Оценка несимметрии напряжения в Международных стандартах качества электроэнергии

n Международные стандарты (например, EN-50160 или стандарты серии МЭК 1000-3x) на основании измерений в течение 10 минут устанавливают предел коэффициента дисбаланса не более 2 % для систем низкого и среднего напряжения и менее 1 % для высоковольтных систем, допуская отдельные мгновенные значения коэффициента дисбаланса не более 4 %.

n Однако в отдельных регионах эти величины могут быть уменьшены до уровня 0,25 %, например, на британской части железной дороги, проходящей в тоннеле под Ла-Маншем, поскольку эта часть линии представляет собой гигантскую однофазную нагрузку.

n  Более полно стандартизация осуществлена в документах МЭК 61000-2x, являющихся частью системы стандартизации вопросов ЭМС и EN-50160, описывающих характеристики напряжения в точках общего присоединения (PСС, ТОП).

 

Влияние несимметрии на потери в электрических сетях

n Основные потери в электрических сетях России и Казахстана приходятся на сети 0,4 кВ.

n Несмотря на довольно короткие фидеры, огромные потери здесь образуются за счет несимметрии напряжения, вызванной большим количеством однофазных потребителей.

n Повсеместно работающие трансформаторы со схемой «звезда–звезда–ноль» имеют собственные достаточно ощутимые потери.

n  Мало того, в случае несимметрии сети 0,4 кВ они создают еще большую дополнительную несимметрию.

 

Влияние несимметрии на работу различных ЭП

n Однофазные, двухфазные потребители и разные фазы трёхфазных потребителей электроэнергии работают на различных не номинальных напряжениях, что вызывает те же последствия, как при отклонении напряжения.

n Отклонения напряжения у ЭП перегруженной фазы могут превысить допустимые значения.

n Кроме ухудшения режима напряжения у ЭП, при несимметричном режиме существенно ухудшаются технические условия работы как самих ЭП, так и всех элементов сети, что ведет к снижению надежности работы электрооборудования и системы электроснабжения в целом и ухудшению технико-экономических показателей работы всей СЭС и каждого электроприемника.

 

Влияние несимметрии на работу различных ЭП

n В случае наличия токов обратной и нулевой последовательности увеличиваются суммарные токи в отдельных элементах сети, и появляется ток в нулевом проводе, что приводит к увеличению суммарных потерь мощности (энергии) не только в нем, но и во всей сети и может быть недопустимо с точки зрения нагрева.

n Отметим, что значительные токи нулевой последовательности, протекающие через нулевой проводник, сечения которого обычно меньше чем в фазных проводах, могут вызвать его сильный нагрев. Зафиксирован ряд случаев возникновения пожаров в зданиях из-за перегрева нулевых проводников, сечение которых составляло 25 или 50 % фазного провода.

 

Влияние несимметрии на работу АД

n В электродвигателях, кроме отрицательного влияния несимметричных напряжений, возникают магнитные поля, вращающиеся встречно вращению ротора.

n Качественно отличается действие несимметричного режима от симметричного у таких распространенных трехфазных ЭП, как асинхронные двигатели (АД).

n Сопротивление обратной последовательности АД примерно в 5 раз меньше сопротивления прямой последовательности. Поэтому даже небольшая несимметрия напряжений вызывает значительные токи обратной последовательности, что ведет к дополнительному нагреву статора и ротора.