Влияние несимметричных режимов системы электроснабжения на несимметрию напряжений и токов трехфазной системы

Несимметрия напряжений и токов трёхфазной системы является одним из важнейших показателей качества электроэнергии. Причиной появления несимметрии напряжений и токов являются различные несимметричные режимы системы электроснабжения. Широкое применение различного рода однофазных электротермических установок значительной мощности (до 10 МВт) и трёхфазных дуговых печей также привело к значительному увеличению доли несимметричных нагрузок на промышленных предприятиях. Подключение таких мощных несимметричных одно- и трёхфазных нагрузок к трёхфазным сетям вызывает в системах электроснабжения длительный несимметричный режим, который характеризуется несимметрией напряжений и токов.

Электрические сети систем электроснабжения промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных потребителей на напряжение до 1000 В выполняются трех- и четырехпроводными. Режимы работы таких сетей при симметричной нагрузке одинаковы, а при несимметричной ––различны.

При неравномерной нагрузке электрической сети по фазам симметрия напряжений и токов в отдельных точках нарушается.

При несимметрии напряжений в 4 % срок службы асинхронных двигателей снижается вдвое, сильно падает КПД.

В асинхронных двигателях возникают дополнительные потери в статоре. В ряде случаев приходится при проектировании увеличивать номинальную мощность электродвигателей, если не принимать специальные меры по симметрированию напряжения.

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 батарей конденсаторов уменьшают выработку реактивной мощности.

Ухудшается работа трехфазных вентильных мостов (выпрямителей). Ввиду различия величины фазных напряжений значительно растет пульсация выпрямленного напряжения. Кроме того, несимметрия оказывает отрицательное влияние на систему импульсно-фазовогоуправления тиристорными преобразователями.

При несимметрии напряжений неравномерно загружаются по фазам конденсаторные батареи, вследствие чего невозможно их полноценное использование. При этом батареи увеличивают несимметрию нагрузки, выдавая большую реактивную мощность в тех фазах, где выше напряжение, то есть меньше нагрузка. Освещение работает в ненормальных условиях, так как часть ламп функционирует с пониженным световым потоком, а другая часть ––быстро перегорает, потому что первые включены на фазы с пониженным, а вторые––с повышенным напряжением.

Суммарный ущерб, обусловленный несимметрией в промышленных сетях, включает стоимость дополнительных потерь электроэнергии, увеличение отчислений на реновацию от капитальных затрат, технологический ущерб, ущерб, обусловленный снижением светового потока ламп, установленных в фазах с пониженным напряжением, и сокращением срока службы ламп, установленных в фазах с повышенным напряжением, ущерб из-за уменьшения реактивной мощности, генерируемой конденсаторными батареями и синхронными двигателями.

Несимметрия напряжений усложняет работу релейной защиты, ведет к ошибкам при работе счетчиков электроэнергии и т. д.