и вероятностную, или случайную. Систематическая несимметрия обусловлена неравенством нагрузок по фазам, вероятностная несимметрия соответствует непостоянным нагрузкам, при которых в разное время перегружаются разные фазы в зависимости от случайных факторов (перемежающаяся несимметрия).

При появлении несимметрии появляются напряжений и токи обратной и нулевой последовательности ,что приводит к дополнительным потерям мощности и энергии, а также потерям напряжения в сети, что ухудшает режимы и технико-экономические показатели ее работы.

В асинхронных двигателях возникают дополнительные потери в статоре.

В синхронных машинах кроме дополнительных потерь и нагрева статора и ротора могут начаться опасные вибрации.

Из-за несимметрии сокращается срок службы изоляции трансформаторов, синхронные двигатели и БК уменьшают выработку реактивной мощности.

Нормальное и максимальное допустимые значения несимметрии составляют 2 и 4 %.

Для борьбы с несимметрией выполняется симметрирование сети.

Выполняется компенсация токов и напряжений нулевой последовательности.

Выполняется перераспределение нагрузки по фазам.

Для симметрирования однофазных нагрузок применяется схема, состоящая из индуктивности и емкости.

Нагрузка и включенная параллельно ей емкость включаются на линейное напряжение

Снижение несимметрии в четырехпроводных городских сетях 0,4 кВ можно осуществлять путем уменьшения тока нулевой последовательности и снижения сопротивления нулевой последовательности в элементах сети. Уменьшение в первую очередь достигается перераспределением нагрузок.

Существенное влияние на несимметрию напряжений в сети оказывает схема соединения обмоток распределительного трансформатора (РТ) 6-10/0,4 кВ. Большинство РТ, установленных в сетях, имеют схему звезда-звезда с нулем . Для снижения несимметрии напряжений, вызываемой РТ, целесообразно применять схемы соединения треугольник - звезда с нулем или звезда – зигзаг . Наиболее благоприятно для снижения несимметрии применение схемы Y/Z. Распределительные трансформаторы с таким соединением более дорогие, и изготовление их очень трудоемко. Поэтому их надо применять при большой несимметрии, обусловленной несимметрией нагрузок и линий.

50) Несинусаидальность в электроэнергетических системах и мероприятия по борьбе с нею.

Причины возникновения несинусоидальности напряжений и токов - наличие вентильных преобразовательных установок и электроприемников с нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Неблагоприятное влияние несннусоидальности на работу сетей, электрооборудования и электроприемников состоит в следующем:

- появляются дополнительные потери в электрических машинах, трансформаторах и сетях, а также дополнительные отклонения напряжения;

- затрудняется компенсация реактивной мощности с помощью БК;

- сокращается срок службы изоляции электрических машин и аппаратов;

- ухудшается работа устройств автоматики, телемеханики и связи

Снижение несннусоидальности можно осуществить одним из следующих способов:

- снижением уровня высших гармоник, генерируемых вентильными преобразователями;

- рациональным построением схемы электрической сети;

- использованием фильтров высших гармоник,

Снижение уровней высших гармоник, генерируемых преобразователями, можно осуществить за счет увеличения числа фаз выпрямления в преобразовательных установках (как правило, до 12) или применения специальных схем преобразователей и законов управлениями ими, обеспечивающих улучшение формы кривой их первичных, т. е. сетевых, токов.

Рациональное построение схемы сети с точки зрения снижения несинусоидальности состоит, например, в питании нелинейных нагрузок от отдельных линий или трансформаторов либо подключении их к отдельным обмоткам трехобмоточных трансформаторов.

Использование фильтров - распространенный способ снижения уровня высших гармоник.

Фильтр высших гармоник представляет собой последовательно соединенные реактор и БК.

Параметры реактора и БК подбирают так, чтобы их результирующее сопротивление для определенной частоты гармоники было равно нулю. В общем случае на каждую гармонику нужен свой фильтр.